a l u m i n i u
DESCRIPTION
A L U M I N I U. 1. Structura atomului de aluminiu. 2. Cuvîntul aluminiu derivă de la latinescul „alumen” (alaun). Herodot menţionează întrebuinţarea alaunului ca mordant în vopsitorie, dar sarea aceasta a fost obţinută pură probabil de către alchimiştii medievali. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
A L U M I N I UA L U M I N I U
13
AlALUMINIU
26981
1s22s22p63s23p1
1
Aluminiu (Al)Număr atomic 13
Masa atomică(Masă molară)
26981539 uam (gmol)
Raza atomului 0143 nm
Energia de ionizare(primul electron Al0Al+)
5772 (598) kJmol (eV)
Potenţialul de electod
Configuraţuia electronică
-166 V
[Ne] 3s2 3p1
Valenţa III
Gradul de oxidare +3
Structura atomului de aluminiu
2
Izotop Perioada de injumătăţire
Al-26 730000 ani
Al-27 Stabil
Al-28 23 minute
Cuvicircntul aluminiu derivă de la latinescul bdquoalumenrdquo (alaun) Herodot menţionează icircntrebuinţarea alaunului ca mordant icircn vopsitorie dar sarea aceasta a fost obţinută pură probabil de către alchimiştii medievaliAluminiul este cel mai răspacircndit metal icircn natură reprezintă 75 din masa Scoarţei Terestre este icircn deajuns de indicat că acest element intră icircn compoziţia argilelor Ocupă locul trei după răspicircndire icircntre toate elementele după oxigen şi siliciuSe cunosc peste 250 de minereuri ce conţin aluminiu Icircn marea majoritatea de minereuri aluminiul este stricircns legat de oxigen şi siliciu icircn alumosilicaţi din care este alcătuită scoarţa terestră şi care prin degradare sub influienţa agenţilor atmosferici se transformă icircn argile baza cărora o constituie caolinitul Al2O32SiO22H2O Impurităţile de fier colorează argila icircn culoare brună dar se icircntacirclneşte şi lutul alb ndash caolina folosită pentru fabricarea obiectelor din porţelan şi faianţă
3
Smaraldul este un alumosilicat de beriliu (3BeOAl2O36SiO2) din grupa pietrelor preţioase
Date generale
Formula chimică Al2Be3Si6O18 cu impurităţi de Cr şi V
Culoare verde de la icircnchis pacircnă la verde deschis
Duritate 75 - 8
Densitate (gcmsup3) 26 - 28
Luciu sticlos
4
Acvamarinul (llatină aqua marina = bdquoapă de mareldquo) este o varietate a berilului mineral din grupa alumosilicaţilor
Acvamarin
Formula chimică Be3Al2Si6O18 cu ioni de titan sau fier
Culoare albastru deschis pacircnă la verzui
Duritate 75 - 8
Densitate 263 - 291 gcmsup3
Luciu sticlos
Acvamarin neprelucrat
Acvamarin de 12 carate (şlefuit)
5
Topazul ndash mineral din grupa silicaţilor de aluminiu (Al2[SiO4](F OH)2) cu impurităţi de Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Topaz
Formula Al2[SiO4](FOH)2
Impurităţi Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Culoare Incolor albastru-pal galben galben-brun roşu
Luciu sticlos
Duritate 8
Densitate 35 mdash 36 gcm3
Topaz incolor Minas Gerais Brazilia
6
O deosebită importanţă o au oxizii şi hidroxizii de aluminiu
Corindonul ndash un minereu foarte dur (după duritate cedează doar diamantului) care constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori corundul roşu (datorită impurităţilor de Cr) se numeşte rubin cel albastru (Ti Fe) ndash safir Diferite impurităţi pot condiţiona şi alte nuanţe ale corindonului (verde galben portocaliu violet etc)
7
Corindon ndash un minereu foarte dur ce constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori
Formula Al2O3
Culoarea Albastru roşu galben cafeniu sur
Duritatea 9
Densitatea 39 mdash 41 gcmsup3
Temperatura de topire
2050 degC
8
Formula Al2O3 cu impurităţi de Cr
Culoarea Roşu roşu-brun roşu-purpuriu ndash cauzată de impurităţi de crom
Duritatea 9
Densitatea 397 - 405 gcmsup3
Rubinul
9
Formula Al2O3 cu impurităţi de Ti Fe
Culoarea Albastru
Duritatea 9
Densitatea 395 mdash 403 gcmsup3
Safir
10
bull Bauxita AlO(OH) sau Al2O3nH2O
bull Hidragita ndash Al(OH)3
bull Aluminiul apare şi icircn aşa numiţii aluminaţicrisoberilul BeAl2O4
spinelul MgAl2O4 precum şi criolită Na3[AlF6] 11
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Aluminiu (Al)Număr atomic 13
Masa atomică(Masă molară)
26981539 uam (gmol)
Raza atomului 0143 nm
Energia de ionizare(primul electron Al0Al+)
5772 (598) kJmol (eV)
Potenţialul de electod
Configuraţuia electronică
-166 V
[Ne] 3s2 3p1
Valenţa III
Gradul de oxidare +3
Structura atomului de aluminiu
2
Izotop Perioada de injumătăţire
Al-26 730000 ani
Al-27 Stabil
Al-28 23 minute
Cuvicircntul aluminiu derivă de la latinescul bdquoalumenrdquo (alaun) Herodot menţionează icircntrebuinţarea alaunului ca mordant icircn vopsitorie dar sarea aceasta a fost obţinută pură probabil de către alchimiştii medievaliAluminiul este cel mai răspacircndit metal icircn natură reprezintă 75 din masa Scoarţei Terestre este icircn deajuns de indicat că acest element intră icircn compoziţia argilelor Ocupă locul trei după răspicircndire icircntre toate elementele după oxigen şi siliciuSe cunosc peste 250 de minereuri ce conţin aluminiu Icircn marea majoritatea de minereuri aluminiul este stricircns legat de oxigen şi siliciu icircn alumosilicaţi din care este alcătuită scoarţa terestră şi care prin degradare sub influienţa agenţilor atmosferici se transformă icircn argile baza cărora o constituie caolinitul Al2O32SiO22H2O Impurităţile de fier colorează argila icircn culoare brună dar se icircntacirclneşte şi lutul alb ndash caolina folosită pentru fabricarea obiectelor din porţelan şi faianţă
3
Smaraldul este un alumosilicat de beriliu (3BeOAl2O36SiO2) din grupa pietrelor preţioase
Date generale
Formula chimică Al2Be3Si6O18 cu impurităţi de Cr şi V
Culoare verde de la icircnchis pacircnă la verde deschis
Duritate 75 - 8
Densitate (gcmsup3) 26 - 28
Luciu sticlos
4
Acvamarinul (llatină aqua marina = bdquoapă de mareldquo) este o varietate a berilului mineral din grupa alumosilicaţilor
Acvamarin
Formula chimică Be3Al2Si6O18 cu ioni de titan sau fier
Culoare albastru deschis pacircnă la verzui
Duritate 75 - 8
Densitate 263 - 291 gcmsup3
Luciu sticlos
Acvamarin neprelucrat
Acvamarin de 12 carate (şlefuit)
5
Topazul ndash mineral din grupa silicaţilor de aluminiu (Al2[SiO4](F OH)2) cu impurităţi de Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Topaz
Formula Al2[SiO4](FOH)2
Impurităţi Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Culoare Incolor albastru-pal galben galben-brun roşu
Luciu sticlos
Duritate 8
Densitate 35 mdash 36 gcm3
Topaz incolor Minas Gerais Brazilia
6
O deosebită importanţă o au oxizii şi hidroxizii de aluminiu
Corindonul ndash un minereu foarte dur (după duritate cedează doar diamantului) care constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori corundul roşu (datorită impurităţilor de Cr) se numeşte rubin cel albastru (Ti Fe) ndash safir Diferite impurităţi pot condiţiona şi alte nuanţe ale corindonului (verde galben portocaliu violet etc)
7
Corindon ndash un minereu foarte dur ce constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori
Formula Al2O3
Culoarea Albastru roşu galben cafeniu sur
Duritatea 9
Densitatea 39 mdash 41 gcmsup3
Temperatura de topire
2050 degC
8
Formula Al2O3 cu impurităţi de Cr
Culoarea Roşu roşu-brun roşu-purpuriu ndash cauzată de impurităţi de crom
Duritatea 9
Densitatea 397 - 405 gcmsup3
Rubinul
9
Formula Al2O3 cu impurităţi de Ti Fe
Culoarea Albastru
Duritatea 9
Densitatea 395 mdash 403 gcmsup3
Safir
10
bull Bauxita AlO(OH) sau Al2O3nH2O
bull Hidragita ndash Al(OH)3
bull Aluminiul apare şi icircn aşa numiţii aluminaţicrisoberilul BeAl2O4
spinelul MgAl2O4 precum şi criolită Na3[AlF6] 11
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Cuvicircntul aluminiu derivă de la latinescul bdquoalumenrdquo (alaun) Herodot menţionează icircntrebuinţarea alaunului ca mordant icircn vopsitorie dar sarea aceasta a fost obţinută pură probabil de către alchimiştii medievaliAluminiul este cel mai răspacircndit metal icircn natură reprezintă 75 din masa Scoarţei Terestre este icircn deajuns de indicat că acest element intră icircn compoziţia argilelor Ocupă locul trei după răspicircndire icircntre toate elementele după oxigen şi siliciuSe cunosc peste 250 de minereuri ce conţin aluminiu Icircn marea majoritatea de minereuri aluminiul este stricircns legat de oxigen şi siliciu icircn alumosilicaţi din care este alcătuită scoarţa terestră şi care prin degradare sub influienţa agenţilor atmosferici se transformă icircn argile baza cărora o constituie caolinitul Al2O32SiO22H2O Impurităţile de fier colorează argila icircn culoare brună dar se icircntacirclneşte şi lutul alb ndash caolina folosită pentru fabricarea obiectelor din porţelan şi faianţă
3
Smaraldul este un alumosilicat de beriliu (3BeOAl2O36SiO2) din grupa pietrelor preţioase
Date generale
Formula chimică Al2Be3Si6O18 cu impurităţi de Cr şi V
Culoare verde de la icircnchis pacircnă la verde deschis
Duritate 75 - 8
Densitate (gcmsup3) 26 - 28
Luciu sticlos
4
Acvamarinul (llatină aqua marina = bdquoapă de mareldquo) este o varietate a berilului mineral din grupa alumosilicaţilor
Acvamarin
Formula chimică Be3Al2Si6O18 cu ioni de titan sau fier
Culoare albastru deschis pacircnă la verzui
Duritate 75 - 8
Densitate 263 - 291 gcmsup3
Luciu sticlos
Acvamarin neprelucrat
Acvamarin de 12 carate (şlefuit)
5
Topazul ndash mineral din grupa silicaţilor de aluminiu (Al2[SiO4](F OH)2) cu impurităţi de Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Topaz
Formula Al2[SiO4](FOH)2
Impurităţi Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Culoare Incolor albastru-pal galben galben-brun roşu
Luciu sticlos
Duritate 8
Densitate 35 mdash 36 gcm3
Topaz incolor Minas Gerais Brazilia
6
O deosebită importanţă o au oxizii şi hidroxizii de aluminiu
Corindonul ndash un minereu foarte dur (după duritate cedează doar diamantului) care constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori corundul roşu (datorită impurităţilor de Cr) se numeşte rubin cel albastru (Ti Fe) ndash safir Diferite impurităţi pot condiţiona şi alte nuanţe ale corindonului (verde galben portocaliu violet etc)
7
Corindon ndash un minereu foarte dur ce constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori
Formula Al2O3
Culoarea Albastru roşu galben cafeniu sur
Duritatea 9
Densitatea 39 mdash 41 gcmsup3
Temperatura de topire
2050 degC
8
Formula Al2O3 cu impurităţi de Cr
Culoarea Roşu roşu-brun roşu-purpuriu ndash cauzată de impurităţi de crom
Duritatea 9
Densitatea 397 - 405 gcmsup3
Rubinul
9
Formula Al2O3 cu impurităţi de Ti Fe
Culoarea Albastru
Duritatea 9
Densitatea 395 mdash 403 gcmsup3
Safir
10
bull Bauxita AlO(OH) sau Al2O3nH2O
bull Hidragita ndash Al(OH)3
bull Aluminiul apare şi icircn aşa numiţii aluminaţicrisoberilul BeAl2O4
spinelul MgAl2O4 precum şi criolită Na3[AlF6] 11
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Smaraldul este un alumosilicat de beriliu (3BeOAl2O36SiO2) din grupa pietrelor preţioase
Date generale
Formula chimică Al2Be3Si6O18 cu impurităţi de Cr şi V
Culoare verde de la icircnchis pacircnă la verde deschis
Duritate 75 - 8
Densitate (gcmsup3) 26 - 28
Luciu sticlos
4
Acvamarinul (llatină aqua marina = bdquoapă de mareldquo) este o varietate a berilului mineral din grupa alumosilicaţilor
Acvamarin
Formula chimică Be3Al2Si6O18 cu ioni de titan sau fier
Culoare albastru deschis pacircnă la verzui
Duritate 75 - 8
Densitate 263 - 291 gcmsup3
Luciu sticlos
Acvamarin neprelucrat
Acvamarin de 12 carate (şlefuit)
5
Topazul ndash mineral din grupa silicaţilor de aluminiu (Al2[SiO4](F OH)2) cu impurităţi de Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Topaz
Formula Al2[SiO4](FOH)2
Impurităţi Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Culoare Incolor albastru-pal galben galben-brun roşu
Luciu sticlos
Duritate 8
Densitate 35 mdash 36 gcm3
Topaz incolor Minas Gerais Brazilia
6
O deosebită importanţă o au oxizii şi hidroxizii de aluminiu
Corindonul ndash un minereu foarte dur (după duritate cedează doar diamantului) care constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori corundul roşu (datorită impurităţilor de Cr) se numeşte rubin cel albastru (Ti Fe) ndash safir Diferite impurităţi pot condiţiona şi alte nuanţe ale corindonului (verde galben portocaliu violet etc)
7
Corindon ndash un minereu foarte dur ce constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori
Formula Al2O3
Culoarea Albastru roşu galben cafeniu sur
Duritatea 9
Densitatea 39 mdash 41 gcmsup3
Temperatura de topire
2050 degC
8
Formula Al2O3 cu impurităţi de Cr
Culoarea Roşu roşu-brun roşu-purpuriu ndash cauzată de impurităţi de crom
Duritatea 9
Densitatea 397 - 405 gcmsup3
Rubinul
9
Formula Al2O3 cu impurităţi de Ti Fe
Culoarea Albastru
Duritatea 9
Densitatea 395 mdash 403 gcmsup3
Safir
10
bull Bauxita AlO(OH) sau Al2O3nH2O
bull Hidragita ndash Al(OH)3
bull Aluminiul apare şi icircn aşa numiţii aluminaţicrisoberilul BeAl2O4
spinelul MgAl2O4 precum şi criolită Na3[AlF6] 11
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Acvamarinul (llatină aqua marina = bdquoapă de mareldquo) este o varietate a berilului mineral din grupa alumosilicaţilor
Acvamarin
Formula chimică Be3Al2Si6O18 cu ioni de titan sau fier
Culoare albastru deschis pacircnă la verzui
Duritate 75 - 8
Densitate 263 - 291 gcmsup3
Luciu sticlos
Acvamarin neprelucrat
Acvamarin de 12 carate (şlefuit)
5
Topazul ndash mineral din grupa silicaţilor de aluminiu (Al2[SiO4](F OH)2) cu impurităţi de Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Topaz
Formula Al2[SiO4](FOH)2
Impurităţi Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Culoare Incolor albastru-pal galben galben-brun roşu
Luciu sticlos
Duritate 8
Densitate 35 mdash 36 gcm3
Topaz incolor Minas Gerais Brazilia
6
O deosebită importanţă o au oxizii şi hidroxizii de aluminiu
Corindonul ndash un minereu foarte dur (după duritate cedează doar diamantului) care constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori corundul roşu (datorită impurităţilor de Cr) se numeşte rubin cel albastru (Ti Fe) ndash safir Diferite impurităţi pot condiţiona şi alte nuanţe ale corindonului (verde galben portocaliu violet etc)
7
Corindon ndash un minereu foarte dur ce constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori
Formula Al2O3
Culoarea Albastru roşu galben cafeniu sur
Duritatea 9
Densitatea 39 mdash 41 gcmsup3
Temperatura de topire
2050 degC
8
Formula Al2O3 cu impurităţi de Cr
Culoarea Roşu roşu-brun roşu-purpuriu ndash cauzată de impurităţi de crom
Duritatea 9
Densitatea 397 - 405 gcmsup3
Rubinul
9
Formula Al2O3 cu impurităţi de Ti Fe
Culoarea Albastru
Duritatea 9
Densitatea 395 mdash 403 gcmsup3
Safir
10
bull Bauxita AlO(OH) sau Al2O3nH2O
bull Hidragita ndash Al(OH)3
bull Aluminiul apare şi icircn aşa numiţii aluminaţicrisoberilul BeAl2O4
spinelul MgAl2O4 precum şi criolită Na3[AlF6] 11
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Topazul ndash mineral din grupa silicaţilor de aluminiu (Al2[SiO4](F OH)2) cu impurităţi de Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Topaz
Formula Al2[SiO4](FOH)2
Impurităţi Fe2+ Fe3+ Ti Cr V
Culoare Incolor albastru-pal galben galben-brun roşu
Luciu sticlos
Duritate 8
Densitate 35 mdash 36 gcm3
Topaz incolor Minas Gerais Brazilia
6
O deosebită importanţă o au oxizii şi hidroxizii de aluminiu
Corindonul ndash un minereu foarte dur (după duritate cedează doar diamantului) care constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori corundul roşu (datorită impurităţilor de Cr) se numeşte rubin cel albastru (Ti Fe) ndash safir Diferite impurităţi pot condiţiona şi alte nuanţe ale corindonului (verde galben portocaliu violet etc)
7
Corindon ndash un minereu foarte dur ce constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori
Formula Al2O3
Culoarea Albastru roşu galben cafeniu sur
Duritatea 9
Densitatea 39 mdash 41 gcmsup3
Temperatura de topire
2050 degC
8
Formula Al2O3 cu impurităţi de Cr
Culoarea Roşu roşu-brun roşu-purpuriu ndash cauzată de impurităţi de crom
Duritatea 9
Densitatea 397 - 405 gcmsup3
Rubinul
9
Formula Al2O3 cu impurităţi de Ti Fe
Culoarea Albastru
Duritatea 9
Densitatea 395 mdash 403 gcmsup3
Safir
10
bull Bauxita AlO(OH) sau Al2O3nH2O
bull Hidragita ndash Al(OH)3
bull Aluminiul apare şi icircn aşa numiţii aluminaţicrisoberilul BeAl2O4
spinelul MgAl2O4 precum şi criolită Na3[AlF6] 11
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
O deosebită importanţă o au oxizii şi hidroxizii de aluminiu
Corindonul ndash un minereu foarte dur (după duritate cedează doar diamantului) care constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori corundul roşu (datorită impurităţilor de Cr) se numeşte rubin cel albastru (Ti Fe) ndash safir Diferite impurităţi pot condiţiona şi alte nuanţe ale corindonului (verde galben portocaliu violet etc)
7
Corindon ndash un minereu foarte dur ce constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori
Formula Al2O3
Culoarea Albastru roşu galben cafeniu sur
Duritatea 9
Densitatea 39 mdash 41 gcmsup3
Temperatura de topire
2050 degC
8
Formula Al2O3 cu impurităţi de Cr
Culoarea Roşu roşu-brun roşu-purpuriu ndash cauzată de impurităţi de crom
Duritatea 9
Densitatea 397 - 405 gcmsup3
Rubinul
9
Formula Al2O3 cu impurităţi de Ti Fe
Culoarea Albastru
Duritatea 9
Densitatea 395 mdash 403 gcmsup3
Safir
10
bull Bauxita AlO(OH) sau Al2O3nH2O
bull Hidragita ndash Al(OH)3
bull Aluminiul apare şi icircn aşa numiţii aluminaţicrisoberilul BeAl2O4
spinelul MgAl2O4 precum şi criolită Na3[AlF6] 11
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Corindon ndash un minereu foarte dur ce constă din oxid de aluminiu cristalin deseori colorat de impurităţi icircn diferite culori
Formula Al2O3
Culoarea Albastru roşu galben cafeniu sur
Duritatea 9
Densitatea 39 mdash 41 gcmsup3
Temperatura de topire
2050 degC
8
Formula Al2O3 cu impurităţi de Cr
Culoarea Roşu roşu-brun roşu-purpuriu ndash cauzată de impurităţi de crom
Duritatea 9
Densitatea 397 - 405 gcmsup3
Rubinul
9
Formula Al2O3 cu impurităţi de Ti Fe
Culoarea Albastru
Duritatea 9
Densitatea 395 mdash 403 gcmsup3
Safir
10
bull Bauxita AlO(OH) sau Al2O3nH2O
bull Hidragita ndash Al(OH)3
bull Aluminiul apare şi icircn aşa numiţii aluminaţicrisoberilul BeAl2O4
spinelul MgAl2O4 precum şi criolită Na3[AlF6] 11
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Formula Al2O3 cu impurităţi de Cr
Culoarea Roşu roşu-brun roşu-purpuriu ndash cauzată de impurităţi de crom
Duritatea 9
Densitatea 397 - 405 gcmsup3
Rubinul
9
Formula Al2O3 cu impurităţi de Ti Fe
Culoarea Albastru
Duritatea 9
Densitatea 395 mdash 403 gcmsup3
Safir
10
bull Bauxita AlO(OH) sau Al2O3nH2O
bull Hidragita ndash Al(OH)3
bull Aluminiul apare şi icircn aşa numiţii aluminaţicrisoberilul BeAl2O4
spinelul MgAl2O4 precum şi criolită Na3[AlF6] 11
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Formula Al2O3 cu impurităţi de Ti Fe
Culoarea Albastru
Duritatea 9
Densitatea 395 mdash 403 gcmsup3
Safir
10
bull Bauxita AlO(OH) sau Al2O3nH2O
bull Hidragita ndash Al(OH)3
bull Aluminiul apare şi icircn aşa numiţii aluminaţicrisoberilul BeAl2O4
spinelul MgAl2O4 precum şi criolită Na3[AlF6] 11
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
bull Bauxita AlO(OH) sau Al2O3nH2O
bull Hidragita ndash Al(OH)3
bull Aluminiul apare şi icircn aşa numiţii aluminaţicrisoberilul BeAl2O4
spinelul MgAl2O4 precum şi criolită Na3[AlF6] 11
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Descoperirea aluminiului fixată documentar a avut loc icircn anul 1825 cacircnd acest metal a fost obţinut pentru prima dată de către Oersted prin reducerea clorurii de aluminiu anhidre cu amalgamă de potasiu Doi ani mai tacircrziu Woehler a perfecţionat această metodă folosind potasiu metalic (care mai tacircrziu a fost icircnlocuit cu sodiu)
AlCl3 + 3Na 3NaCl + AlSe observă că icircn această reacţie datorită masei atomice mici şi a valenţei mari a alumuniului 23 g de sodiu dau nimai 9 g de aluminiu
Icircn 1854 Bunsen şi independent de el Sainte-Claire Deville au obţinut aluminiu prin electroliza clorurii mixte de sodiu şi aluminiu topite
12
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Un an important icircn istoria aluminiului este anul 1886 cacircnd independent unul de altul studentul american Hall şi inginerul francez Herault descoperă şi brevetează procedeul de electroliză a aluminei dizolvate icircn criolită topită
Ideea nu era nouă Icircncă icircn anul 1854 Bunsen a expus părerea despre posibilitatea obţinerii aluminiului prin electroliza sărurilor lui Icircnsă eforturile icircn această privinţă au fost neroditoare deoarece sărurile anhidre de aluminiu erau greu de preparat iar oxidul are o temperatură de topire ridicată (2050C) Meritul metodei propuse de Hall şi Herault constă icircn aceea că amestecul de oxid de aluminiu şi criolită are un punct de topire relativ mic (980C)
13
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Procedeul industrial actual constă icircn electroliza unei soluţii de oxid de aluminiu icircn criolită topită cu electrozi de cărbune Icircn calitate de materie primă serveşte bauxita care conţine oxid de aluminiu Bauxita este purificata iar Al2O3 este apoi adaugat electrolitului de topitura de criolit icircn care se dizolva şi apoi se disociaza Baia se menţine la circa 1000C prin căldura dezvoltată de trecerea curentului electric La catod icircn fundul băii de electroliză se adună aluminiul topit Icircn partea superioară a electrolitului este cufundat anodul Oxigenul produs la anod atacă electrodul de carbon acesta se oxidează dacircnd CO care arde imediat dacircnd CO2 Astfel electrodul trebuind schimbat frecvent
14
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
CATOD Al3+ + 3e- ---gt Al(l)
ANOD 2 O2- ---gt O2(g) + 4e-
4 Al3+ + 6 O2- ---gt 4 Al(l) + 3 O2(g)
Procedeul industrial actual
15
electroliză
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Pentru fabricarea aluminiului se porneşte de la bauxită care nu este destul de pură pentru a servi direct la electroliză Principalele impurităţi sunt oxizii de siliciu fier titan Procedeul cel mai icircntrebuinţat pentru indepărtarea acestora este procedeul Bayer 1880 Icircn acest procedeu bauxita icircn prealabil calcinată şi măcinată este tratată cu hidroxid de sodiu icircn autoclave la 4 ndash 6 at şi 170 ndash 180C Oxidul de aluminiu din bauxită trece icircn soluţie sub formă de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4] Amestecul se filtrează separacircndu-se soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile siliciului cu aluminatul de sodiu
16
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Procesul Bayer de producere a oxidului de aluminiu din bauxită
Icircn soluţia cu aluminat de sodiu se introducebull un curent de oxid de carbon(IV) care precipită hidroxidul de aluminiu
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Obull sau cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează descompunerea aluminatului avacircnd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de aluminiu
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOHHidroxidul de aluminiu obţinut se calcinează icircn cuptoare rotative la 1200C cacircnd trece icircn oxid de aluminiu 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin icircn afară de oxizi de fier şi siliciu oxid de titan şi oxid de vanadiu a căror extragere este o problemă luată icircn cercetare 17
T=1200C
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Producerea aluminei este o ramură avansată a industriei care conduce la trecerea la producţia fără deşeuri
La icircmbogăţirea apatitelor se formează deşeuri care conţin nefelină - (Na2O K2O)Al2O32SiO2 sau (Na K)2[Al2Si2O8] Aceste deşeuri se utilizează la obţinerea aliminei sodei şi potasei Rezidiuul insolubil de silicat de calciu este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului
La baza prelucrării nefelinei se află următoarele procese1 Calcinarea şi aglomerarea nefelinei cu calcar
(Na2O K2O)Al2O32SiO2 + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2
2 Tratatrea cu apăNaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
CaSiO3 este insolubil
3 Tratarea soluţiei cu oxid de carbon (IV)Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
4 Obţinerea oxidului de aluminiu2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Din soluţia mamă prin cristalizare se obţine separat carbonat de sodiu şi de potasiu
18
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Proprietăţile aluminiului
Substanţa simplă Metal alb-argintiu moale
Densitatea 26989 gcm3
Căldura specifică 0929 JgdegC
Conductibilitate electrică 410-5 -1cm-1
Conductibilitate termică 237 W(mmiddotK)
Temperatura de topire 658 C
Temperatura de fierbere 2500 C
Temperatura de turnare 710-730deg C
Temperatura de prelucrare la cald 350-450deg C
Contracţie după turnare 17
Potenţial normal de electrod -166 V
19
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Proprietăţile chimice ale aluminiului
Icircn seria tensiunilor aluminiul este situat icircntre Mg si ZnLi Cs K Ba Ca Na Mg Al Zn Pb Cr Fe Cd Ni Sn Pb H Cu Hg Pt Au
Icircn toate combinaţtiile este trivalentIcircn aer aluminiul se acopera cu o pelicula extrem de fină practic monoatomică dar foarte densă de oxid care apără metalul de oxidare mai avansată Din aceasta cauză suprafaţa lui nu este lucioasa ci are un aspect mat La calcinarea aluminiului fin marunţit el arde energic icircn aer Icircn acelasi mod se produce şi reactia aluminiului cu sulful Combinarea cu clorul şi bromul are loc chiar la temperatura ordinară iar reacţia cu iodul se produce la cald La temperaturi foarte icircnalte aluminiul se combină direct cu azotul şi carbonul El nu reactioneaza icircnsa cu hidrogenul
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3S = Al2S3
2Al + 3Hal2 = 2AlHal3
2Al + N2 = 2AlN4Al + 3С = Al4С3
Sulfura şi carbura de aluminiu hidrolizează complet icircn apăAl2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
20
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Dacă este icircndepărtată pelicula protectoare de oxid aluminiul reacţionează energic cu apa
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Uşor se dizolvă icircn acizii clorhidric şi sulfuric diluat2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4(dil) = Al2(SO4)3 + 3H2
Aluminiul este stabil faţă de CH3COOH şi H3PO4 La icircncălzire se dizolvă icircn acizii oxidanţi ndash sulfuric concentrat şi azotic diluat şi concentrat
2Al + 6H2SO4(conc) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OAl + 4HNO3(dil) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3(conc) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OAcizii sulfuric şi azotic concentraţi la rece fac ca stratul protector de oxid să devină mai gros şi rezistent ndash aşa numita pasivare Aluminiul prelucrat icircn aşa mod nu reacţionează chiar şi cu HCl 21
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Fiind un metal amfoter se dizolvă icircn soluţii de hidroxizi alcalini cu degajare intensă de hidrogen şi formarea de aluminaţi
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
22
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Combinarea aluminiului cu oxigenul este icircnsotita de degajarea unei mari cantităţi de caldură mult mai mari decacirct icircn cazul multor altor metale Din această cauza la icircncalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare şi pulbere de aluminiu se produce o reacţie violentă care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia) descoperita de NN Beketov icircn anul 1859 se foloseste pe scară mare pentru obţinerea unei serii de elemente icircn stare libera (Cr Mn V etc) Aluminotermia se foloseste des şi la sudarea diferitelor piese metalice icircn special a icircmbinărilor şinelor de tramvaie Amestecul utilizat (termitul) este format de obicei din pulberi fine de aluminiu şi oxid de fier (Fe3O4) El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al şi BaO2 Reactia fundamentală are loc dupa ecuatia
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcalcacircnd se produce o temperatura de aproximativ 3500deg C Afara de sudură termitul se foloseste la retopirea aşchiilor de oţel (deşeu al industriei metalurgice prelucrătoare)
23
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Electrotehnică
Industria aeronautică
Piese icircn construcţiiambalaj oglinzi
Aliaje adaosuri la aliaje
Acoperirea suprafeţei metalelor
Metalurgiesudarea cu termit
Combustibil solid
Icircntrebuinţarea aluminiului
24
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Icircn industria constructorare de maşini şi icircn aviaconstrucţii sunt folosite aliajele aluminiului care sunt uşoare dar au calităţi mecanice icircnalte
Duraluminiu 94 Al 3-5 Cu 1 Mg Mn Fe SiSiluminul 85-90 Al 10-14 Si 0-1 Na
Aluminiul se icircntrebuinţează şi ca adaos icircn diferite aliaje pentru a le face mai rezistente la temperaturi icircnalte
Electronul 90 Mg 10 Al
Cantităţi mari de aluminiu se utilizează ca adaos (002-05) icircn fierul topit pentru reducerea oxizilor care icircmpiedică o bună turnare 25
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Oxid de aluminiu
Formula chimică Al2O3
Masa molară 10196 gmol
Temperatura de topire 2050 C
Temperatura de fierbere 2980deg C
Densitatea 397 gcm3
26
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Oxidul de aluminiu este o masa alba foarte greu fuzibilă şi insolubilă icircn apă
Manifestă proprietăţi amfotere
bull interacţionacircnd atacirct cu aciziiAl2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
bull cacirct şi cu bazele alcalineAl2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]-
27
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Hidroxid de aluminiuDenumire Hidroxid de aluminiu
Alte denumiri Diaspor Bayerit
Formula chimică Al(OH)3xH2O
Descriere scurtă substanţă solidă de culoare albă
Masă molară 7800 gmol
Stare de agregare solidă
Densitate 242 gcm3
Punct de topire 300C
Solubilitate slabă (00015 gl) icircn apă insolubil icircn etanol
28
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Datorită insolubilităţii Al2O3 icircn apă hidroxidul corespunzator acestui oxid Al(OH)3 nu poate fi obţinut decacirct pe cale indirectă (pornind de la saruri)
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
El este un precipitat gelatinos voluminos de culoare albă practic insolubil icircn apă dar uşor solubil icircn acizi şi icircn baze tari
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter Dar atacirct proprietăţile bazice cacirct şi icircn special proprietăţile acide sunt destul de slabe
Aluminaţii metalelor alcaline sunt uşor solubili icircn apă dar din cauza hidrolizei energice soluţiile lor sunt stabile numai icircn prezenţa unui exces suficient de alcalii
Aluminaţii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizaţi practic complet icircn soluţie şi de aceea nu se pot obţine decacirct pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective)
La trecerea unui curent de CO2 prin soluţia unui aluminat se precipită hidroxid de aluminiu
2[Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O
29
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Prin icircncălzire hidroxidul de aluminiu pierde treptat apa formacircnd hidraţi mai săraci icircn apă
Al OH
OH
OH
- H2OAl
OH
O
- H2OAl2O3
30
t t
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Sărurile care conţin ionul de aluminiu sunt puternic hidrolizate icircn soluţii apoase şi au mediu acid
Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+
Sărurile acizilor slabi icircn soluţii apoase hidrolizează complet Astfel de exemplu prin tratarea unei soluţii de sare de aluminiu cu carbonat de sodiu se formează hidroxid de aluminiu şi se degajă CO2
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
Carbonatul de aluminiu Al2(CO3)3 nu există icircn soluţii apoase deoarece hidrolizează complet
Al3+ + 3HOH Al(OH)3 + 3H+
CO32- + 2HOH H2CO3 + 2OH-
CO2 H2O
31
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Sărurile de aluminiuSulfatul de aluminiu se separă de obicei din soluţii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)318H2O Acest sulfat formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente săruri duble de tipul MIAl(SO4)212H2O Drept cationi monovalenti (M) pot intra icircn compozitia lor K+ Na+ NH4
+ şi alţii Fiind perfect stabile icircn stare solidă aceste săruri (aşa-numiţii alauni) sunt practic complet disociate icircn soluţie icircn ionii respectivi Şi pentru unele metale trivalente (Cr Fe V etc) se cunosc sulfaţi de tipul alaunilor Cel mai important alaun este KAl(SO4)212H2O ndash piatra acră icircntrebuinţată icircn cantităţi mari la tăbăcirea pieilor icircn vopsitorie ca mordant pentru ţesăturile din bumbac Icircn acest caz acţiunea lui este bazată pe faptul că hidroxidul de aluminiu format icircn urma hidrolizei se depune pe fibrele ţesăturii icircn stare fin dispersată şi absorbacircnd colorantul icircl reţine puternic icircn fibră32
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Combinaţiile aluminiului cu clorul bromul şi iodul sunt incolore şi uşor fuzibile Ele sunt substanţe foarte reactive şi se dizolva uşor atacirct icircn apă cacirct şi icircn solvenţi organici Reacţia halogenurilor anhidre cu apa este icircnsoţită de degajarea unei cantităţi mari de caldură Toate aceste combinaţii sunt puternic hidrolizate icircn soluţie Fiind destul de volatile chiar icircn condiţii obişnuite fumega icircn aer (datorita hidrolizei)
Halogenurile de aluminiu formează cu halogenurile unor metale monovalente combinaţii complexe icircn special de tipul M3[AlF6] si M[AlCl4]
Tendinţa de a da reacţii de adiţie este foarte pronunţată la halogenurile cercetate icircn special la AlCl3 Acestei proprietăţi i se datorează utilizarea ei cea mai importantă icircn tehnică - drept catalizator la prelucrarea petrolului şi icircn diferite sinteze organice
33
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-
Sulfura şi carbura de aluminiu care hidrolizează complet icircn apă sunt folosite pentru obţinerea metanului şi a hidrogenului sulfurat
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SAl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
Ultramarinul este un pigment albastru bine cunoscut care se icircntrebuinţează icircn stare de pulbere pentru icircnălbăstrirea ţesăturilor Din punct de vedere al compoziţiei chimice el este un produs de combinare a Na2S3 cu alumosilicatul Na2Al2Si2O3 Se obţine prin icircncălzirea unui amestec de argilă sulf şi sodă cu o cantitate mică de zahăr
34
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
- Slide 15
- Slide 16
- Slide 17
- Slide 18
- Slide 19
- Slide 20
- Slide 21
- Slide 22
- Slide 23
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Slide 33
- Slide 34
-