Aluminium: chemische und physikalische Eigenschaften

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-02 17:44

Metalle sind eines der am bequemsten zu verarbeitenden Materialien. Sie haben auch ihre eigenen Anführer. Beispielsweise sind die grundlegenden Eigenschaften von Aluminium den Menschen seit langem bekannt. Sie sind so alltagstauglich, dass dieses Metall sehr beliebt ist. Welche Eigenschaften Aluminium als einfache Substanz und als Atom hat, werden wir in diesem Artikel betrachten.

Die Geschichte der Entdeckung des Aluminiums

Seit langer Zeit kennt der Mensch die Verbindung des betreffenden Metalls - Kaliumalaun. Es diente als Quell- und Bindungsmittel der Mischungsbestandteile, was auch bei der Zurichtung von Lederprodukten notwendig war. Die Existenz von reinem Aluminiumoxid wurde in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts bekannt. Es wurde jedoch keine reine Substanz erh alten.

Dem Wissenschaftler H. K. Oersted gelang es erstmals, das Metall aus seinem Chlorid zu isolieren. Er war es, der Salz mit Kaliumamalgam behandelte und aus der Mischung ein graues Pulver isolierte, das Aluminium in seiner reinen Form war.

Dann wurde klar, dass sich die chemischen Eigenschaften von Aluminium in seiner hohen Aktivität und starken Reduktionsfähigkeit manifestieren. Daher hat lange Zeit niemand mehr mit ihm zusammengearbeitet.

Aber 1854 gelang es dem Franzosen Deville, Metallbarren durch Schmelzelektrolyse zu gewinnen. Diese Methode ist bis heute aktuell. Besonders die Massenproduktion von Wertstoffen begann im 20. Jahrhundert, als die Probleme der Beschaffung großer Strommengen in Unternehmen gelöst wurden.

Heute ist dieses Metall eines der beliebtesten und wird in der Bau- und Haush altsindustrie verwendet.

Allgemeine Eigenschaften des Aluminiumatoms

Wenn wir das betrachtete Element durch seine Position im Periodensystem charakterisieren, können wir mehrere Punkte herausheben.

1. Ordnungszahl - 13.
2. Befindet sich in der dritten Nebenperiode, der dritten Gruppe, der Hauptuntergruppe.
3. Atommasse - 26, 98.
4. Anzahl der Valenzelektronen - 3.
5. Die äußere Schichtkonfiguration wird ausgedrückt als 3s²3p^1.
6. Elementname ist Aluminium.
7. Metalleigenschaften sind stark.
8. Hat in der Natur keine Isotope, existiert nur in einer Form, mit einer Massenzahl von 27.
9. Das chemische Symbol ist AL, gelesen als "Aluminium" in Formeln.
10. Die Oxidationsstufe ist eins, gleich +3.

Die chemischen Eigenschaften von Aluminium werden durch die elektronische Struktur seines Atoms vollständig bestätigt, da es mit einem großen Atomradius und einer geringen Elektronenaffinität wie alle aktiven Metalle als starkes Reduktionsmittel wirken kann.

Aluminium als einfacher Stoff: physikalische Eigenschaften

Wenn wir über Aluminium sprechen, wie wäre es damiteinfache Substanz, es ist ein silbrig-weiß glänzendes Metall. An der Luft oxidiert es schnell und wird mit einem dichten Oxidfilm bedeckt. Dasselbe passiert bei der Einwirkung konzentrierter Säuren.

Das Vorhandensein eines solchen Merkmals macht Produkte aus diesem Metall korrosionsbeständig, was für den Menschen natürlich sehr praktisch ist. Daher findet Aluminium im Bauwesen eine so breite Anwendung. Interessant sind auch die Eigenschaften des Stoffes, denn dieses Metall ist sehr leicht, dabei stark und weich. Die Kombination solcher Eigenschaften ist nicht bei jedem Stoff vorhanden.

Es gibt mehrere grundlegende physikalische Eigenschaften, die für Aluminium charakteristisch sind.

1. Hohe Formbarkeit und Duktilität. Aus diesem Metall wird eine leichte, starke und sehr dünne Folie hergestellt, die auch zu einem Draht gerollt wird.
2. Schmelzpunkt - 660 0C.
3. Siedepunkt - 2450 0C.
4. Dichte - 2,7 g/cm3.
5. Kristallgittervolumen flächenzentriert, metallisch.
6. Anschlussart - Metall.

Physikalische und chemische Eigenschaften von Aluminium bestimmen die Anwendungs- und Einsatzgebiete. Wenn wir über alltägliche Aspekte sprechen, dann spielen die von uns oben bereits betrachteten Eigenschaften eine große Rolle. Als leichtes, langlebiges und korrosionsbeständiges Metall wird Aluminium im Flugzeug- und Schiffsbau verwendet. Daher ist es sehr wichtig, diese Eigenschaften zu kennen.

Chemische Eigenschaften von Aluminium

Aus der SichtChemie ist das fragliche Metall ein starkes Reduktionsmittel, das in der Lage ist, eine hohe chemische Aktivität zu zeigen, da es sich um eine reine Substanz handelt. Die Hauptsache ist, den Oxidfilm zu beseitigen. In diesem Fall steigt die Aktivität stark an.

Die chemischen Eigenschaften von Aluminium als einfacher Substanz werden durch seine Reaktionsfähigkeit bestimmt mit:

• Säuren;
• alkali;
• Halogene;
• grau.

Unter normalen Bedingungen interagiert es nicht mit Wasser. Gleichzeitig reagiert es aus Halogenen ohne Erhitzen nur mit Jod. Andere Reaktionen erfordern Temperatur.

Es ist möglich, Beispiele zu geben, die die chemischen Eigenschaften von Aluminium veranschaulichen. Interaktionsreaktionsgleichungen mit:

• Säuren - AL + HCL=AlCL₃ + H_2;

• Alkalis - 2Al + 6H₂O + 2NaOH=Na[Al(OH)₄] + 3H ₂;

• Halogen - AL + Hal=ALHal_3;
• grau - 2AL + 3S=AL₂S_3.

Im Allgemeinen ist die wichtigste Eigenschaft der betreffenden Substanz ihre hohe Fähigkeit, andere Elemente aus ihren Verbindungen wiederherzustellen.

Erholungsfähigkeit

Die reduzierenden Eigenschaften von Aluminium lassen sich gut in den Wechselwirkungsreaktionen mit Oxiden anderer Metalle verfolgen. Es extrahiert sie leicht aus der Zusammensetzung der Substanz und lässt sie in einer einfachen Form existieren. Zum Beispiel: Cr₂O₃ + AL=AL₂O_{3 + Cr.}

In der Metallurgie gibt es eine ganze Technik zur Gewinnung von Stoffen,auf der Grundlage solcher Antworten. Nennt sich Aluminothermie. Daher wird dieses Element in der chemischen Industrie gerade zur Gewinnung anderer Metalle verwendet.

Ausbreitung in der Natur

In Bezug auf die Prävalenz unter anderen Metallelementen steht Aluminium an erster Stelle. Sein Geh alt in der Erdkruste beträgt 8,8 %. Im Vergleich zu Nichtmetallen wird es nach Sauerstoff und Silizium an dritter Stelle stehen.

Wegen seiner hohen chemischen Aktivität kommt es nicht in reiner Form vor, sondern nur als Teil verschiedener Verbindungen. So gibt es zum Beispiel viele Erze, Mineralien, Gesteine, die Aluminium enth alten. Allerdings wird es nur aus Bauxiten abgebaut, deren Geh alt in der Natur nicht zu hoch ist.

Die häufigsten Substanzen, die das betreffende Metall enth alten:

• Feldspäte;
• Bauxite;
• Granit;
• silica;
• Alumosilikate;
• Bas alte und andere.

Aluminium ist in geringen Mengen notwendigerweise Bestandteil der Zellen lebender Organismen. Einige Arten von Bärlappen und Meereslebewesen sind in der Lage, dieses Element während ihres Lebens in ihrem Körper anzusammeln.

Empfangen

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Aluminium machen es möglich, es nur auf eine Weise zu gewinnen: durch Elektrolyse einer Schmelze des entsprechenden Oxids. Dieses Verfahren ist jedoch technologisch aufwendig. Der Schmelzpunkt von AL₂O₃ liegt über 2000 ^{0C. Aus diesem Grund kann es nicht direkt elektrolysiert werden. Sogehen Sie wie folgt vor.}

1. Bauxite werden abgebaut.
2. Reinige sie von Verunreinigungen und hinterlasse nur Aluminiumoxid.
3. Dann wird der Kryolith geschmolzen.
4. Füge dort Oxid hinzu.
5. Diese Mischung wird elektrolysiert und reines Aluminium und Kohlendioxid werden gewonnen.

Produktausbeute beträgt 99,7 %. Es ist jedoch möglich, ein noch reineres Metall zu erh alten, das für technische Zwecke verwendet wird.

Bewerbung

Die mechanischen Eigenschaften von Aluminium reichen nicht aus, um es in reiner Form zu verwenden. Daher werden am häufigsten Legierungen auf Basis dieses Stoffes verwendet. Es gibt viele davon, wir können die grundlegendsten nennen.

1. Duralumin.
2. Aluminium-Mangan.
3. Aluminium-Magnesium.
4. Aluminium-Kupfer.
5. Silumine.
6. Avial.

Ihr Hauptunterschied sind natürlich Zusatzstoffe von Drittanbietern. Alle basieren auf Aluminium. Andere Metalle machen das Material h altbarer, korrosionsbeständiger, verschleißfester und formbarer.

Es gibt mehrere Hauptanwendungsgebiete von Aluminium sowohl in reiner Form als auch in Form seiner Verbindungen (Legierungen).

1. Zur Herstellung von Draht und Folie für den Hausgebrauch.
2. Herstellung von Kochgeschirr.
3. Flugzeugindustrie.
4. Schiffbau.
5. Bau und Architektur.
6. Raumfahrtindustrie.
7. Reaktoren bauen.

Zusammen mit Eisen und seinenAluminiumlegierungen - das wichtigste Metall. Es sind diese beiden Vertreter des Periodensystems, die die umfangreichste industrielle Verwendung in menschlichen Händen gefunden haben.

Eigenschaften von Aluminiumhydroxid

Hydroxid ist die häufigste Verbindung, die Aluminium bildet. Seine chemischen Eigenschaften sind die gleichen wie die des Metalls selbst – es ist amphoter. Dies bedeutet, dass es in der Lage ist, eine duale Natur zu zeigen und sowohl mit Säuren als auch mit Laugen zu reagieren.

Aluminiumhydroxid selbst ist ein weißer gallertartiger Niederschlag. Es ist leicht zu erh alten, indem man ein Aluminiumsalz mit Alkali oder Ammoniumhydroxid umsetzt. Wenn es mit Säuren umgesetzt wird, ergibt dieses Hydroxid das übliche entsprechende Salz und Wasser. Verläuft die Reaktion mit Alkali, so entstehen Aluminiumhydroxokomplexe, deren Koordinationszahl 4 ist. Beispiel: Na[Al(OH)_{4] - Natriumtetrahydroxoaluminat.}