![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Глава 2. ПолучениеСтр 1 из 4Следующая ⇒
Стр. Глава 1. Нахождение в природе________________________________ 3 1.1 Распространённость_____________________________________ 3 Природные соединения алюминия________________________ 3 Изотопы алюминия______________________________________ 3 Глава 2. Получение__________________________________________ 4 Глава 3. Физические свойства_________________________________ 5 Глава 4. Электронное строение атома алюминия________________ 6 Глава 5. Химические свойства________________________________ 7 Глава 6. Применение_________________________________________ 9 Кусок алюминия________________________________________ 9 В качестве восстановителя______________________________ 10 Сплавы на основе алюминия____________________________ 10 Алюминий как добавка в другие сплавы__________________ 12 Ювелирные изделия____________________________________ 12 Столовые приборы_____________________________________ 13 Стекловарение_________________________________________ 13 Пищевая промышленность______________________________ 13 Военная промышленность_______________________________ 13 Алюминий и его соединения в ракетной технике_________ 13 Алюмоэнергетика______________________________________ 14 Список используемой литературы_____________________________ 15 Глава 1. Нахождение в природе 1.1 Распространённость По распространённости в земной коре Земли занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Массовая концентрация алюминия в земной коре, по данным различных исследователей, оценивается от 7, 45 до 8, 14 %.
Природные соединения алюминия В природе алюминий, в связи с высокой химической активностью, встречается почти исключительно в виде соединений. Некоторые из природных минералов алюминия: Бокситы — Al2O3 · H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3) Нефелины — KNa3[AlSiO4]4 Алуниты — (Na, K)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3 Глинозёмы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3) Корунд (сапфир, рубин, наждак) — Al2O3 Полевые шпаты — (K, Na)2O·Al2O3·6SiO2, Ca[Al2Si2O8] Каолинит — Al2O3·2SiO2 · 2H2O Берилл (изумруд, аквамарин) — 3ВеО · Al2О3 · 6SiO2 Хризоберилл (александрит) — BeAl2O4. Тем не менее, в некоторых специфических восстановительных условиях (жерла вулканов) найдены ничтожные количества самородного металлического алюминия. В природных водах алюминий содержится в виде малотоксичных химических соединений, например, фторида алюминия. Вид катиона или аниона зависит, в первую очередь, от кислотности водной среды. Концентрации алюминия в водоёмах России колеблются от 0, 001 до 10 мг/л. В морской воде его концентрация 0, 01 мг/л.
Изотопы алюминия Природный алюминий состоит практически полностью из единственного стабильного изотопа 27Al с ничтожными следами 26Al, наиболее долгоживущего радиоактивного изотопа с периодом полураспада 720 тыс. лет, образующегося в атмосфере при расщеплении ядер аргона 40Ar протонами космических лучей с высокими энергиями.
Глава 2. Получение Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. По сравнению с другими металлами, восстановление алюминия из руды более сложно в связи с его высокой реакционной способностью и с высокой температурой плавления большинства его руд (таких, как бокситы). Прямое восстановление углеродом применяться не может, потому что восстановительная способность алюминия выше, чем у углерода. Возможно непрямое восстановление с получением промежуточного продукта Al4C3, который подвергается разложению при 1900—2000 °С с образованием алюминия. Этот способ находится в разработке, но представляется более выгодным, чем процесс Холла—Эру, так как требует меньших энергозатрат и приводит к образованию меньшего количества CO2. Современный метод получения, процесс Холла—Эру[en] был разработан независимо американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру в 1886 году. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых анодных электродов. Такой метод получения требует очень больших затрат электроэнергии, и поэтому получил промышленное применение только в XX веке. Для производства 1000 кг чернового алюминия требуется 1920 кг глинозёма, 65 кг криолита, 35 кг фторида алюминия, 600 кг анодных графитовых электродов и около 17 МВт·ч электроэнергии (~61 ГДж). Лабораторный способ получения алюминия предложил Фридрих Вёлер в 1827 году восстановлением металлическим калием безводного хлорида алюминия (реакция протекает при нагревании без доступа воздуха):
|