Алюминий и его свойства
Алюминий входит в главную подгруппу III группы. Встречается
только в связанном состоянии, это самый распространенный
металл в природе. В земной коре его 7,45% по массе.
Алюминий - очень пластичный металл серебристо-белого цвета.
Прекрасно проводит электрический тока и тепло. Алюминий
является активным металлом. На внешнем электронном слое
у атома алюминия три электрона, отдавая которые, проявляет
восстановительные свойства. В электрохимическом ряду напряжений
алюминий стоит перед железом. Поверхность металла всегда
покрыта химически инертной пленкой оксида Al2O3, которая
не дает алюминию окисляется. Разбавленные же соляная, серная
и азотная кислоты легко растворяют алюминий вместе с его
оксидной пленкой:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2
Al + 4HNO3 = Al (NO3)3 + NO + 2H2O
Концентрированные серная и азотная кислоты на холоде не
действуют на алюминий, поэтому азотную кислоту хранят и
перевозят в алюминиевых емкостях. При нагревании алюминий
вступает в реакцию, восстанавливая серную кислоту до оксида
серы (IV) и азотную кислоту до низших оксидов азота.
При нагревании порошкообразный алюминий сгорает с ослепительной
вспышкой, образуя оксид Al2O3:
4Al + 3O2 = 2Al2O3
В отсутствие оксидной пленки алюминий бурно взаимодействует
с водой:
2Al + 6H2O = 2 Al (OH)3 + 3H2
Алюминий соединяется с галогенами - хлором, бромом, иодом,
образуя галогениды:
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
При сильном нагревании алюминий реагирует с серой, углеродом
и азотом, хорошо растворяется в щелочах и растворах карбонатов
щелочных металлов, образуя алюминаты:
2NaOH + 2Al + 6H2O = 2Na [Al (OH)4] + 3Н2
Алюминий способен отнимать кислород у оксидов многих металлов.
Способность алюминия восстанавливать металла из оксидов
при высоких температурах называется алюмотермией и используется
в промышленности:
Cr2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Cr
Алюминий очень широко применяется во многих отраслях промышленности
и в быту.
Получают алюминий прокаливанием бокситов Al2O3*хН2О, далее
расплав Al2O3 подвергают электролизу, добавляя криолит для
уменьшения температуры плавления. Суммарное уравнение реакции
электролиза Al2O3:
2А12О3 = 4А1 + 3О2
Расплавленный алюминий на дне емкости электролизера и является
катодом. Как анод используются угольные стержни. Кислород
реагирует с углеродом анода, образуя оксид углерода, т.е.
анод надо постоянно возобновлять.
