Сочинение на тему алюминий по химии

8 вариантов

1. Муниципальное общеобразовательное учреждение
   средняя общеобразовательная школа №8
   Творческая работа по химии
   «Приключения Алюминия»
   (Художественный образ вещества или химического процесса)
   Выполнила: учащаяся 9 класса «А»
   Пятибратова Анна
   п. Шолоховский
   2011- 2012 уч. год
   Приключения Алюминия.
   Жил-был Алюминий в земной коре в виде алюмосиликатов, боксита, корунда.
   И вот однажды датский химик Х.К.Эрстед совершил чудо: впервые получил Алюминий химическим путем. Получился Алюминий хоть куда – легкий, серебристо-белый. А уж какой пластичный. Естественно, много у него появилось друзей, и со всеми он был такой активный.
   Как-то раз встретился Алюминий со своим другом Гидроксидом натрия (NaOH), который поведал ему свою печальную историю: сестра его, Вода (H2O), ушла из дома и пропала. Решили друзья отправиться на поиски Воды. По дороге встречали они и друзей, и врагов. И вот в одной такой встрече Алюминий чуть не погиб, его хотел забрать к себе в царство Оксидов Кислород, но, как известно, смелый, бесстрашный Алюминий на воздухе довольно устойчив, так как его поверхность покрывается очень плотной пленкой оксида, предохраняющей металл от контакта с воздухом.
   Продолжили друзья путь, лишь слегка испугавшись. Но на пути им повстречались злые силы. Они сняли с Алюминия защитную оксидную пленку, из-за этого Алюминий начал энергично взаимодействовать с кислородом и водяными парами воздуха, превращаясь в рыхлую массу – Гидроксид алюминия:
   4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3
   Повсюду стало тепло – это стала выделяться теплота. Пришлось продолжить поиски в таком виде.
   Вскоре нашли друзья Воду в старом заброшенном колодце. Злой колдун ее отравил, и она горько плакала. Но Гидроксид Алюминия ее успокоил, обнял – и возвратилась Вода домой чистая и невредимая. Ведь известно, что Гидроксид Алюминия обладает свойствами поглощать различные вещества и что его применяют при очистке воды.
   Вот так и прожил один день этот замечательный металл.

2. Алюминий — химический элемент третей группы периодической системы Д.И. Менделеева.
   Плотность, (кг/м3)
   2,7
   Температура плавления Тпл, ° С
   660
   Температура кипения Ткип, ° С
   2 327
   Скрытая теплота плавления, Дж/г
   393,6
   Теплопроводность l, Вт/м •град (при 20 ° С)
   228
   Теплоемкость Ср, Дж/(г · град) (при 0–100 ° С)
   0,88
   Коэффициент линейного расширения ? ? 106, 1/° С (при° С)
   24,3
   Удельное электросопротивление ? ? 108, Ом? м (при 20 ° С)
   2,7
   Предел прочности ? в, МПа
   40–60
   Относительное удлинение ?, %
   40–50
   Твердость по Бринеллю НВ
   25
   Модуль нормальной упругости E, ГПа
   70
   Марки и химический состав (%) первичного алюминия (ГОСТ 11069–74)
   Обозначение марок
   Al,
   не менее
   Примеси, не более
   Fe
   Si
   Cu
   Zn
   Ti
   сумма
   Алюминий особой чистоты
   А999
   99,999
   –
   –
   –
   –
   –
   0,001
   Алюминий высокой чистоты
   А995
   99,995
   0,0015
   0,0015
   0,001
   0,001
   0,001
   0,005
   А99
   99,99
   0,003
   0,003
   0,003
   0,003
   0,002
   0,010
   А97
   99,97
   0,015
   0,015
   0,005
   0,003
   0,002
   0,03
   А95
   99,95
   0,025
   0,020
   0,010
   0,005
   0,002
   0,05
   Алюминий технической чистоты
   А85
   99,85
   0,08
   0,06
   0,01
   0,02
   0,008
   0,15
   А8
   99,8
   0,12
   0,10
   0,01
   0,04
   0,01
   0,20
   А7
   99,7
   0,16
   0,15
   0,01
   0,04
   0,01
   0,30
   А7Е***
   99,7
   0,20
   0,08
   0,01
   –PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK–0,15
   –
   АД
   1015
   1200
   98,80
   0,05
   –
   0,05
   Fe + Si: 1,0
   0,10
   0,05
   –
   АД1пл
   –
   –
   99,30
   0,02
   0,05
   0,025
   0,30
   0,30
   0,10
   0,15
   –
   * B: 0,02 %; Ti + V: 0,02 %
   **B: 0,05 %; Ti + V: 0,02 %
   Гарантируемые механические характеристики (не менее) листов из АД0, АД1
   Состояние
   Толщина листа, мм
   ?в, МПа
   ?, %
   М
   0,5
   160
   20
   От 0,6 до 0,9
   160
   25
   От 1,0 до 10,0
   160
   28
   Н*
   От 0,5 до 0,8
   145
   3
   От 0,9 до 4,0
   145
   4
   От 4,1 до 10,0
   130
   5
   ГК
   От 5,0 до 10,5
   70
   15
   АЛЮМИНИЙ, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 13, относительная атомная масса 26,98. В природе представлен лишь одним стабильным нуклидом 27Al. Искусственно получен ряд радиоактивных изотопов алюминия, наиболее долгоживущий – 26Al имеет период полураспада 720 тысяч лет.
   Алюминий в природе. 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! Как писал более 100 лет назад в своем классическом учебнике Основы химии Д.И. Менделеев, из всех металлов «алюминий есть самый распространенный в природе; достаточно указать на то, что он входит в состав глины, чтоб ясно было всеобщее распространение алюминия в коре земной. Алюминий, или металл квасцов (alumen), потому и называется иначе глинием, что находится в глине».
   Важнейший минерал алюминия – боксит, смесь основного оксида AlO(OH) и гидроксида Al(OH)3. Крупнейшие месторождения боксита находятся в Австралии, Бразилии, Гвинее и на Ямайке; промышленная добыча ведется и в других странах. Богаты алюминием также алунит (квасцовый камень) (Na,K)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3, нефелин (Na,K)2O·Al2O3·2SiO2. Всего же известно более 250 минералов, в состав которых входит алюминий; большинство из них – алюмосиликаты, из которых и образована в основном земная кора. При их выветривании образуется глина, основу которой составляет минерал каолинит Al2O3·2SiO2·2H2O. Примеси железа обычно окрашивают глину в бурый цвет, но встречаются и белая глина – каолин, которую применяют для изготовления фарфоровых и фаянсовых изделий.
   Изредка встречается исключительно твердый (уступает лишь алмазу) минерал корунд – кристаллический оксид Al2O3, часто окрашенный примесями в разные цвета. Его синяя разновидность (примесь титана и железа) называется сапфиром, красная (примесь хрома) – рубином. Разные примеси могут окрашивать так называемый благородный корунд также в зеленый, желтый, оранжевый, фиолетовый и другие цвета и оттенки.
   Еще недавно считалось, что алюминий как весьма активный металл не может встречаться в природе в свободном состоянии, однако в 1978 в породах Сибирской платформы был обнаружен самородный алюминий – в виде нитевидных кристаллов длиной всего 0,5 мм (при толщине нитей несколько микрометров). В лунном грунте, доставленном на Землю из районов морей Кризисов и Изобилия, также удалось обнаружить самородный алюминий. Предполагают, что металлический алюминий может образоваться конденсацией из газа. Известно, что при нагревании галогенидов алюминия – хлорида, бромида, фторида они могут с большей или меньшей легкостью испаряться (так, AlCl3 возгоняется уже при 180° C). При сильном повышении температуры галогениды алюминия разлагаются, переходя в состояние с низшей валентностью металла, например, AlCl. Когда при понижении температуры и отсутствии кислорода такое соединение конденсируется, в твердой фазе происходит реакция диспропорционирования: часть атомов алюминия окисляется и переходит в привычное трехвалентное состояние, а часть – восстанавливается. Восстановиться же одновалентный алюминий может только до металла: 3AlCl ? 2Al + AlCl3. В пользу этого предположения говорит и нитевидная форма кристаллов самородного алюминия. Обычно кристаллы такого строения образуются вследствие быстрого роста из газовой фазы. Вероятно, микроскопические самородки алюминия в лунном грунте образовались аналогичным способом.
   Название алюминия происходит от латинского alumen (род. падеж aluminis). Так называли квасцы, двойной сульфат калия-алюминия KAl(SO4)2·12H2O), которые использовали как протраву при крашении тканей. Латинское название, вероятно, восходит к греческому «халмэ» – рассол, соляной раствор. Любопытно, что в Англии алюминий – это aluminium, а в США – aluminum.
   Во многих популярных книгах по химии приводится легенда о том, что некий изобретатель, имя которого история не сохранила, принес императору Тиберию, правившему Римом в 14–27 н.э., чашу из металла, напоминающего цветом серебро, но более легкого. Этот подарок стоил жизни мастеру: Тиберий приказал казнить его, а мастерскую уничтожить, поскольку боялся, что новый металл может обесценить серебро в императорской сокровищнице.
   Эта легенда основана на рассказе Плиния Старшего, римского писателя и ученого, автора Естественной истории – энциклопедии естественнонаучных знаний античных времен. Согласно Плинию, новый металл был получен из «глинистой земли». А ведь глина действительно содержит алюминий.
   Современные авторы почти всегда делают оговорку, что вся эта история – не более чем красивая сказка. 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. Могли ли древние получить свободный алюминий? Все известные способы (электролиз, восстановление металлическим натрием или калием) отпадают автоматически. Могли ли в древности найти самородный алюминий, как, например, самородки золота, серебра, меди? Это тоже исключено: самородный алюминий – редчайший минерал, который встречается в ничтожных количествах, так что древние мастера никак не могли найти и собрать в нужном количестве такие самородки.
   Однако возможно и другое объяснение рассказа Плиния. Алюминий можно восстановить из руд не только с помощью электричества и щелочных металлов. Существует доступный и широко используемый с древних времен восстановитель – это уголь, с помощью которого оксиды многих металлов при нагревании восстанавливаются до свободных металлов. В конце 1970-х немецкие химики решили проверить, могли ли в древности получить алюминий восстановлением углем. Они нагрели в глиняном тигле до красного каления смесь глины с угольным порошком и поваренной солью или поташом (карбонатом калия). Соль была получена из морской воды, а поташ – из золы растений, чтобы использовать только те вещества и методы, которые были доступны в древности. Через некоторое время на поверхности тигля всплыл шлак с шариками алюминия! Выход металла был мал, но не исключено, что именно этим путем древние металлурги могли получить «металл 20 века».
   Свойства 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. Плавится алюминий тоже легко – при 600° С (тонкую алюминиевую проволоку можно расплавить на обычной кухонной конфорке), зато кипит лишь при 2452°С. 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. В высокой теплопроводности алюминия легко убедиться, опустив алюминиевую ложечку в горячий чай. И еще одно замечательное свойство у этого металла: его ровная блестящая поверхность прекрасно отражает свет: от 80 до 93% в видимой области спектра в зависимости от длины волны. В ультрафиолетовой области алюминию в этом отношении вообще нет равных, и лишь в красной области он немного уступает серебру (в ультрафиолете серебро имеет очень низкую отражательную способность).
   продолжение
   –PAGE_BREAK–Чистый алюминий – довольно мягкий металл – почти втрое мягче меди, поэтому даже сравнительно толстые алюминиевые пластинки и стержни легко согнуть, но когда алюминий образует сплавы (их известно огромное множество), его твердость может возрасти в десятки раз.
   Характерная степень окисления алюминия +3, но благодаря наличию незаполненных 3р — и 3d-орбиталей атомы алюминия могут образовывать дополнительные донорно-акцепторные связи. Поэтому ион Al3+ с небольшим радиусом весьма склонен к комплексообразованию, образуя разнообразные катионные и анионные комплексы: AlCl4–, AlF63–, [Al(H2O)6]3+, Al(OH)4–, Al(OH)63–, AlH4– и многие другие. Известны комплексы и с органическими соединениями.
   Химическая активность алюминия весьма высока; в ряду электродных потенциалов он стоит сразу за магнием. На первый взгляд такое утверждение может показаться странным: ведь алюминиевая кастрюля или ложка вполне устойчивы на воздухе, не разрушаются и в кипящей воде. Алюминий, в отличие от железа, не ржавеет. Оказывается, на воздухе металл покрывается бесцветной тонкой, но прочной «броней» из оксида, которая защищает металл от окисления. 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. Если лишить алюминий защитной пленки или сделать ее рыхлой (например, погружением в раствор ртутных солей), алюминий тут же проявит свою истинную сущность: уже при комнатной температуре начнет энергично реагировать с водой с выделением водорода: 2Al + 6H2O ? 2Al(OH)3 + 3H2. На воздухе лишенный защитной пленки алюминий прямо на глазах превращается в рыхлый порошок оксида: 2Al + 3O2 ? 2Al2O3. Особенно активен алюминий в мелкораздробленном состоянии; алюминиевая пыль при вдувании в пламя моментально сгорает. Если смешать на керамической пластинке алюминиевую пыль с пероксидом натрия и капнуть на смесь водой, алюминий также вспыхивает и сгорает белым пламенем.
   Очень высокое сродство алюминия к кислороду позволяет ему «отнимать» кислород от оксидов ряда других металлов, восстанавливая их (метод алюминотермии). Самый известный пример – термитная смесь, при горении которой выделяется так много тепла, что полученное железо расплавляется: 8Al + 3Fe3O4 ? 4Al2O3 + 9Fe. Эта реакция была открыта в 1856 Н.Н.Бекетовым. Таким способом можно восстановить до металлов Fe2O3, CoO, NiO, MoO3, V2O5, SnO2, CuO, ряд других оксидов. При восстановлении же алюминием Cr2O3, Nb2O5, Ta2O5, SiO2, TiO2, ZrO2, B2O3 теплоты реакции недостаточно для нагрева продуктов реакции выше их температуры плавления.
   Алюминий легко растворяется в разбавленных минеральных кислотах с образованием солей. Концентрированная азотная кислота, окисляя поверхность алюминия, способствует утолщению и упрочнению оксидной пленки (так называемая пассивация металла). Обработанный таким образом алюминий не реагирует даже с соляной кислотой. С помощью электрохимического анодного окисления (анодирования) на поверхности алюминия можно создать толстую пленку, которую нетрудно окрасить в разные цвета.
   Вытеснение алюминием из растворов солей менее активных металлов часто затруднено защитной пленкой на поверхности алюминия. Эта пленка быстро разрушается хлоридом меди, поэтому легко идет реакция
   3CuCl2+ 2Al ? 2AlCl3+ 3Cu,
   которая сопровождается сильным разогревом. В крепких растворах щелочей алюминий легко растворяется с выделением водорода:
   2Al + 6NaOH + 6Н2О ? 2Na3[Al(OH)6] + 3H2
   (образуются и другие анионные гидроксо-комплексы). Амфотерный характер соединений алюминия проявляется также в легком растворении в щелочах его свежеосажденного оксида и гидроксида. Кристаллический оксид (корунд) весьма устойчив к действию кислот и щелочей. При сплавлении со щелочами образуются безводные алюминаты:
   Al2O3+ 2NaOH ? 2NaAlO2+ H2O.
   Алюминат магния Mg(AlO2)2– полудрагоценный камень шпинель, обычно окрашенный примесями в самые разнообразные цвета.
   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. Реакция смеси порошков алюминия и иода инициируется каплей воды (вода с иодом образует кислоту, которая разрушает оксидную пленку), после чего появляется яркое пламя с клубами фиолетовых паров иода. Галогениды алюминия в водных растворах имеют кислую реакцию из-за гидролиза: AlCl3+ H2O />Al(OH)Cl2+ HCl.
   Реакция алюминия с азотом идет только выше 800° С с образованием нитрида AlN, с серой – при 200° С (образуется сульфид Al2S3), с фосфором – при 500° С (образуется фосфид AlP). При внесении в расплавленный алюминий бора образуются бориды состава AlB2и AlB12– тугоплавкие соединения, устойчивые к действию кислот. Гидрид (AlH)х(х = 1,2) образуется только в вакууме при низких температурах в реакции атомарного водорода с парами алюминия. Устойчивый в отсутствие влаги при комнатной температуре гидрид AlH3получают в растворе безводного эфира: AlCl3+ LiH ? AlH3+ 3LiCl. При избытке LiH образуется солеобразный алюмогидрид лития LiAlH4– очень сильный восстановитель, применяющийся в органических синтезах. Водой он мгновенно разлагается: LiAlH4+ 4H2O ? LiOH + Al(OH)3+ 4H2.
   Получение алюминия. Документально зафиксированное открытие алюминия произошло в 1825. Впервые этот металл получил датский физик Ганс Христиан Эрстед, когда выделил его при действии амальгамы калия на безводный хлорид алюминия (полученный при пропускании хлора через раскаленную смесь оксида алюминия с углем). Отогнав ртуть, Эрстед получил алюминий, правда, загрязненный примесями. В 1827 немецкий химик Фридрих Вёлер получил алюминий в виде порошка восстановлением гексафторалюмината калием:
   Na3AlF6+ 3K ? Al + 3NaF + 3KF.
   Позднее ему удалось получить алюминий в виде блестящих металлических шариков. В 1854 французский химик Анри Этьен Сент-Клер Девилль разработал первый промышленный способ получения алюминия – восстановлением расплава тетрахлоралюминиата натрием: NaAlCl4+ 3Na ? Al + 4NaCl. Тем не менее, алюминий продолжал оставаться чрезвычайно редким и дорогим металлом; он стоил ненамного дешевле золота и в 1500 раз дороже железа (сейчас – только втрое). Из золота, алюминия и драгоценных камней была сделана в 1850-х погремушка для сына французского императора Наполеона III. Когда в 1855 на Всемирной выставке в Париже был выставлен большой слиток алюминия, полученный новым способом, на него смотрели, как на драгоценность. Из драгоценного алюминия сделали верхнюю часть (в виде пирамидки) памятника Вашингтону в столице США. В то время алюминий был ненамного дешевле серебра: в США, например, в 1856 он продавался по цене 12 долл. за фунт (454 г), а серебро – по 15 долл. В изданном в 1890 1-м томе знаменитого Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона говорилось, что «алюминий до сих пор служит преимущественно для выделки… предметов роскоши». К тому времени во всем мире ежегодно добывалось всего 2,5 т. металла. Лишь к концу 19 в., когда был разработан электролитический способ получения алюминия, его ежегодное производство начало исчисляться тысячами тонн, а в 20 в. – млн. тонн. Это сделало алюминий из полудрагоценного широко доступным металлом.
   Современный способ получения алюминия был открыт в 1886 молодым американским исследователем Чарлзом Мартином Холлом. Химией он увлекся еще в детстве. Найдя старый учебник химии своего отца, он начал усердно штудировать его, а также ставить опыты, однажды даже получил нагоняй от матери за порчу обеденной скатерти. А спустя 10 лет он сделал выдающееся открытие, прославившее его на весь мир.
   Став в 16 лет студентом, Холл услышал от своего преподавателя, Ф.Ф.Джуэтта, что если кому-нибудь удастся разработать дешевый способ получения алюминия, то этот человек не только окажет огромную услугу человечеству, но и заработает огромное состояние. Джуэтт знал, что говорил: ранее он стажировался в Германии, работал у Вёлера, обсуждал с ним проблемы получения алюминия. С собой в Америку Джуэтт привез и образец редкого металла, который показал ученикам. Неожиданно Холл заявил во всеуслышание: «Я получу этот металл!»
   Шесть лет продолжалась упорная работа. Холл пытался получать алюминий разными методами, но безуспешно. Наконец, он попробовал извлечь этот металл электролизом. В то время электростанций не было, ток приходилось получать с помощью больших самодельных батарей из угля, цинка, азотной и серной кислот. Холл работал в сарае, где устроил маленькую лабораторию. Ему помогала сестра Джулия, которая очень интересовалась опытами брата. Она сохранила все его письма и рабочие журналы, которые позволяют буквально по дням проследить историю открытия. Вот выдержка из ее воспоминаний:
   продолжение
   –PAGE_BREAK–«Чарлз всегда был в хорошем настроении, и даже в самые плохие дни был способен посмеяться над судьбой незадачливых изобретателей. В часы неудач он находил утешение за нашим стареньким пианино. В своей домашней лаборатории он работал по-многу часов без перерыва; а когда он мог ненадолго оставить установку, то мчался через весь наш длинный дом, чтобы немного поиграть… Я знала, что, играя с таким обаянием и чувством, он постоянно думает о своей работе. И музыка ему в этом помогала.»
   Самым трудным было подобрать электролит и защитить алюминий от окисления. Через шесть месяцев изнурительного труда в тигле, наконец, появилось несколько маленьких серебристых шариков. Холл немедленно побежал к своему бывшему преподавателю, чтобы рассказать об успехе. «Профессор, я получил его!», – воскликнул он, протягивая руку: на ладони лежал десяток маленьких алюминиевых шариков. Это произошло 23 февраля 1886. А спустя ровно два месяца, 23 апреля того же года, француз Поль Эру взял патент на аналогичное изобретение, которое он сделал независимо и почти одновременно (поразительны и два других совпадения: и Холл, и Эру родились в 1863 и умерли в 1914).
   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. Впоследствии Джуэтт писал: «Моим самым важным открытием было открытие человека. Это был Чарлз М.Холл, который в возрасте 21 года открыл способ восстановления алюминия из руды, и таким образом сделал алюминий тем замечательным металлом, которым теперь широко пользуются во всем мире». Пророчество Джуэтта сбылось: Холл получил широкое признание, стал почетным членом многих научных обществ. Но личная жизнь ему не удалась: невеста не хотела смириться с тем, что ее жених все время проводит в лаборатории, и расторгла помолвку. Холл нашел утешение в родном колледже, где он проработал до конца жизни. Как писал брат Чарлза, «колледж был для него и женой, и детьми, и всем остальным – всю его жизнь». Колледжу Холл завещал и б? льшую часть своего наследства – 5 млн. долл. Умер Холл от лейкемии в возрасте 51 года.
   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! К 1930 мировое ежегодное производство алюминия достигло 300 тыс. тонн. Сейчас же ежегодно получают более 15 млн. т. алюминия. В специальных ваннах при температуре 960–970° С подвергают электролизу раствор глинозема (технический Al2O3) в расплавленном криолите Na3AlF6, который частично добывают в виде минерала, а частично специально синтезируют. Жидкий алюминий накапливается на дне ванны (катод), кислород выделяется на угольных анодах, которые постепенно обгорают. При низком напряжении (около 4,5 В) электролизеры потребляют огромные токи – до 250 000 А! За сутки один электролизер дает около тонны алюминия. Производство требует больших затрат электроэнергии: на получение 1 тонны металла затрачивается 15000 киловатт-часов электроэнергии. Такое количество электричества потребляет большой 150-квартирный дом в течение целого месяца. Производство алюминия экологически опасно, так как атмосферный воздух загрязняется летучими соединениями фтора.
   Применение алюминия. Еще Д.И. Менделеев писал, что «металлический алюминий, обладая большою легкостью и прочностью и малою изменчивостью на воздухе, очень пригоден для некоторых изделий». Алюминий – один из самых распространенных и дешевых металлов. Без него трудно представить себе современную жизнь. Недаром алюминий называют металлом 20 века. Он хорошо поддается обработке: ковке, штамповке, прокату, волочению, прессованию. Чистый алюминий – довольно мягкий металл; из него делают электрические провода, детали конструкций, фольгу для пищевых продуктов, кухонную утварь и «серебряную» краску. 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.
   В авиа- и машиностроении, при изготовлении строительных конструкций, используют значительно более твердые сплавы алюминия. 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. В то же время он почти втрое легче железа. Его получают, сплавляя алюминий с небольшими добавками меди, магния, марганца, кремния и железа. Широко распространены силумины – литейные сплавы алюминия с кремнием. Производятся также высокопрочные, криогенные (устойчивые к морозам) и жаропрочные сплавы. На изделия из алюминиевых сплавов легко наносятся защитные и декоративные покрытия. Легкость и прочность алюминиевых сплавов особенно пригодились в авиационной технике. Например, из сплава алюминия, магния и кремния делают винты вертолетов. Сравнительно дешевая алюминиевая бронза (до 11% Al) обладает высокими механическими свойствами, она устойчива в морской воде и даже в разбавленной соляной кислоте. Из алюминиевой бронзы в СССР с 1926 по 1957 чеканились монеты достоинством 1, 2, 3 и 5 копеек.
   В настоящее время четвертая часть всего алюминия идет на нужды строительства, столько же потребляет транспортное машиностроение, примерно 17% часть расходуется на упаковочные материалы и консервные банки, 10% – в электротехнике.
   Алюминий содержат также многие горючие и взрывчатые смеси. Алюмотол, литая смесь тринитротолуола с порошком алюминия, – одно из самых мощных промышленных взрывчатых веществ. Аммонал – взрывчатое вещество, состоящее из аммиачной селитры, тринитротолуола и порошка алюминия. Зажигательные составы содержат алюминий и окислитель – нитрат, перхлорат. Пиротехнические составы «Звездочки» также содержат порошкообразный алюминий.
   Смесь порошка алюминия с оксидами металлов (термит) применяют для получения некоторых металлов и сплавов, для сварки рельсов, в зажигательных боеприпасах.
   Алюминий нашел также практическое применение в качестве ракетного топлива. Для полного сжигания 1 кг алюминия требуется почти вчетверо меньше кислорода, чем для 1 кг керосина. Кроме того, алюминий может окисляться не только свободным кислородом, но и связанным, входящим в состав воды или углекислого газа. При «сгорании» алюминия в воде на 1 кг продуктов выделяется 8800 кДж; это в 1,8 раза меньше, чем при сгорании металла в чистом кислороде, но в 1,3 раза больше, чем при сгорании на воздухе. Значит, в качестве окислителя такого топлива можно использовать вместо опасных и дорогостоящих соединений простую воду. Идею использования алюминия в качестве горючего еще в 1924 предложил отечественный ученый и изобретатель Ф.А.Цандер. По его замыслу можно использовать алюминиевые элементы космического корабля в качестве дополнительного горючего. Этот смелый проект пока практически не осуществлен, зато большинство известных в настоящее время твердых ракетных топлив содержат металлический алюминий в виде тонкоизмельченного порошка. Добавление 15% алюминия к топливу может на тысячу градусов повысить температуру продуктов сгорания (с 2200 до 3200 К); заметно возрастает и скорость истечения продуктов сгорания из сопла двигателя – главный энергетический показатель, определяющий эффективность ракетного топлива. В этом плане конкуренцию алюминию могут составить только литий, бериллий и магний, но все они значительно дороже алюминия.
   Широкое применение находят и соединения алюминия. Оксид алюминия – огнеупорный и абразивный (наждак) материал, сырье для получения керамики. Из него также делают лазерные материалы, подшипники для часов, ювелирные камни (искусственные рубины). Прокаленный оксид алюминия – адсорбент для очистки газов и жидкостей и катализатор ряда органических реакций. Безводный хлорид алюминия – катализатор в органическом синтезе (реакция Фриделя – Крафтса), исходное вещество для получения алюминия высокой чистоты. Сульфат алюминия применяют для очистки воды; реагируя с содержащимся в ней гидрокарбонатом кальция:
   Al2(SO4)3+ 3Ca(HCO3)2? 2AlO(OH) + 3CaSO4+ 6CO2+ 2H2O,
   он образует хлопья оксида-гидроксида, которые, оседая, захватывают, а также сорбируют на поверхности находящиеся в воде взвешенные примеси и даже микроорганизмы. Кроме того, сульфат алюминия применяют как протраву при крашении тканей, для дубления кожи, консервирования древесины, проклеивания бумаги. Алюминат кальция – компонент вяжущих материалов, в том числе портландцемента. Иттрий-алюминиевый гранат (ИАГ) YAlO3– лазерный материал. Нитрид алюминия – огнеупорный материал для электропечей. Синтетические цеолиты (они относятся к алюмосиликатам) – адсорбенты в хроматографии и катализаторы. Алюминийорганические соединения (например, триэтилалюминий) – компоненты катализаторов Циглера – Натты, которые используются для синтеза полимеров, в том числе синтетического каучука высокого качества.
   ЛИТЕРАТУРА
   Тихонов В.Н. Аналитическая химия алюминия. М., «Наука», 1971
   Популярная библиотека химических элементов. М., «Наука», 1983
   Craig N.C. Charles Martin Hall and his Metall. J.Chem.Educ. 1986, vol. 63, № 7
   Kumar V., Milewski L. Charles Martin Hall and the Great Aluminium Revolution. J.Chem.Educ., 1987, vol. 64, № 8

3. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
   Государственное общеобразовательное учреждение
   высшего профессионального образования
   «Мичуринский государственный педагогический институт»
   Факультет биологии
   Кафедра химии
   Студент 12 группы
   Попов Дмитрий Иванович
   Алюминий и основные его соединения
   Реферат
   Руководитель: Околелов О.С.
   МИЧУРИНСК
   2009
   Оглавление
   Введение
   Глава I. Свойства алюминия
   1.1. Получение
   1.2. Химические свойства
   1.3. Нахождение в природе и применение
   Глава II. Основные соединения
   2.1. Оксиды алюминия
   2.2. Гидроксиды алюминия
   2.3. Алюминаты. Алюминатные растворы
   Заключение
   Список литературы
   Введение
   Алюминий был открыт Х. Эрстедом в 1825 году. Этот элемент относится к p-элементам главной подгруппы III группы Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
   Радиус атома равен 0,143 нм. Запишем это. Почти во всех соединениях алюминий трёхвалентен и имеет окисление +3. Это тоже запишите.
   Рассмотрим строение атома алюминия:
   />
   1s22s22p63s23p13d
   />
   В простом виде алюминий – металл серебристо-белого цвета. Он относится к лёгким и легкоплавким, обладает большой электрической проводимостью и теплопроводимостью. На воздухе изделия из алюминия покрываются тонкой оксидной плёнкой. Температура плавления у этого металла 659°С, а плотность 2,7 г/см3.
   Алюминий один из самых активных металлов, т.е. он является сильным восстановителем.
   Глава I. Свойства алюминия
   1.1. Получение
   Впервые этот металл получили восстановлением его хлорида металлическим калием или натрием без доступа воздуха:
   AlCl3 + 3Na = Al + 3NaCl.
   В промышленности алюминий получают электролизом раствора глинозёма (техн. Al2O3) в расплаве криолита Na3AlF6 с добавкой CaF2. Криолит используется как растворитель оксида алюминия, а добавка фторида кальция позволяет поддерживать температуру плавления в электролитической ванне не выше 1000°С.
   1.2. Химические свойства
   1. Алюминий легко окисляется кислородом воздуха, покрываясь прочной защитной плёнкой оксида алюминия Al2O3. Подобная реакция протекает при горении раскалённого алюминия в чистом кислороде:
   4Al+ 3O2/>2Al2O3.
   Данную реакцию мы можем наблюдать при горении бенгальских огней.
   2. Если плёнку оксида алюминия разрушить, то этот металл будет активно взаимодействовать с водой при обычной температуре:
   2Al+ 6H2O= 2Al(OH)2+ H2^.
   3. Лишённый оксидной плёнки алюминий легко растворяется в щелочах с образованием алюминатов:
   2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2+ 3H2^.
   4. Лишённый оксидной плёнки алюминий легко растворяется в разбавленных кислотах с выделением водорода:
   2Al + 6HCl (разб.) = 2AlCl3 + 3H2^,
   2Al + 3H2SO4 (разб.)= Al2(SO4)3+ 3H2^.
   5. Сильно разбавленная и концентрированная азотная кислота пассивирует алюминий, поэтому для хранения и перевозки азотной кислоты используются алюминиевые ёмкости. Но при нагревании алюминий растворяется в азотной кислоте:
   Al + 6HNO3 (конц.)= Al(NO3)3+ 3NO2^ + 3H2O.
   6. Алюминий взаимодействует с галогенами:
   2Al+ 3Br2/>2AlBr3.
   7. При высоких температурах алюминий взаимодействует с другими неметаллами (серой, азотом, углеродом):
   2Al + 3S />Al2S3(сульфидалюминия),
   2Al + N2/>2AlN (нитридалюминия),
   4Al+ 3C/>Al4C3(карбид алюминия).
   Реакции протекают с выделением большого количества тепла.
   8. Для алюминия характерны реакции алюминотермии – восстановления металлов из их оксидов алюминием.
   Алюминотермия используется для получения редких металлов, образующих прочную связь с кислородом: ниобия Nb, тантала Та, молибдена Мо, вольфрама Wи др.
   2Al+ 3WO3/>3W+ Al2O3.
   Смесь мелкого порошка Alи магнитного железняка Fe3O4называется термитом, при поджоге которого выделяется большое количество тепла, и температура смеси повышается до 3500°С. Этот процесс используется при термитной сварке:
   –PAGE_BREAK–8Al+ 3Fe3O4/>9Fe+ 4Al2O3.
   1.3. Нахождение в природе и применение
   Алюминий – третий по распространённости элемент после кислорода и кремния в земной коре. В природе встречается в основном в виде:
   алюмосиликатов;
   бокситов;
   корунды;
   глинозёма.
   />
   Природные соединения алюминия: а – боксит; б – корунд; в – рубин; г – сапфир.
   />
   Основные области применения алюминия и его сплавов
   Алюминий используется в производстве зеркал оптических телескопов, в электротехнике, для производства сплавов (дюралюмин, силумин) в самолёто- и автомобилестроении, для алитирования чугунных и стальных изделий с целью повышения их коррозионной стойкости, для термической сварки, для получения редких металлов в свободном виде, в строительной промышленности, для изготовления контейнеров, фольги и т.п.
   Глава II. Основные соединения
   2.1. Оксиды алюминия
   Оксид алюминия образует несколько полиморфных разновидностей, или форм, имеющих одинаковый химический состав, различное строение кристаллической решетки и, следовательно, различные свойства. При производстве глинозема наибольшее значение имеют две из этих разновидностей: ?–Al2O3 (альфа-глинозем или корунд) и ?–Al2O3 (гамма-глинозём).
   Корунд – наиболее устойчивая форма глинозёма; встречается в природе в виде бесцветных или окрашенных примесями кристаллов, а также получается искусственным путем: при кристаллизации расплавленного глинозема или нагревании гидроксидов алюминия до высокой температуры. Кристаллизуется ?–Al2O3 в тригональной системе. Корунд химически стоек но отношению к многим химическим реагентам и расплавам. Он очень медленно реагирует с растворами щелочей и кислот даже при высоких температурах. Корунд обладает высокой твердостью (9 по шкале Мооса), практически не гигроскопичен, т.е. не поглощает влаги при хранении. Плотность ?–Al2O3 4г/см3, температура плавления 2050°С, температура кипения около 3500°С. Теплота образования ?–Al2O3 по реакции:
   2Alтв+1,5O2 газ = ?–Al2O3
   составляет примерно 1675 кДж/моль, теплота плавления 25 кДж/моль, теплота испарения примерно 630 кДж/моль.
   Гамма-глинозём имеет кристаллическую решётку кубической системы. В зависимости от температуры получения ?–Аl2O3 кристаллизуется как в скрытокристаллической (высокодисперсной), так и в явнокристаллической формах. В природе ?–Al2O3 не встречается, а образуется при нагревании одноводного гидроксида алюминия (бемита) до 500 °С. При дальнейшем нагревании ?–Al2O3 превращается в ?–Al2O3. Температура превращения ?–Al2O3 в корунд зависит от химической природы стабилизирующего оксида. Если стабилизирующим оксидом является вода, то превращение происходит в температурном интервале 850–1050 °С; в присутствии оксида лития ?–Al2O3 превращается в ?–Al2O3 при температуре выше 1500°С. Превращение ?–Al2O3 в ?–Al2O3 сопровождается уменьшением объема иа 14,3 % и выделением 92 кД ж/моль тепла.
   В отличие от ?–Al2O3, ?–Al2O3 хорошо растворяется как в кислотах, так и в щелочах. При 400–500 °С ?–Al2O3 легко взаимодействует c фтористым водородом, образуя AlF3. Скрытокристаллический ?–Al2O3 обладает большой способностью поглощать влагу (сильно гигроскопичен), а также другие вещества. Плотность ?–Al2O3 3,42 г/см3, теплота образования 1583 кДж/моль.
   При кристаллизации расплавленного глинозема, содержащего примеси соединении щелочных и щелочноземельных металлов, может быть получена ? – разновидность оксида алюминия. Исследованиями установлено, что ?–Al2O3 не является чистым оксидом алюминия, а представляет собой химическое соединение Al2O3 с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов (Na2O•11Al2O3, CaO•6Al2O3, BaO•6Al2O3). Твердость и плотность ?–Al2O3 меньше, чем корунда. При нагревании до температуры 1600–1700 °С происходит разложение ?–Al2O3 и превращение его в ?–Al2O3.
   В литературе имеются также указания о существовании промежуточных разновидностей оксида алюминия, которые образуются при прокаливании гидроксидов алюминия.
   Технический глинозем практически представляет собой смесь ?– и ? глинозема. Кристаллическая решетка глинозема имеет ионное строение – построена из нонов Аl3+ и О2-. Известны соединения алюминия с кислородом низшей валентности, в которых алюминии является одно- и двухвалентным: Al2O и АlO. Их получают при высоких температурах восстановлением глинозема или при его термическом разложении.
   2.2. Гидроксиды алюминия
   Существует несколько разновидностей гидроксидов алюминия: диаспор, бемит, гиббсит, байерит, норстрандит.
   Диаспор и бемит Al2O3•Н2О или AlO(OH) – полиморфные разновидности одноводного оксида алюминия, встречаются в природе в составе бокситов, кристаллизуются и ромбической системе и могут находиться в бокситах в кристаллической и скрытокристаллической формах. Элементарная ячейка кристаллической решетки диаспора и бемита состоит из ионов Al3+, ОH-, О2-. Плотность диаспора 3,3 – 3,5 г/см3, бемита 3 г/см3. При температуре около 500 °С диаспор и бемит теряют кристаллизационную воду, превращаясь в безводный глинозем. При этом диаспор превращается в ?–Al2O3, а бемит – в ?–Al2O3:
   Al2O3•H2O (бемит) +147,8 кДж = ?–Al2O3+H2O, Al2O3•H2O (диаспор) +133кДж = ?–Al2O3 + H2O.
   В щелочных растворах диаспор и бемит растворяются только при высоких температурах, при этом диаспор растворяется значительно хуже бемита.
   Гиббсит (гидраргиллит) – трехводный оксид алюминия Al2O3•3H2O, или Al(OH)3 встречается в природе в составе бокситов и является промежуточным продуктом при производстве глинозема щелочными способами. В бокситах гиббсит находится в трех модификациях: аморфной, скрытокристаллической и кристаллической.
   Кристаллизуется гиббсит в моноклинной системе; кристаллическая решетка его построена из ионов Al3+ и ОН-. Плотность гиббсита 2,3–2,4 г/см3.
   В обыкновенных условиях гиббсит – наиболее устойчивая форма гидроксида алюминия.
   При нагревании до 200–250 °С гиббсит теряет две молекулы кристаллизационной воды и превращается в бемит
   Al2O3•3H2O +152 кДж = Al2O3•H2O (бемит) + 2H2O .
   При дальнейшем нагревании бемит, как мы знаем, переходит в ?-Al2O3, который в свою очередь переходит в ?-Al2O3. По мнению многих исследователей, превращение гиббсита в ?-Al2O3 – более сложный процесс, и происходит он через ряд других промежуточных фаз. Гиббсит хорошо растворяется в щелочах и кислотах.
   продолжение
   –PAGE_BREAK–Банерит имеет такую же химическую формулу, что и гиббсит. В природе байерит не встречается. Оп может быть получен, например, при медленном пропускании углекислого газа через алюминатный раствор или при самопроизвольном разложении раствора при комнатной температуре. Плотность баиерита 2,55 г/см3.
   Байерит – неустойчивое метастабильное соединение и при обыкновенной температуре превращается в гиббсит. С повышением температуры, а также степени дисперсности стойкость байерита уменьшается. В щелочных растворах байерит растворяется лучше гиббсита.
   Известна еще третья модификация трехводного оксида алюминия – нордстрандит, которая впервые была синтезирована в 1956 г. Нордстрандит представляет собой прозрачные кристаллы моноклинной системы. Плотность нордстрандита 2,436 г/см3.
   При быстром осаждении гидроксида алюминия из солевых растворов образуется студенистый осадок – алюмогель, не имеющий кристаллического строения, содержащий большое количество воды и обладающий высокой химической активностью. Алюмогель, как и банерит, неустойчив и с течением времени превращается в гиббсит. Кристаллизация алюмогеля происходит медленно и сопровождается обезвоживанием. Этот процесс называют старением алюмогеля. Высушенный при 300–400 °С алюмогель обладает хорошими адсорбционными свойствами.
   2.3. Алюминаты. Алюминатные растворы
   Оксид алюминия – соединение амфотерное, т.е. обладающее одновременно основными и кислотными свойствами. Поэтому оксид, а также его гидроксиды растворяются как в кислотах, так и в щелочах. При растворении гидроксида алюминия в кислотах образуются алюминиевые соли соответствующих кислот, например,
   2Al(ОН)3+3Н2SО4= Al2(SO4)3+ 6H2O.
   При растворении гидроксида алюминия в щелочах образуются соли метаалюминиевой кислоты HAlO2, которые носят название алюминатов, например,
   Al(OH)3+NaOH = NaA1O2+2H2O .
   Алюмииаты образуются также при нагревании смеси оксида или гидроксида алюминия с соединениями щелочных или щелочноземельных металлов до 800°С и выше, например Аl2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2+CO2. Часто формулу алюмината пишут иначе: Na2O•Al2O3.
   Как мы знаем, скорость растворения гндроксидов алюминия в щелочах и кислотах неодинакова. Наиболее быстро растворяется гиббсит, медленнее бемит и наиболее медленно диаспор. Активность гидроксидов алюминия зависит не только от их природы, но и от условия получения и степени дисперсности. С повышением степени дисперсности увеличивается поверхность соприкосновения гидроксида с растворителем, т. е. активная поверхность вещества, и скорость растворения гидроксида возрастает. Растворы алюминатов в щелочном растворе получили название алюминатных растворов. В производстве глинозема приходится иметь дело с растворами алюмината натрия, а в некоторых случаях и калия.
   На природу алюминатных растворов существует несколько взглядов. Согласно наиболее распространенному из них, алюминатный раствор представляет собой раствор алюмината натрия (или калия) как химического соединения NaAlO2, т.е. является истинным (ионным) раствором. Значит, алюминат натрия можно рассматривать как соль, образованную слабой кислотой (гидроксид алюминия) и сильным основанием (едкий натр).
   Гидроксид алюминия переходит в раствор в виде катиона Al3+ при рН12. Следовательно, для растворения гидроксида алюминия необходимо добавлять кислоту до тех пор, пока рH раствора не станет меньше 4, или добавлять щелочь до достижения рН больше 12.
   Алюминат же натрия находится в растворе в виде катионов Na+ и алюминатных анионов, состав которых точно не известен.
   Чаще всего состав этих анионов выражают следующими формулами: [Al(ОН)4]-, АlO2-, АlO(ОН)2-. Ряд исследователей допускает образование в алюминатных растворах многозарядных анионов.
   Из сказанного следует, что уравнения процессов растворения алюмината натрия н его гидролиза точнее было бы писать в ионной форме. Однако ввиду того, что состав анионов точно еще не установлен и зависит от концентрации раствора, мы в дальнейшем будем принимать для алюмината натрия в растворе формулу NaAlO2. По мнению ряда исследователей, в алюминатном растворе в незначительном количестве могут присутствовать также коллоидные частицы гидроксида алюминия.
   Одним из характерных свойств алюминатных растворов является их способность самопроизвольно разлагаться с выделением в осадок гидроксида алюминия. Поэтому промышленные алюминатные растворы содержат некоторое количество свободной щелочи, которая делает алюминатный раствор более стойким. Состав алюминатных растворов прежде всего характеризуется концентрацией глинозема Al2O3 и щелочи Na2O. Кроме этих основных компонентов, алюминатные растворы содержат в виде различных химических соединений примеси кремнезема, серы, хлора, железа, фтора, галлия, ванадия, органических веществ и др.
   Различают следующие виды щелочи в алюминатных растворах: титруемая, карбонатная, каустическая, сульфатная и общая. Концентрация титруемой щелочи Na2Оt определяется титрованием раствора соляной кислотой: при этом оттитровывается (определяется) оксид натрия, находящийся в растворе в виде каустика NaOH, алюмината натрия NaA1O2, соды Na2CO3, силиката натрия Na2SiO3, сульфита натрия Na2SO3 и частично фторида натрия NaF и тиосульфата натрия Na2S2O3. Карбонатная (углекислая) щелочь Na2Oy находится в алюминатных растворах в виде соды. Концентрация каустической щелочи Na2Oк; определяется как разность между титруемой щелочью и карбонатной. Сульфатная щелочь Na2Oc находится в растворе в виде сульфата натрия Na2SO4.
   В алюминатных растворах наряду с натриевой может присутствовать калиевая щелочь. Сумму концентраций натриевой и калиевой щелочи обычно обозначают через R2O, причем К2O в этой сумме пересчитывается на Na2O.
   Концентрацию отдельных компонентов в алюмииатиых растворах обычно выражают в граммах на литр раствора (г/л), реже в процентах. Для перехода от концентрации в процентах (с) к концентрации в граммах на литр (a) пользуются формулой а = 10ср, где р – плотность раствора, г/см3.
   Заключение
   В заключении надо сказать, что алюминий содержится в любой природной воде. Попадает в воду естественным путем (растворение глины и алюмосиликатов) и из вредных выбросов производств. Соединения алюминия используются при водоподготовке на водоканалах и крупных производствах. Содержание алюминия в поверхностных водах колеблется в пределах от 1 до 100 мкг/дм3и сильно зависит от степени закисления почв. В некоторых кислых вода его концентрация может достигать нескольких граммов на дм3.
   Присутствие в воде алюминия в концентрациях, превышающих 0,2 мг/л способно вызвать выпадение в осадок хлопьев гидрохлорида алюминия, а также изменение цветности воды. Иногда такие проблемы могут возникать уже при концентрациях алюминия в 0,1 мг/л.
   Алюминий попадет в организм человека в основном с пищей. Например, в чае содержание алюминия в 200 раз больше, чем в воде в которой он заварен. Другие источники попадания алюминия в организм: вода, воздух, лекарства, посуда, дезодоранты. Из воды поступает 5-8%. Эксперты ФАО/ВОЗ установили величину переносимого суточного потребления (ПСП) алюминия на уровне 1мг/кг веса.
   Метаболизм алюминия у человека изучен недостаточно, однако известно, что неорганический алюминий плохо всасывается и большая часть его выводится с мочой. Алюминий обладает низкой токсичностью для лабораторных животных. Тем не менее, отдельные исследования показывают, что токсичность алюминия проявляется во влиянии на обмен веществ, в особенности минеральный, на функцию нервной системы, в способности действовать непосредственно на клетки — их размножение и рост. Избыток солей алюминия снижает задержку кальция в организме, уменьшает адсорбцию фосфора, одновременно в 10-20 раз увеличивается содержание алюминия в костях, печени, семенниках, мозге и в паращитовидной железе. К важнейшим клиническим проявлениям нейротоксического действия относят нарушение двигательной активности, судороги, снижение или потерю памяти, психопатические реакции. В некоторых исследованиях алюминий связывают с поражениями мозга, характерными для болезни Альцгеймера (в волосах больных наблюдается повышенное содержание алюминия). Однако имеющиеся на данный момент у Всемирной Организации Здравоохранения эпидемиологические и физиологические данные не подтверждают гипотезу о причинной роли алюминия в развитии болезни Альцгеймера. Поэтому ВОЗ не устанавливает величины концентрации алюминия по медицинским показателям, но в то же время наличие в питьевой воде до 0,2 мг/л алюминия обеспечивает компромисс между практикой применения солей алюминия в качестве коагулянтов и органолептическими параметрами питьевой воды.
   Алюминий является постоянной составной частью клеток и тканей организма. В среднем его содержание в теле человека составляет 70 — 190 мг%, в цельной крови — 0,5 — 0,7 мг/л, в плазме — 85,24 моль/л.
   В основном алюминий поступает в организм человека с растительной пищей, незначительные количества вдыхаются с естественной пылью и промышленными выбросами. Всасывание его зависит от присутствия в пище ионов фтора, что делает алюминий более растворимым.
   Больше всего алюминия содержится в легких, печени, костях, головном мозге. Выводится он через желудочно-кишечный тракт. В малых концентрациях алюминий участвует в реакциях образования фосфатных и белковых комплексов, а также в построении эпителиальной и соединительной ткани, в процессах регенерации костной ткани, воздействуют на активность пищеварительных желез и ферментов.
   Алюминий входит в состав таких ферментов как щелочная фосфотаза, холиннэстераза. Кроме того, он может вытеснять из металлопротеидов и некоторых ферментов магний, кальций, натрий, железо и, тем самым, изменять функцию многих метаболических систем — замедлять развитие тканей, тормозить синтез гемоглобина, нарушать функции центральной нервной системы.
   Одним из возможных механизмов нейротоксического действия алюминия является его влияние на метаболический эффект кальция и гомеостаз последнего в нейронах головного мозга. Увеличение концентрации кальция в синаптоплазме деполяризованных нервных окончаний сопровождается повышением проницаемости митохондриальной мембраны для ацетил-КоА. Этот процесс обеспечивает поддержание высокого уровня ацетил-КоА в синаптоплазме, что необходимо для синтеза ацетилхолина.
   Алюминий-дефицитных состояний у человека не зарегистрировано.
   Список литература
   Ахметов Н.С. Химия 9 класс: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 1999. – 175 с.: ил.
   Габриелян О.С. Химия 9 класс: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – 4-е изд. – М.: Дрофа, 2001. – 224 с.: ил.
   Габриелян О.С. Химия 8-9 классы: метод. пособие. – 4-е изд. – М.: Дрофа, 2001. – 128 с.
   Кременчугская М. Химия: Справочник школьника. – М.: Филол. общ-во «СЛОВО»: ООО «Изд-во АСТ», 2001. – 478 с.
   Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. – М.: Просвещение, 1986. – 273 с.
   Протасов П.В. Элементы в клетках организма. – М.: Просвещение, 1999. – 687 с.
   Тарасова Л.И., Нестеров В.А. Металлургия в жизни человека. – М.: Просвещение, 1990. – 465 с.

4. Реферат по материаловедению
   На тему: АЛЮМИНИЙ И СПЛАВЫ
   Выполнила учащаяся группы №7:
   Полатовская А. В.
   2010 г.
   Алюминий (Aluminium) — химический элемент третьей группы периодической системы. Атомный номер 13, атомная масса 26,9815. Обозначается латинскими буквами Al. Это серебристо-белый металл, легкий (??= 2,7 г/см3), легкоплавкий (tпл = 660,4 °С ), пластичный, легко вытягивается в проволоку и фольгу. Электропроводность алюминия довольно высока и уступает только серебру (Ag) и меди (Cu) (в 2,3 раза больше чем у меди)
   Алюминий находится практически везде на земном шаре так как его оксид (Al2O3) составляет основу глинозема. Алюминий в природе встречается в соединениях — его основные минералы:
   боксит — смесь минералов диаспора, бемита AlOOH, гидраргиллита Al(OH)3 и оксидов других металлов — алюминиевая руда;
   алунит— (Na,K)2SO4 * Al2(SO4)3 *4Al(OH)3;
   нефелин— (Na,K)2O * Al2O3 * 2SiO2;
   корунд — Al2O3 — прозрачные кристаллы;
   полевой шпат (ортоклаз) — K2O *Al2O3 *6SiO2 ;
   каолинит — Al2O3*2SiO2*2H2O — важнейшая составляющая часть глины
   и другие алюмосиликаты, входящие в состав глин.
   И хотя содержание его в земной коре 8,8% (для сравнения, например, железа в земной коре 4,65% — в два раза меньше), а по распространенности занимает третье место после кислорода (O) кремния (Si) в свободном состоянии впервые был получен в 1825 году Х. К. Эрстедом.
   Немецкий химик Ф. Вёлер в 1827 получил алюминий при нагревании хлорида алюминия AlCl3 со щелочными металлами калием (K) и натрием (Na) без доступа воздуха.
   AlCl3 + 3K ? 3KCl + Al
   (Реакция протекает с выделением тепла).
   Для промышленного применения этот способ неприменим из-за его экономической невыгодности, поэтому был разработан способ добычи алюминия из бокситов путем электролиза. Это весьма энергоемкое производство, поэтому заводы, производящие алюминий, как правило, располагаются недалеко от электростанций.
   />
   Это весьма энергоемкое производство, поэтому заводы, производящие алюминий, как правило, располагаются недалеко от электростанций.
   Алюминий отличается также своей химической активностью. Порошкообразный алюминий энергично сгорает на воздухе. Если поверхность алюминия потереть солью ртути (HgCl2), то произойдет следующая реакция
   2Al + 3HgCl2? 2AlCl3 + 3Hg
   Выделившаяся ртуть растворяет алюминий с образованием сплава алюминия с ртутью — амальгаму, которая не удерживается на поверхности алюминия, поэтому, если результат этого опыта поместить в воду, то мы увидим бурную реакцию
   2Al +6HOH ?2Al(OH)3?+ 3H3?
   Эта реакция говорит об очень высокой химической активности чистого алюминия.
   Остается удивляться как посуда из алюминия не растворяется прямо у нас на глазах когда мы наливаем в неё воду.
   Секрет подобного поведения алюминия прост — он настолько активен, что именно благодаря этой своей способности столь интенсивно окисляться постоянно покрыт плотной окисной пленкой Al2O3 которая и препятствует его дальнейшему окислению.
   Инертность оксида алюминия настолько велика, что покрытый им алюминий практически не реагирует с концентрированной и разбавленной азотной кислотой (HNO3), с трудом взаимодействует с концентрированной и разбавленной серной кислотой (H2SO4), не растворяется в ортофосфорной кислоте (H3PO4). Хотя, даже при обычной температуре, реагирует с хлором (Cl2) и бромом (Br2) а при нагревании с фтором (F2 ), йодом (I2 ), серой (S ), углеродом (C ), азотом (N2 ), растворяется в растворах щелочей.
   Оксид алюминия используют для получения некоторых марок цемента, для обработки поверхностей, так как он обладает высокой твердостью (разновидность оксида — корунд).
   Оксид алюминия (глинозем) существует в нескольких кристаллических модификациях из которых устойчивы ?-форма и ?-форма. Но даже только одна форма ?-Al2O3 в природе очень многолика — это и рубин и сапфир, лейкосапфир и др. — все это разновидности минерала корунд.
   ?-Форма более химически активна, может существовать и аморфном состоянии но при 900 °С необратимо переходит в ?-форму.
   Температура плавления оксида алюминия 2053 °С (а кипения вообще больше 3000 °С ). Для сравнения — температура плавления самого алюминия 660,4 °С. Поэтому и возникали трудности с добычей алюминия, несмотря на его широкое распространение.
   Оксид алюминия Al2O3 получают либо сжиганием алюминия путем вдувания порошка алюминия в пламя горелки,
   4Al + 3O2? 2Al2O3
   либо превращением по схеме
   HCl или H2SO4
   NaOH или KOH
   t °С
   Al
   ?????
   соль
   ?????
   Al(OH)3
   ?????
   Al2O3
   Чистый алюминий добывается методом электролиза раствора глинозема в расплавленном криолите (6-8% Al2O3 и 94-92% Na3AlF6) или электролизом AlCl3.
   Гидрооксид алюминия Al(OH)3 используется для крашения тканей, для изготовления керамики и как нейтрализующий агент1.
   На практике очень широкое применение получил так называемый термит — смесь оксида железа Fe3O4 с алюминием. При поджоге данной смеси с помощью магниевой ленты происходит бурная реакция с обильным выделением тепла.
   8Al + 3Fe3O4? 4Al2O3 + 9Fe
   Данный процесс используют при сварке. Иногда для получения некоторых чистых металлов в свободном виде.
   Есть также иное использование данной реакции — если обратить внимание на соединение железа до реакции и его состояние после реакции, то можно заметить, что до начала реакции это был оксид железа — а именно — ржавчина, а после реакции — чистое восстановленное железо. Этот эффект используют для химической защиты и удаления ржавчины.
   Поэтому алюминий очень широко используется в технике не только как основа легких сплавов, но и как раскислитель сталей, для восстановления металлов из оксидов (алюмотермия — см. пример выше), в электротехнике.
   Алюминий в технике также используют для насыщения поверхности стальных и чугунных изделий с целью защиты этих изделий от коррозии — этот процесс называется алитирование.
   Тонкая алюминиевая фольга используется как упаковочный материал для продуктов питания (например шоколада), более толстая — для изготовления банок для напитков.
   Алюминиевые сплавы обладают малой плотностью (2,5 — 3,0 г/см3) в сочетании с достаточно хорошими механическими свойствами и удовлетворительной устойчивостью к окислению. По своим прочностным характеристикам и по износостойкости они уступают сталям, некоторые из них также не обладают хорошей свариваемостью, но многие из них обладают характеристиками, превосходящими чистый алюминий.
   />
   Эти воздушные конструкции выполнены из сплавов алюминия
   Особо выделяются алюминиевые сплавы с повышенной пластичностью, содержащие до 2,8% Mg и до 2,5% Mn — они обладают большей, чем чистый алюминий прочностью, легко поддаются вытяжке, близки по коррозионной стойкости к алюминию.
   Дуралюмины — от французского слова dur — твердый, трудный и aluminium — твердый алюминий. Дуралюмины — сплавы на основе алюминия, содержащие:
   1,4-13% Cu,
   ,4-2,8% Mg,
   0,2-1,0% Mn,
   иногда 0,5-6,0% Si,
   5-7% Zn,
   0,8-1,8% Fe,
   0,02-0,35% Tiи др.
   Дуралюмины — наиболее прочные и наименее коррозионно-стойкие из алюминиевых сплавов. Склонны к межкристаллической коррозии. Для защиты листового дуралюминия от коррозии его поверхность плакируют2 чистым алюминием. Они не обладают хорошей свариваемостью, но благодаря своим остальным характеристикам применяются везде, где необходима прочность и легкость. Наибольшее применение нашли в авиастроении для изготовления некоторых деталей турбореактивных двигателей.
   Магналии — названы так из-за большого содержания в них магния (Mg), сплавы на основе алюминия, содержащие:
   5-13% Mg,
   0,2-1,6% Mn,
   иногда 3,5-4,5% Zn,
   1,75-2,25% Ni,
   до 0,15% Be,
   до 0,2% Ti,
   />до 0,2% Zrи др.
   Алюминиевые трубы
   Магналии отличаются высокой прочностью и устойчивостью к коррозии в пресной и даже морской воде. Магналии также хорошо устойчивы к воздействию азотной кислоты HNO3, разбавленной серной кислоты H2SO4, ортофосфорной кислоты H3PO4, а также в средах, содержащих SO2.
   Применяются как конструкционный материал в :
   авиастроении;
   судостроении;
   машиностроении (сварные баки, заклепки, бензопроводы, маслопроводы);
   для изготовления арматуры строительных сооружений;
   для изготовления деталей холодильных установок;
   для изготовления декоративных бытовых предметов и др.
   При содержании Mg выше 6% магналии склонны к межкристаллической коррозии. Обладают более низкими литейными свойствами, чем силумины.
   Силумины — сплавы на основе алюминия с большим содержанием кремния (Si).
   В состав силуминов входят:
   3-26% Si,
   1-4% Cu,
   0,2-1,3% Mg,
   0,2-0,9% Mn,
   иногда 2-4% Zn,
   0,8-2% Ni,
   0,1-0,4% Cr,
   0,05-0,3% Tiи др.
   При своих относительно невысоких прочностных характеристиках силумины обладают наилучшими из всех алюминиевых сплавов литейными свойствами. Они наиболее часто используются там, где необходимо изготовить тонкостенные или сложные по форме детали.
   По коррозионной стойкости занимают промежуточное положение между дуралюминами и магналиями.
   Нашли свое основное применение в:
   авиастроении;
   вагоностроении;
   автомобилестроении и строительстве сельскохозяйственных машин для изготовления картеров, деталей колес, корпусов и деталей приборов.
   САП — сплавы, состоящие из Al и 20-22% Al2O3.
   Получают спеканием окисленного алюминиевого порошка. После спекания частицы Al2O3 играют роль упрочнителя.
   Прочность данного соединения при комнатной температуре ниже, чем у дуралюминов и магналиев, но при температуре превышающей 200 °С превосходит их.
   При этом САП обладают повышенной стойкостью к окислению, поэтому они незаменимы там, где температура эксплуатации превышает 400 °С .

5. Выберите правильные суждения. 1 .    Применение фреонов в производстве и быту приводит к образованию кислотных дождей. 2.    Изменения почвы, происходящие в процессе ее формирования, сходны с сукцессионными изменениями экосистем. 3.     Неумелое применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве приводит к нарушению круговорота веществ в экосистемах. 4.    Строительство очистных сооружений позволяет полностью решить проблему загрязнения биосферы. 5.    Кислород, углекислый газ и азот участвуют в основных биогеохимических циклах. 6.    Биологическая продуктивность агроценоза выше, чем у любого естественного биоценоза. 7.    Уменьшение площади лесов нарушает круговороты кислорода и углекислого газа в биосфере. 8.    Деятельность человека может оказать положительное воздействие на развитие естественных популяций. 9.    Кислород в атмосферу поступает в основном в результате деятельности фитопланктона океанов и морей. 10.  Загрязнение атмосферы сказывается на состоянии всех природных экосистем.
   15/10=3/2 докажите что равенство является пропорцией
   а)а:2-400=600 б) (500+х):6=100 решите уравнения и сделайте проверку
   Прямолинейный проводник длиной 120 см движется в однородном магнитном поле под углом 90° к силовым линиям со скоростью 15 м/с. Определите индукцию поля, если в проводнике создается ЭДС индукции 0,12 В.
   Решите уравнение 9ц 16/51 – x = 4ц 11/34
   объяснить смысл слова кивай
   Увеличится или уменьшится произведение двух чисел, если а)одно из них умножить на 1 3/5; б)одно из них умножить на 1,6 а другое на 5/8?
   Как развивались события в Восточном фронте в 1918-1919 гг?
   Реферат на тему ремесла українського народу
   Написать вопросительное предложение, выражающее удивление. Составить предложение, в котором ты выразишь пожелания своим близким.

6. Алюминий ( Aluminium ) – химический элемент третьей группы периодической системы. Атомный номер 13, атомная масса 26,9815. Обозначается латинскими буквами Al. Это серебристо-белый металл, легкий (r = 2,7 г/см 3 ) , легкоплавкий (t пл = 660,4 °С) , пластичный, легко вытягивается в проволоку и фольгу. Электропроводность алюминия довольно высока и уступает только серебру ( Ag ) и меди ( Cu ) (в 2,3 раза больше чем у меди) Алюминий находится практически везде на земном шаре так как его оксид ( Al 2 O 3 ) составляет основу глинозема. Алюминий в природе встречается в соединениях – его основные минералы:
   алунит – (Na, K) 2 SO 4 * Al 2 (SO 4 ) 3 * 4Al(OH) 3 ;
   нефелин – (Na, K) 2 O * Al 2 O 3 * 2SiO 2 ;
   корунд – Al 2 O 3 – прозрачные кристаллы;
   полевой шпат (ортоклаз) – K 2 O * Al 2 O 3 * 6SiO 2 ;
   каолинит – Al 2 O 3 * 2SiO 2 * 2H 2 O – важнейшая составляющая часть глины и другие алюмосиликаты, входящие в состав глин.
   И хотя содержание его в земной коре 8,8% (для сравнения, например, железа в земной коре 4,65% – в два раза меньше) , а по распространенности занимает третье место после кислорода ( O ) кремния ( Si ) в свободном состоянии впервые был получен в 1825 году Х. К. Эрстедом
   Немецкий химик Ф. Вёлер в 1827 получил алюминий при нагревании хлорида алюминия AlCl 3 со щелочными металлами калием ( K ) и натрием ( Na ) без доступа воздуха
   AlCl 3 + 3K 3KCl + Al (Реакция протекает с выделением тепла)
   Для промышленного применения этот способ неприменим из-за его экономической невыгодности, поэтому был разработан способ добычи алюминия из бокситов путем электролиза. Это весьма энергоемкое производство, поэтому заводы, производящие алюминий, как правило, располагаются недалеко от электростанций
   Алюминий отличается также своей химической активностью. Порошкообразный алюминий энергично сгорает на воздухе. Если поверхность алюминия потереть солью ртути ( HgCl 2 ) , то произойдет следующая реакция 2Al + 3HgCl 2 2AlCl 3 + 3Hg Выделившаяся ртуть растворяет алюминий с образованием сплава алюминия с ртутью – амальгаму, которая не удерживается на поверхности алюминия, поэтому, если результат этого опыта поместить в воду, то мы увидим бурную реакцию 2Al +6HOH 2Al(OH) 3 Ї + 3H 3 Эта реакция говорит об очень высокой химической активности чистого алюминия
   Остается удивляться как посуда из алюминия не растворяется прямо у нас на глазах когда мы наливаем в неё воду
   Секрет подобного поведения алюминия прост – он настолько активен, что именно благодаря этой своей способности столь интенсивно окисляться постоянно покрыт плотной окисной пленкой Al 2 O 3 которая и препятствует его дальнейшему окислению
   Инертность оксида алюминия настолько велика, что покрытый им алюминий практически не реагирует с концентрированной и разбавленной азотной кислотой ( HNO 3 ) , с трудом взаимодействует с концентрированной и разбавленной серной кислотой
   ( H 2 SO 4 ) ,не растворяется в ортофосфорной кислоте ( H 3 PO 4 ) . Хотя, даже при обычной температуре, реагирует с хлором ( Cl 2 ) и бромом ( Br 2 ) а при нагревании с фтором ( F 2 ) , йодом ( I 2 ) , серой ( S ) , углеродом ( C ) , азотом ( N 2 ) , растворяется в растворах щелочей .
   Оксид алюминия используют для получения некоторых марок цемента, для обработки поверхностей, так как он обладает высокой твердостью (разновидность оксида – корунд)
   Оксид алюминия (глинозем) существует в нескольких кристаллических модификациях из которых устойчивы a-форма и g-форма. Но даже только одна форма a- Al 2 O 3 в природе очень многолика – это и рубин и сапфир, лейкосапфир и др. – все это разновидности минерала корунд
   g-Форма более химически активна, может существовать и аморфном состоянии но при 900 °С необратимо переходит в a-форму
   Температура плавления оксида алюминия 2053 °С (а кипения вообще больше 3000 °С) . Для сравнения – температура плавления самого алюминия 660,4 °С. Поэтому и возникали трудности с добычей алюминия, несмотря на его широкое распространение
   Оксид алюминия Al2O3 получают либо сжиганием алюминия путем вдувания порошка алюминия в пламя горелки, 4Al + 3O 2 2Al 2 O 3
   либо превращением по схеме
   HCl или H 2 SO 4
   NaOH или KOH
   t °С
   Al
   —
   соль
   —
   Al(OH) 3
   —
   Al 2 O 3
   Чистый алюминий добывается методом электролиза раствора глинозема в расплавленном криолите (6-8% Al 2 O 3 и 94-92% Na 3 AlF 6 ) или электролизом AlCl 3
   Гидрооксид алюминия Al(OH) 3 используется для крашения тканей, для изготовления керамики и как нейтрализующий агент
   На практике очень широкое применение получил так называемый термит – смесь оксида железа Fe 3 O 4 с алюминием. При поджоге данной смеси с помощью магниевой ленты происходит бурная реакция с обильным выделением тепла
   8Al + 3Fe 3 O 4 4Al 2 O 3 + 9Fe Данный процесс используют при сварке. Иногда для получения некоторых чистых металлов в свободном виде
   Есть также иное использование данной реакции – если обратить внимание на соединение железа до реакции и его состояние после реакции, то можно заметить, что до начала реакции это был оксид железа – а именно – ржавчина , а после реакции – чистое восстановленное железо. Этот эффект используют для химической защиты и удаления ржавчины
   Поэтому алюминий очень широко используется в технике не только как основа легких сплавов, но и как раскислитель сталей, для восстановления металлов из оксидов (алюмотермия – см. пример выше) , в электротехнике
   Алюминий в технике также используют для насыщения поверхности стальных и чугунных изделий с целью защиты этих изделий от коррозии – этот процесс называется алитирование
   Тонкая алюминиевая фольга используется как упаковочный материал для продуктов питания (например шоколада) , более толстая – для изготовления банок для напитков
   Алюминиевые сплавы обладают малой плотностью (2,5 – 3,0 г/см 3 ) в сочетании с достаточно хорошими механическими свойствами и удовлетворительной устойчивостью к окислению. По своим прочностным характеристикам и по износостойкости они уступают сталям, некоторые из них также не обладают хорошей свариваемостью, но многие из них обладают характеристиками, превосходящими чистый алюминий
   Особо выделяются алюминиевые сплавы с повышенной пластичностью, содержащие до 2,8% Mg и до 2,5% Mn – они обладают большей, чем чистый алюминий прочностью, легко поддаются вытяжке, близки по коррозионной стойкости к алюминию
   Дуралюмины – от французского слова dur – твердый, трудный и aluminium – твердый алюминий. Дуралюмины – сплавы на основе алюминия, содержащие:
   1,4-13% Cu ,
   0,4-2,8% Mg ,
   0,2-1,0% Mn ,
   иногда 0,5-6,0% Si ,
   5-7% Zn ,
   0,8-1,8% Fe ,
   0,02-0,35% Ti и др.
   Дуралюмины – наиболее прочные и наименее коррозионно-стойкие из алюминиевых сплавов. Склонны к межкристаллической коррозии. Для защиты листового дуралюминия от коррозии его поверхность плакируют чистым алюминием. Они не обладают хорошей свариваемостью, но благодаря своим остальным характеристикам применяются везде, где необходима прочность и легкость. Наибольшее применение нашли в авиастроении для изготовления некоторых деталей турбореактивных двигателей
   5-13% Mg ,
   0,2-1,6% Mn ,
   иногда 3,5-4,5% Zn ,
   1,75-2,25% Ni ,
   до 0,15% Be ,
   до 0,2% Ti ,
   до 0,2% Zr и др.
   Магналии отличаются высокой прочностью и устойчивостью к коррозии в пресной и даже морской воде. Магналии также хорошо устойчивы к воздействию азотной кислоты HNO 3 , разбавленной серной кислоты H 2 SO 4 , ортофосфорной кислоты H 3 PO 4 а также в средах, содержащих SO 2
   Применяются как конструкционный материал в:
   авиастроении;
   судостроении;
   машиностроении (сварные баки, заклепки, бензопроводы, маслопроводы) ;
   для изготовления арматуры строительных сооружений;
   для изготовления деталей холодильных установок;
   для изготовления декоративных бытовых предметов и др.
   При содержании Mg выше 6% магналии склонны к межкристаллической коррозии. Обладают более низкими литейными свойствами, чем силумины
   Силумины – сплавы на основе алюминия с большим содержанием кремния ( Si )
   В состав силуминов входят:
   3-26% Si,
   1-4% Cu,
   0,2-1,3% Mg,
   0,2-0,9% Mn,
   иногда 2-4% Zn,
   0,8-2% Ni,
   0,1-0,4% Cr,
   0,05-0,3% Ti и др.
   При своих относительно невысоких прочностных характеристиках силумины обладают наилучшими из всех алюминиевых сплавов литейными свойствами. Они наиболее часто используются там, где необходимо изготовить тонкостенные или сложные по форме детали
   По коррозионной стойкости занимают промежуточное положение между дуралюминами и магналиями
   Нашли свое основное применение в:
   авиастроении;
   вагоностроении;
   автомобилестроении и строительстве сельскохозяйственных машин для изготовления картеров, деталей колес, корпусов и деталей приборов.

7. Однажды гуляли два атома по своему любимому
   городу и повстречали два приезжих электрона. Они
   разговорились. В результате этого разговора
   появились два противоположно заряженных иона.
   Ионная Связь очень обрадовалась, узнав о
   появлении положительно и отрицательно
   заряженных ионов, и решила соединять различные
   химические элементы, как ее сестра Ковалентная
   Полярная.
   Металлическая и Водородная были скрытны. О них
   было известно только то, что Металлическая
   возникала в кристаллах металлов, а Водородная –
   между положительно заряженным атомом водорода
   одной молекулы и отрицательно заряженным атомом
   другой.
   У средней сестры было три дочери: Одинарная,
   Двойная и Тройная связи. Ковалентная Полярная
   связь похожа на своих сестер, потому что атомы
   могут быть соединены одинарной, двойной и
   тройной ковалентными связями.
   У самой младшей сестры было две дочери, которых
   звали Пи и Сигма. Эти связи возникают только при
   перекрывании электронных облаков. Все
   перечисленные связи похожи друг на друга – они
   возникают между атомами».
   Из сочинения Сыркиной
   Татьяны (9-й класс):
   «Однажды Железо должно было участвовать в
   поединке с очень сильной соперницей Медью.
   Наступил день поединка. Главный его приз –
   вступление в клуб “Соли”. Медь сразу заняла
   лидирующую позицию, ухватилась за кубок
   “Кислотный остаток”, но поединок продолжался.
   Наступил второй раунд – время вступать в
   химическую реакцию. Железо из последних сил
   отобрало кубок и победило. Меди это не
   понравилось, и она решила обратиться в суд. На что
   судья дал ей ответ: “Железо тебя вытеснило из
   игры, потому что в электрохимическом ряду
   напряжений металлов стоит левее тебя. Значит, оно
   сильнее и активнее тебя. Кроме того, есть
   свидетель – Химическая Реакция:
   Fe + CuSO4 = FеSО4 + Сu”».
   Из сочинения
   Морозовой Татьяны (9-й класс):
   «В одном городе на седьмой улице в доме № 3 на
   семнадцатом этаже жил Хлор. Его поступки
   зависели от настроения. Когда оно было хорошее,
   Хлор ходил в гости к Натрию н образовывал
   соединения, стимулирующие обмен веществ, рост
   волос, бодрость и силу всего живого на Земле.
   Когда Хлор ссорился с Натрием, то он уходил
   работать на фабрику, где вступал во
   взаимодействие с разными химическими элементами
   этого сказочного города. Образовавшиеся
   соединения отбеливали льняные и
   хлопчатобумажные ткани, производили пластмассы,
   растворители, боролись с вредителями сельского
   хозяйства, дезинфицировали питьевую воду, а
   Соляная Кислота помогала переваривать пищу.
   Когда же Хлор сердился, он уезжал на войну в
   качестве химического оружия. В такие периоды
   Хлора все обходили стороной, кроме Натрия,
   пытавшегося всегда прийти на помощь другу».
   Из сочинения Бутенко
   Маргариты (9-й класс):
   «Одна из главных задач Алюминия – приходить на
   помощь к металлам. Эта его специализация
   называется алюмотермией:
   8Al + 3Fе3O4 = 4Al2O3 +
   9Fе.
   Алюминий почти невозможно увидеть одиноким, он
   постоянно находится в соединениях. Однажды в 1886
   г. два сыщика, проследив за ним, установили, что
   его оксид хорошо растворяется в криолите Nа3AlF6.
   Эта весть разошлась по всему миру, и теперь оксид
   алюминия в криолите подвергают электролизу. На
   собраниях химических элементов Алюминий не
   демонстрирует свои преимущества: малую
   плотность, прочность сплавов, коррозионную
   стойкость, высокую электро- и теплопроводность.
   Много лет назад произошла встреча Алюминия с
   Хлором. В наше время все химические элементы
   помнят о ней, ведь благодаря их дружбе появился
   АlCl3, широко используемый в качестве
   катализатора.
   Всей своей бурной жизнью Алюминий обязан
   великому датскому физику Эрстеду».
   Из сочинения Крюковой
   Юлии:
   «На уроке химии вызвали к доске Андрея
   Куменчикова. Мария Ивановна просит его написать
   уравнение химической реакции алюминия с
   кислородом. А наш двоечник ничего не знает, стоит
   и головой вертит по сторонам. Думал, думал и
   написал: Ал. + Кис. = … . Все ребята засмеялись, а
   учительница поставила ему оценку “2”.
   Пришел Андрей домой, лег на диван и уснул. Спит и
   видит сон: бежит он по школе, а Алюминий его
   догоняет и говорит: “Если ты, Андрюшка, не
   выучишь химию про меня великого, то я сделаю так,
   что ты будешь сдавать зачет по химии самому
   директору. А если не сдашь, останешься на всю
   жизнь неучем!”
   Проснулся Андрей и не знает, что ему делать.
   Решил пойти погулять. Играет в футбол, а ему
   вместо мяча Алюминий чудится, который говорит:
   “Я тебя, Андрей, последний раз предупреждаю! Иди
   учи химию!” Так запутался Андрей, что даже гол в
   свои ворота забил.
   Отправился он домой, пока еще чего не
   приключилось. Дома Андрей сразу взял учебник и
   выучил все, что было написано про алюминий. С тех
   пор он стал учиться только на “4” и “5”».
   Из сочинения
   Бакламенко Лидии (8-й класс):
   «Вода – источник жизни,
   Огромнейшая сила в ней заключена,
   3/4 поверхности планеты
   Себе во власть взяла она.
   Взяла себе и тело человека,
   И разум человеческий взяла,
   И даже человеческий зародыш
   На 95% заняла.
   Мы без воды и дня прожить не сможем,
   Умрем от жажды без воды,
   И охранять нам воду нужно
   Для поддержания среды».
   * * *
   Детскому воображению и фантазии нет границ.
   Можно приводить много примеров, но все, к
   сожалению, напечатать невозможно. То обучение,
   которое соответствует индивидуальности ребенка,
   его потенциальным возможностям в приобретении
   знаний, и будет развивающим. Надо только
   постараться нам – педагогам – раскрыть
   индивидуальность, помочь ей развиться и
   проявиться.

   Материал подготовила Л.А.Еремина,
   учитель химии школы № 24
   (г. Абакан, Республика Хакасия)

8. При производстве 1 т Al2O3 получают 1 т содопродуктов и 7.5 т цемента. Некоторые алюмосиликаты обладают рыхлой структурой и способны к
   ионному обмену. Такие силикаты – природные и особенно искусственные –
   применяются для водоумягчения. Кроме того, благодаря своей сильно развитой
   поверхности, они используются в качестве носителей катализаторов, т.е. как
   материалы, пропитываемые катализатором. Галогениды алюминия в обычных условиях – бесцветные кристаллические
   вещества. В ряду галогенидов алюминия AlF3 сильно отличается по свойствам
   от своих аналогов. Он тугоплавок, мало растворяется в воде, химически
   неактивен. Основной способ получения AlF3 основан на действии безводного HF
   на Al2O3 или Al: Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O Соединения алюминия с хлором, бромом и иодом легкоплавки, весьма
   реакционноспособны и хорошо растворимы не только в воде, но и во многих
   органических растворителях. Взаимодействие галогенидов алюминия с водой
   сопровождается значительным выделением теплоты. В водном растворе все они
   сильно гидролизованы, но в отличие от типичных кислотных галогенидов
   неметаллов их гидролиз неполный и обратимый. Будучи заметно летучими уже
   при обычных условиях, AlCl3, AlBr3 и AlI3 дымят во влажном воздухе
   (вследствие гидролиза). Они могут быть получены прямым взаимодействием
   простых веществ. Плотности паров AlCl3, AlBr3 и AlI3 при сравнительно невысоких
   температурах более или менее точно соответствуют удвоенным формулам –
   Al2Hal6. Пространственная структура этих молекул отвечает двум тетраэдрам с
   общим ребром. Каждый атом алюминия связан с четырьмя атомами галогена, а
   каждый из центральных атомов галогена – с обоими атомами алюминия. Из двух
   связей центрального атома галогена одна является донорно-акцепторной,
   причем алюминий функционирует в качестве акцептора. С галогенидными солями ряда одновалентных металлов галогениды алюминия
   образуют комплексные соединения, главным образом типов M3[AlF6] и M[AlHal4]
   (где Hal – хлор, бром или иод). Склонность к реакциям присоединения вообще
   сильно выражена у рассматриваемых галогенидов. Именно с этим связано
   важнейшее техническое применение AlCl3 в качестве катализатора (при
   переработке нефти и при органических синтезах). Из фторалюминатов наибольшее применение (для получения Al, F2, эмалей,
   стекла и пр.) имеет криолит Na3[AlF6]. Промышленное производство
   искусственного криолита основано на обработке гидроксида алюминия
   плавиковой кислотой и содой: 2Al(OH)3 + 12HF + 3Na2CO3 = 2Na3[AlF6] + 3CO2 + 9H2O Хлоро-, бромо- и иодоалюминаты получаются при сплавлении
   тригалогенидов алюминия с галогенидами соответствующих металлов. Хотя с водородом алюминий химически не взаимодействует, гидрид
   алюминия можно получить косвенным путем. Он представляет собой белую
   аморфную массу состава (AlH3)n. Разлагается при нагревании выше 105оС с
   выделением водорода. При взаимодействии AlH3 с основными гидридами в эфирном растворе
   образуются гидроалюминаты: LiH + AlH3 = Li[AlH4] Гидридоалюминаты – белые твердые вещества. Бурно разлагаются водой.
   Они – сильные восстановители. Применяются (в особенности Li[AlH4]) в
   органическом синтезе. Сульфат алюминия Al2(SO4)3.18H2O получается при действии горячей
   серной кислоты на оксид алюминия или на каолин. Применяется для очистки
   воды, а также при приготовлении некоторых сортов бумаги. Алюмокалиевые квасцы KAl(SO4)2.12H2O применяются в больших количествах
   для дубления кож, а также в красильном деле в качестве протравы для
   хлопчатобумажных тканей. В последнем случае действие квасцов основано на
   том, что образующиеся вследствие их гидролиза гидроксид алюминия отлагается
   в волокнах ткани в мелкодисперсном состоянии и, адсордбируя краситель,
   прочно удерживает его на волокне. Из остальных производных алюминия следует упомянуть его ацетат (иначе
   – уксуснокислую соль) Al(CH3COO)3, используемый при крашении тканей (в
   качестве протравы) и в медицине (примочки и компрессы). Нитрат алюминия
   легко растворим в воде. Фосфат алюминия нерастворим в воде и уксусной
   кислоте, но растворим в сильных кислотах и щелочах. Несмотря на наличие громадных количеств алюминия в почках, растениях,
   как правило, содержат мало этого элемента. Еще значительно меньше его
   содержание в животных организмах. У человека оно составляет лишь
   десятитысячные доли процента по массе. Биологическая роль алюминия не
   выяснена. Токсичностью соединения его не обладают. Реакции, проведенные на практикуме
   1. 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2(
   На пластинке алюминия начал выделяться водород, постепенно пластинка
   растаяла.
   2. 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2(
   Алюминий постепенно растворяется в разбавленной кислоте. При кипячении
   скорость растворения увеличивается.
   3. 2Al + 6CH3COOH = 2Al(CH3COO)3 + 3H2(
   Алюминий постепенно растворяется в разбавленной кислоте при кипячении.
   4. 4Al + 3O2 = 2Al2O3
   При сгорании алюминий превращается в белый порошок.
   5. Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]
   Полученный оксид алюминия растворяется в щелочи.
   6. 2Al + 3I2 = 2AlI3
   В ступку со смесью алюминия и иода добавили каплю воды в качестве
   катализатора. Реакция прошла быстро, выделились пары иода фиолетового
   цвета.
   7. 3CuCl2 + 2Al = 3Cu + 2AlCl3
   Раствор постепенно стал прозрачным, на дно пробирки выпал осадок меди в
   виде бурых камешков.
   8. Al2(SO4)3 + 6NH4OH = 2Al(OH)3( + 3(NH4)2SO4
   Образовался осадок, похожий на белый жидкий кисель.
   9. Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
   Осадок растворился в щелочи.
   10. 2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O
   Осадок растворился в кислоте. Термодинамический расчет