ПОЧЕМУ АЛЮМИНИЙ НЕЛЬЗЯ ДОБЫТЬ ИЗ НИТРАТА АЛЮМИНИЯ - Алюминий водная
Опубликовано: 29.09.2018
Алюминий, или металл квасцов (alumen), потому и называется иначе глинием, что находится в глине». Алюминий в природе. Алюминий – один из самых распространенных и дешевых металлов. Алюминий можно восстановить из руд не только с помощью электричества и щелочных металлов. Широкое применение находят и соединения алюминия. Свойства алюминия. Применение алюминия. Получение алюминия. В авиа- и машиностроении, при изготовлении строительных конструкций, используют значительно более твердые сплавы алюминия.
Условными обозначениями формула нитрата алюминия выглядит следующим образом:Аl(NО3)3. 3. Можно проводить реакцию замещения, для чего используются менее активные металлы, которые вытесняются алюминием: Аl2(SО4)3+3BА(NО3)2=2Аl(NО3)3+3BАSО4.
Как видно, раствор нитрата алюминия и твердое вещество можно получить большим количеством способов, причем для этого даже не потребуются специальные условия. Алюминий относится к категории амфотерных элементов, так что при определенных условиях он может проявлять разные свойства.
Нитрат алюминия→хлорид алюминия можно получить при помощи воздействия на вещество соляной кислотой: Аl(NО3)3+3НCl=АlCl3+3НNО3. Оксид алюминия→нитрат алюминия получают по простой схеме: Аl2О3+3N2О5=2Аl(NО3)3. Нитрат алюминия и гидроксид натрия во взаимодействии дают следующий результат Аl(NО3)3+3NАОН=Аl(ОН)3↓+3NАNО3. Нитрат калия с алюминием не реагирует, так как калий является более активным металлом, поэтому алюминий не может вытеснять его из соединений.
Разложение нитрата алюминия происходит при нагревании среды до 150-200 градусов по Цельсию: 4Аl(NО3)3=2Аl2О3+12NО2+3О2. В земной коре алюминия очень много: 8,6% по массе. Он занимает первое место среди всех металлов и третье среди других элементов (после кислорода и кремния). Алюминия вдвое больше, чем железа, и в 350 раз больше, чем меди, цинка, хрома, олова и свинца вместе взятых!
Возможно ли электролизом достать алюминий из раствора азотной кислоты?
Богаты алюминием также алунит (квасцовый камень) (Na,K)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3, нефелин (Na,K)2O·Al2O3·2SiO2. В лунном грунте, доставленном на Землю из районов морей Кризисов и Изобилия, также удалось обнаружить самородный алюминий. Обычно кристаллы такого строения образуются вследствие быстрого роста из газовой фазы. Вероятно, микроскопические самородки алюминия в лунном грунте образовались аналогичным способом.
А ведь глина действительно содержит алюминий. И это не удивительно: алюминий в горных породах чрезвычайно прочно связан с кислородом, и для его выделения необходимо затратить очень много энергии. Однако в последнее время появились новые данные о принципиальной возможности получения металлического алюминия в древности. Как показал спектральный анализ, украшения на гробнице китайского полководца Чжоу-Чжу, умершего в начале III в. н.э., сделаны из сплава, на 85% состоящего из алюминия.
Через некоторое время на поверхности тигля всплыл шлак с шариками алюминия! По цвету чистый алюминий напоминает серебро, это очень легкий металл: его плотность всего 2,7 г/см3. Легче алюминия только щелочные и щелочноземельные металлы (кроме бария), бериллий и магний.
Аl(NО3)3 — свойства и применение
По электропроводности алюминий – на 4-м месте, уступая лишь серебру (оно на первом месте), меди и золоту, что при дешевизне алюминия имеет огромное практическое значение. В таком же порядке изменяется и теплопроводность металлов.
Химическая формула и свойства соединения
Химическая активность алюминия весьма высока; в ряду электродных потенциалов он стоит сразу за магнием. Так, если внести в пламя горелки толстую алюминиевую проволоку или пластинку толщиной 0,5–1 мм, то металл плавится, но алюминий не течет, так как остается в мешочке из его оксида.
Реакции, в которых может принимать участие вещество
Обработанный таким образом алюминий не реагирует даже с соляной кислотой. Вытеснение алюминием из растворов солей менее активных металлов часто затруднено защитной пленкой на поверхности алюминия. Бурно протекает реакция алюминия с галогенами. Если в пробирку с 1 мл брома внести тонкую алюминиевую проволоку, то через короткое время алюминий загорается и горит ярким пламенем.
Отогнав ртуть, Эрстед получил алюминий, правда, загрязненный примесями. Na3AlF6 + 3K ® Al + 3NaF + 3KF. Позднее ему удалось получить алюминий в виде блестящих металлических шариков. Современный способ получения алюминия был открыт в 1886 молодым американским исследователем Чарлзом Мартином Холлом. Джуэтт знал, что говорил: ранее он стажировался в Германии, работал у Вёлера, обсуждал с ним проблемы получения алюминия.
Холл пытался получать алюминий разными методами, но безуспешно. В то время электростанций не было, ток приходилось получать с помощью больших самодельных батарей из угля, цинка, азотной и серной кислот.
Химия и химическая технология
Самым трудным было подобрать электролит и защитить алюминий от окисления. Сейчас первые шарики алюминия, полученные Холлом, хранятся в Американской Алюминиевой компании в Питтсбурге как национальная реликвия, а в его колледже стоит памятник Холлу, отлитый из алюминия.
Метод Холла позволил получать с помощью электричества сравнительно недорогой алюминий в больших масштабах. Если с 1855 до 1890 было получено лишь 200 тонн алюминия, то за следующее десятилетие по методу Холла во всем мире получили уже 28 000 т этого металла!
При низком напряжении (около 4,5 В) электролизеры потребляют огромные токи –до 250 000 А! За сутки один электролизер дает около тонны алюминия. Еще Д.И.Менделеев писал, что «металлический алюминий, обладая большою легкостью и прочностью и малою изменчивостью на воздухе, очень пригоден для некоторых изделий». Без него трудно представить себе современную жизнь. Недаром алюминий называют металлом 20 века. Он хорошо поддается обработке: ковке, штамповке, прокату, волочению, прессованию.
Этот красивый и легкий металл широко используют в строительстве и авиационной технике. Алюминий очень хорошо отражает свет. Поэтому его используют для изготовления зеркал – методом напыления металла в вакууме. Один из самых известных – сплав алюминия с медью и магнием (дуралюмин, или просто «дюраль»; название происходит от немецкого города Дюрена). Этот сплав после закалки приобретает особую твёрдость и становится примерно в 7 раз прочнее чистого алюминия.
Например, из сплава алюминия, магния и кремния делают винты вертолетов. Любопытно, что в Англии алюминий – это aluminium, а в США – aluminum. Восстановиться же одновалентный алюминий может только до металла: 3AlCl ® 2Al + AlCl3. В пользу этого предположения говорит и нитевидная форма кристаллов самородного алюминия.