Aluminium-Funktionen. Aluminium: allgemeine Merkmale

Physik, Chemie und Biologie: jedes chemisches Element aus der Sicht von drei Wissenschaften betrachtet werden. In diesem Artikel werden wir so weit wie möglich versuchen, das Aluminium zu charakterisieren. Dieses Element, das in der dritten Gruppe und der dritten Periode ist, entsprechend dem Periodensystem. Aluminium – Metall, die eine mittlere Reaktivität hat. Auch ist es möglich, Verbindungen amphotere Eigenschaften zu beobachten. Aluminium Atomgewicht von sechsundzwanzig Gramm pro Mol.

Die physikalischen Eigenschaften Aluminium

Unter normalen Bedingungen ist es ein Feststoff. Aluminium Formel ist sehr einfach. Es besteht aus Atomen (nicht vereinigen im Moleküle), die mit Hilfe eines Kristallgitters in dem Feststoff ausgerichtet ist. Aluminium Farbe – silberweiß. Darüber hinaus hat es einen metallischen Glanz, sowie alle anderen Substanzen dieser Gruppe. Die Farbe des Metalls in der Industrie verwendet werden, kann aufgrund der Anwesenheit von Verunreinigungen in der Legierung verschieden sein. Dies ist ein ziemlich leichtes Metall. Seine Dichte gleich 2,7 g / cm3, das heißt, es ist etwa dreimal leichter als Eisen. Dabei kann er Art und Weise geben, außer dass das Magnesium, die noch einfacher zu dem Metall in Frage. Die Härte von Aluminium ist sehr gering. Darin gibt er die meisten Metalle. Aluminium-Härte von nur zwei auf der Mohs-Skala. Daher ist für seine Verstärkung auf der Basis von Metalllegierungen hinzugefügt härter.

Aluminiumschmelz erfolgt bei einer Temperatur von nur 660 Grad Celsius. Und es beginnt, wenn auf eine Temperatur von 2452 Grad Celsius erhitzte zum Kochen bringen. Dies ist ein sehr dehnbar und Schmelzmetall. In diesem physischen charakteristischen Aluminium Enden. Doch es sollte beachtet werden, dass das aktive Metall die beste nach Kupfer und Silber Leitfähigkeit aufweist.

Die Prävalenz in der Natur

Aluminium Spezifikationen, die wir gerade betrachtet haben, ganz in der Umwelt weit verbreitet. Es kann in der Zusammensetzung von vielen Mineralien zu sehen. Aluminiumelement – an vierter Stelle unter den am häufigsten in der Natur. Sein Gewichtsanteil in der Erdkruste ist fast neun Prozent. Hauptmineralstoffe sind in der Zusammensetzung seiner Atome ist Bauxit, Tonerde, Kryolith. Erste – eine Felsformation, die aus Eisenoxiden, Silicium und dem Metall in Frage vorhanden ist, auch in der Struktur von Wassermolekülen besteht. Es hat eine ungleichmßige Färbung: Grau Fragmente, rotbraune oder andere Farben, die auf der Gegenwart verschiedener Verunreinigungen abhängen. Von dreißig bis sechzig Prozent der Rasse – Aluminium, deren Fotos oben zu sehen ist. Es ist auch sehr häufig in der Natur Mineral Aluminiumoxid ist.

Dieses Aluminiumoxid. Seine chemische Formel – Al2O3. Er kann rot, gelb, blau oder braun. Seine Härte auf der Mohs-Skala ist neun Einheiten. Die Sorten von Korund sind bemerkenswert, Saphiren und Rubinen, leicosapphires und padparadzha (gelber Saphir).

Kryolith – ein Mineral, eine komplexere chemische Formel aufweist. Es besteht aus den Fluoriden von Aluminium und Natrium – AlF3 • 3NaF. Es sieht aus wie farblos oder grauer Stein, hat eine geringe Härte – alle drei auf der Mohs-Skala. In der heutigen Welt ist es künstlich im Labor synthetisiert. Es wird in der Metallurgie.

Aluminium kann auch in der Natur als Bestandteil von Ton zu finden, die die Hauptkomponenten des Siliziums und Oxiden des Metalls, die mit Wassermolekülen. Außerdem kann das chemische Element in der Zusammensetzung Nephelin beobachtet werden, die chemische Formel ist wie folgt: KNa3 [AlSiO4] 4.

Empfang

Aluminium Berücksichtigung Merkmale bietet Methoden ihrer Synthese. Es gibt mehrere Methoden. Herstellung von Aluminium durch das erste Verfahren erfolgt in drei Stufen. Die letzte von ihnen ist das Verfahren der Elektrolyse an der Kathode und einen Kohlenstoff-Anode. Zur Durchführung eines solchen Verfahrens erfordert die Aluminiumoxid und Hilfsstoffe wie Kryolith (Formel – Na3AlF6) und Calciumfluorid (CaF2). Um die Zersetzung des gelösten Aluminiumoxids auftritt, ist es notwendig, mit dem schmelzflüssigen Kryolith und Calciumfluorid, erhitzt auf eine Temperatur von mindestens 950 Grad Celsius, und dann durch einen Strom dieser Stoffe in den achtzig tausend Ampere geleitet und Spannung fünf- acht Volt. Somit wird, da der Prozess zum Abrechnen Aluminiumkathode und Sauerstoffmoleküle werden an der Anode gesammelt werden, die wiederum Anode oxidiert wird, und es in Kohlendioxid umwandeln. Bevor dieses Verfahren Bauxit durchgeführt wird, die in der Form von Aluminiumoxid extrahiert wird, von Verunreinigungen vorgereinigte und leitet den Prozess der Austrocknung.

Aluminium oben beschriebenen Herstellungsverfahren ist sehr häufig in der Metallurgie. Es gibt auch eine Methode, erfunden 1827 von F. Wöhler. Es liegt in der Tatsache, dass Aluminium durch eine chemische Reaktion zwischen dem Chlorid und Kalium extrahiert werden kann. Zur Durchführung eines solchen Verfahrens kann nur in Form von speziellen Bedingungen von sehr hoher Temperatur und Vakuum angelegt werden. Somit kann ein Mol Chlorid und ein gleiches Volumen von Kalium ein Mol Aluminiumoxid und drei Mol , hergestellt werden von Kaliumchlorid als Nebenprodukt. Diese Reaktion kann als diese Gleichung ausgedrückt werden: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. Diese Methode hat eine große Popularität in der Branche nicht gewonnen.

Aluminium Merkmale in Bezug auf die Chemie

Wie bereits oben erwähnt, ist es eine einfache Substanz, die aus Atomen besteht, die in einem Molekül nicht organisiert sind. Ähnliche Strukturen sind fast alle Metalle gebildet. Aluminium hat eine relativ hohe Reaktivität und stark reduzierenden Eigenschaften. Chemische Charakterisierung des Aluminiums wird mit einer Beschreibung ihrer Reaktionen mit anderer einfacher Substanz, beginnt, wie weiter Wechselwirkung mit komplexen anorganischen Verbindungen beschrieben.

Aluminium und einfache Substanzen

Dazu gehören ein hauptsächlich Sauerstoff – die gängigste Verbindung auf dem Planeten. Von seinen einundzwanzig Prozent der Erdatmosphäre besteht. Reaktion des Stoffes mit einem anderen, wie Oxidation oder Verbrennung bekannt. Es tritt in der Regel bei hohen Temperaturen. Aber im Fall von Aluminium kann bei normalen Betriebsbedingungen Oxidation – die so gebildeten Oxidfilms. Wenn das aktive Metall zerkleinert wird, wird es verbrennen, so dass große Mengen an Energie als Wärme freigesetzt wird. Für die Reaktion zwischen Aluminium und Sauerstoff Durchführung benötigen, um diese Komponenten in einem Molverhältnis von 4: 3, wobei die beiden Teile oxid erhalten.

4AІ + 3O2 = 2AІO3: Diese chemische Reaktion wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt. Aluminium kann auch mit Halogenen reagieren, die umfassen Fluor, Jod, Brom und Chlor. Die Namen dieser Prozesse kommen aus dem entsprechenden Halogen: Fluorierung, Iodierung, Bromierung und Chlorierung. Dies ist die typische Kupplungsreaktion.

Zum Beispiel reagieren wir Aluminium mit Chlor. Diese Art von Verfahren kann nur in der Kälte auftreten.

Somit nimmt zwei Mol Aluminium und drei Mol Chlor, zwei Mol des Metallchlorids zu ergeben. Die Gleichung für diese Reaktion ist wie folgt: + = 2AІ 3SІ 2AІSІ3. In gleicher Weise ist es möglich, Aluminiumfluorid, Bromid und Iodid es zu erhalten.

Auf grau betreffende Substanz reagiert nur, wenn erhitzt. Für die Wechselwirkung zwischen den beiden Verbindungen der Durchführung notwendig, sie in molaren Anteilen von zwei bis drei, und einem Teil des Sulfids aus Aluminium gebildet zu nehmen. Reaktionsgleichung ist wie folgt: 2Al + 3S = Al2S3.

Darüber hinaus bei hohen Temperaturen und Aluminium reagiert mit Kohlenstoff ein Carbid zu bilden, und Stickstoff, ein Nitrid zu bilden. Man kann die folgende chemische Reaktionsgleichung zitieren: 4AІ + 3C = AІ4S3; 2Al + N2 = 2AlN.

Interaktion mit komplexen Substanzen

Dazu gehören Wasser, Salze, Säuren, Basen, Oxide. Mit all den chemischen Verbindungen von Aluminium reagiert anders. Lassen Sie sich jeden Fall im Detail aussehen.

Reaktion mit Wasser

Mit der häufigsten Substanz auf der Erde-Aluminium-Komplex interagiert mit Heizung. Dies tritt nur auf, wenn die vorläufige Entfernung des Oxidfilms. Die Wechselwirkung des amphoteren Hydroxid gebildet wird, und Wasserstoff wird in die Luft freigesetzt. Nimmt man die beiden Teile aus Aluminium und sechs Teilen Wasser erhält man Hydroxid und Wasserstoff in einem Molverhältnis von zwei auf drei. Diese Reaktionsgleichung ist wie folgt geschrieben: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

Interaktion mit Säuren, Basen und Oxiden

Wie bei anderen aktiven Metallen ist Aluminium in einer Substitutionsreaktion eingreifen kann. So kann es von Wasserstoff aus einer Säure oder einem passiven Metallkation eines Salzes davon verdrängen. Als Ergebnis dieser Wechselwirkungen ein Aluminiumsalz gebildet wird, und Wasserstoff freigesetzt wird (im Fall von Säure) oder gefällte Metallnetz (die, die weniger aktiv als das angesehen). Im zweiten Fall, und manifest reduzierenden Eigenschaften, wie oben erwähnt. Ein Beispiel dafür ist das Zusammenspiel von Aluminium mit Salzsäure, wobei das Aluminiumchlorid gebildet wird und in die Luft, Wasserstoff freigesetzt. Diese Art der Reaktion wird in der folgenden Gleichung ausgedrückt: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

Ein Beispiel für das Zusammenwirken von Aluminiumsalz kann seine Reaktion mit sein , Kupfersulfat. Wenn man diese beiden Komponenten, haben wir am Ende mit bis Aluminiumsulfat und reinem Kupfer , das in Form eines Präzipitats fallen. Mit Säuren wie Schwefel- und Salpetersäure, reagiert Aluminium eindeutig. Beispielsweise durch achtunddreißig Teile in einem Molverhältnis von acht Teile einer verdünnten Lösung von Aluminiumnitrat-Zugabe von Säure aus dem Metallnitrat gebildet wird, drei Teile Stickstoffmonoxid und fünfzehn – Wasser. Die Gleichung der Reaktion wird so aufgezeichnet: 8Al + 30HNO3 = 8Al (NO3) 3 + + 3N2O 15H2O. Dieser Prozess tritt nur in Gegenwart von Wärme.

Wenn die Mischlösung aus Aluminiumsulfat und einer schwachen Säure in molaren Anteilen von zwei bis drei, dann erhalten wir das Sulfat des Metalls und Wasserstoff in einem Verhältnis von 2.59. Das wird gewöhnliche Substitutionsreaktion geschehen, wie es der Fall mit anderen Säuren ist. Aus Gründen der Klarheit stellen wir die Gleichung: 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2. Doch mit einer konzentrierten Lösung der gleichen Säure schwieriger. Hier, ebenso wie in dem Fall mit Nitrat, das Nebenprodukt gebildet wird, aber nicht in der Oxidform und in der Form von Schwefel und Wasser. Wenn wir die zwei nehmen wir benötigten Komponenten in einem molaren Verhältnis von zwei bis vier, wird das Ergebnis einer von dem Salz des Metalls und Schwefel, sowie vier – Wasser. 2Al + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + S + 4H2O: Diese chemische Reaktion kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden. Außerdem kann Aluminium mit Alkalien reagieren. Zur Durchführung einer derartigen chemischen Wechselwirkungen müssen zwei Mol des Metalls nehmen, um die gleiche Menge an Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid sowie sechs Mol Wasser. Dies erzeugt Substanzen wie Natrium- oder Kalium tetragidroksoalyuminat und Wasserstoff, der als Gas mit einem beißenden Geruch in molaren Anteilen von zwei bis drei ist freigegeben. Diese chemische Reaktion kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden: 2AІ + 2 KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

Und das letzte, was zu beachten ist, das Muster der Interaktion mit einigen Aluminiumoxide. Die häufigste und wird in dem Fall verwendet – Reaktion Beketov. Er, wie viele andere aus dem oben, erfolgt nur bei hohen Temperaturen. Somit müssen für ihre Umsetzung von zwei Mol nehmen pro Mol Aluminium und Ferrum Oxid. Das Zusammenspiel dieser beiden Stoffe erhalten, Aluminiumoxid und freies Eisen in einer Menge von einem und zwei Mol auf.

Die Verwendung des Metalls in der Industrie

Beachten Sie, dass die Verwendung von Aluminium – ein sehr weit verbreitetes Phänomen. Zunächst einmal braucht es die Luftfahrtindustrie. Zusammen mit Magnesiumlegierungen wird verwendet, und auf der Grundlage der Metall-Legierungen. Man kann sagen, dass die mittlere Ebene 50% Legierungen von Aluminium und seinen Antrieb – um 25%. Verwendung von Aluminium Auch wird bei der Herstellung von Drähten und Kabeln durchgeführt wird wegen seiner ausgezeichneten elektrischen Leitfähigkeit. Darüber hinaus werden das Metall und seine Legierungen sind weit verbreitet in der Automobilindustrie eingesetzt. Diese Materialien bestehen aus Kadavern von Autos, Busse, Oberleitungsbusse, Straßenbahnen einige, sowie konventionelle Autos und elektrische Züge. Auch seine Verwendung in kleineren Maßstab Anwendungen, zum Beispiel für die Herstellung von Verpackungen für Lebensmittel und andere Produkte, Geschirr. Um einen Silbertinte des Metallpulvers zu erzeugen, ist erforderlich. Die Farbe wird benötigt, um Eisen vor Korrosion zu schützen. Es kann gesagt werden, dass Aluminium – die zweithäufigste Verwendung in Industriemetallen nach Ferrum. Seine Verbindungen und er häufig in der chemischen Industrie eingesetzt. Dies wird durch die besonderen chemischen Eigenschaften von Aluminium, einschließlich der reduzierenden Eigenschaften und amphoteren Verbindungen erläutert. Hydroxid als chemische Elemente für die Wasseraufbereitung benötigt. Darüber hinaus ist es in der Medizin in dem Prozess der Herstellung von Impfstoffen verwendet. Es kann auch in der Zusammensetzung bestimmter Arten von Kunststoff und anderen Materialien gefunden werden.

Rolle in der Natur

Wie oben beschrieben wurde, das Aluminium in großen Mengen in der Erdkruste. Es ist besonders wichtig für lebende Organismen. Aluminium ist in der Regulation von Wachstumsprozessen beteiligt ist, bildet das Bindegewebe, wie Knochen, ligamentous und andere. Mit dieser Mikronährstoff Prozesse Regeneration von Körpergewebe schneller gemacht. Sein Rückgang zeichnet sich durch folgende Symptome gekennzeichnet: Beeinträchtigung der Entwicklung von Kindern und Wachstum, bei Erwachsenen – chronischer Müdigkeit, verminderte Leistungsfähigkeit, Beeinträchtigung der motorischen Koordination, reduzierte die Geschwindigkeit der Geweberegeneration, Schwächung der Muskeln, vor allem in den Extremitäten. Dieses Phänomen kann auftreten, wenn Sie mit dem Inhalt dieses Spurenelement zu wenig Nahrung zu sich nehmen.

Allerdings ist ein häufiges Problem ist, ein Überschuß an Aluminium im Körper. Es wird oft diese Symptome beobachtet: Angst, Depression, Schlafstörungen, Gedächtnisverlust, Stress, Erweichung des Muskel-Skelett-Systems, die zu häufigen Brüchen und Verstauchungen führen können. Längerer Überschuss an Aluminium im Körper sind oft Probleme in fast jedes Organsystem.

Ein solches Phänomen kann eine Reihe von Gründen verursachen. Dies ist vor allem Aluminium – Kochgeschirr. Wissenschaftler haben lange bewiesen, dass die Gerichte des Metalls in Frage, soweit sie nicht geeignet sind, in der es für das Kochen von Essen, wie bei einer hohen Temperatur des Aluminiums in das Lebensmittel gelangt, und als Ergebnis essen Sie viel mehr von diesem Spurenelement als der Körper braucht.

Der zweite Grund – die regelmäßige Anwendung von Kosmetika auf den Gehalt des Metalls oder deren Salze. Vor Gebrauch eines Produkts sollte sorgfältig seine Zusammensetzung gelesen werden. Ist keine Ausnahme, und Kosmetik.

Der dritte Grund – die Verabreichung von Medikamenten, die viel Aluminium enthalten, für eine lange Zeit. Neben dem Missbrauch von Vitaminen und Nahrungsergänzungsmitteln, die das Mikro umfassen.

Nun wollen wir sehen, welche Produkte enthalten Aluminium Ihre Ernährung anpassen und das Menü richtig zu organisieren. Dies betraf vor allem Karotten, Schmelzkäse, Weizen, Alaun, Kartoffeln. Obst Pfirsiche und Avocados werden empfohlen. Darüber hinaus sind die aluminiumreichen Kohl, Reis, viele Kräuter. Auch die Metallkationen können in Trinkwasser sein. Um eine hohe oder niedrige Aluminiumgehalt im Körper zu vermeiden (obwohl, wie jede andere Spurenelemente), müssen Sie sorgfältig ihre Ernährung überwachen und versuchen, es so ausgeglichen wie möglich zu machen.