Слайд 1 - Белгородский техникум промышленности и сферы услуг
реклама
ОГОПОУ «Белгородский техникум промышленности и сферы услуг» Презентация к уроку «Алюминий» Лопанова Е.В., преподаватель химии г. Белгород, 2015 г. Название алюминия происходит от латинского alumen (род. падеж aluminis). Так называли квасцы, двойной сульфат калия-алюминия KAl(SO4)2·12H2O), которые использовали как протраву при крашении тканей. Латинское название, вероятно, восходит к греческому «халмэ» – рассол, соляной раствор. АЛЮМИНИЙ Алюминий – находится в 3-ем периоде, в третьей группе главной подгруппе. Электронное строение атома 1S22S22p63S23p1. Невозбужденное и возбужденное состояние атома. 3p 3p 3S • Валентность равна ІІІ. • Степень окисления 0, +3. 3S Нахождение в природе В земной коре составляет 8,13%. В свободном виде алюминия в природе нет. Важнейшие природные соединения: Алюмосиликаты –Na2O Al2O3 2SiO2, K2O Al2O3 2SiO2; Бокситы - Al2O3 nH2O Корунд - Al2O3 Криолит - Na3[AlF6] ПОЛУЧЕНИЕ АЛЮМИНИЯ Документально зафиксированное открытие алюминия произошло в 1825 г. Датский физик Ганс Христиан Эрстед, выделил его при действии амальгамы калия на безводный хлорид алюминия. Отогнав ртуть, Эрстед получил алюминий, правда, загрязненный примесями. В 1827 немецкий химик Фридрих Вёлер получил алюминий в виде порошка восстановлением гексафторалюмината калием. ПОЛУЧЕНИЕ АЛЮМИНИЯ Современный метод получения был разработан независимо американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием графитовых электродов. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке. АЛЮМИНИЙ Алюминий был чрезвычайно редким и дорогим металлом; он стоил ненамного дешевле золота. Император Франции – Наполеон ІІІ – устроил однажды небольшой банкет, на котором члены монаршей семьи и наиболее почетные гости были удостоены чести есть алюминиевыми ложками и вилками. Гостям же попроще пришлось пользоваться обычными золотыми и серебряными приборами. Из золота, алюминия и драгоценных камней была сделана в 1850-х погремушка для сына французского императора Наполеона III. В изданном в 1890 1-м томе знаменитого Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона говорилось, что «алюминий до сих пор служит преимущественно для выделки... предметов роскоши». К тому времени во всем мире ежегодно добывалось всего 2,5 т. металла. Лишь к концу 19 в., когда был разработан электролитический способ получения алюминия, его ежегодное производство начало исчисляться тысячами тонн, а в 20 в. – млн. тонн. Это сделало алюминий из полудрагоценного широко доступным металлом. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Металл серебристо-белого цвета, легкий, плотность 2,7 г/см³; температура плавления у технического 658 °C, у алюминия высокой чистоты 660 °C, (тонкую алюминиевую проволоку можно расплавить на обычной кухонной конфорке), зато кипит лишь при 2452° С. По электропроводности алюминий – на 4-м месте, уступая лишь серебру, меди и золоту, что при дешевизне алюминия имеет огромное практическое значение. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В таком же порядке изменяется и теплопроводность металлов. В высокой теплопроводности алюминия легко убедиться, опустив алюминиевую ложечку в горячий чай. И еще одно замечательное свойство у этого металла: его ровная блестящая поверхность прекрасно отражает свет: от 80 до 93% в видимой области спектра в зависимости от длины волны. Чистый алюминий – довольно мягкий металл – почти втрое мягче меди, поэтому даже сравнительно толстые алюминиевые пластинки и стержни легко согнуть, но когда алюминий образует сплавы, его твердость может возрасти в десятки раз. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой и потому не реагирует с классическими окислителями: с H2O (t°);O2, HNO3 (без нагревания). Благодаря этому алюминий практически не подвержен коррозии и потому широко востребован современной индустрией. Однако, при разрушении оксидной пленки (например, при контакте с растворами солей аммония NH4+, горячими щелочами или в результате амальгамирования), алюминий выступает как активный металл-восстановитель. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Легко реагирует с простыми веществами: с кислородом: 4Al + 3O2 = 2Al2O3 с галогенами: 2Al + 3Br2 = 2AlBr3 с другими неметаллами реагирует при нагревании: с серой, образуя сульфид алюминия: 2Al + 3S = Al2S3 с азотом, образуя нитрид алюминия: 2Al + N2 = 2AlN с углеродом, образуя карбид алюминия: 4Al + 3С = Al4С3 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Со сложными веществами: с водой (после удаления защитной оксидной пленки,): 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2 со щелочами (с образованием тетрагидроксоалюминатов и других алюминатов): 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2 растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах: 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 2Al + 3H2SO4(разб) = Al2(SO4)3 + 3H2 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Концентрированная азотная кислота, окисляя поверхность алюминия, способствует утолщению и упрочнению оксидной пленки (так называемая пассивация металла). Обработанный таким образом алюминий не реагирует даже с соляной кислотой. При нагревании растворяется в кислотах — окислителях, образующих растворимые соли алюминия: 2Al + 6H2SO4(конц) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Al + 6HNO3(конц) = Al(NO3)3 + 3NO2+ 3H2O ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Очень высокое сродство алюминия к кислороду позволяет ему «отнимать» кислород от оксидов ряда других металлов, восстанавливая их (метод алюминотермии). Самый известный пример – термитная смесь, при горении которой выделяется так много тепла, что полученное железо расплавляется: 8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe. Эта реакция была открыта в 1856г. Н.Н.Бекетовым. Таким способом можно восстановить до металлов Fe O , CoO, NiO, MoO , V O , SnO , CuO, ряд «металлический алюминий, обладая большою легкостью и прочностью и малою изменчивостью на воздухе, очень пригоден для некоторых изделий». Д.И.Менделеев Алюминий – один из самых распространенных и дешевых металлов. Без него трудно представить себе современную жизнь. Недаром алюминий называют металлом 21 века. Он хорошо поддается обработке: ковке, штамповке, прокату, волочению, прессованию. Al ПРИМЕНЕНИЕ АЛЮМИНИЯ Широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость; высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. Эти свойства сделали алюминий популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки. ПРИМЕНЕНИЕ АЛЮМИНИЯ широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при изготовлении проводников в чипах. широко распространён в тепловом оборудовании. В производстве строительных материалов как газообразующий агент. Этот красивый и легкий металл широко используют в строительстве и авиационной технике. ПРИМЕНЕНИЕ АЛЮМИНИЯ Алюминий очень хорошо отражает свет. Поэтому его используют для изготовления зеркал – методом напыления металла в вакууме. В качестве восстановителя. Алюминий и его соединения используются в качестве высокоэффективного ракетного горючего в двухкомпонентных ракетных топливах и в качестве горючего компонента в твёрдых ракетных топливах. ПРИМЕНЕНИЕ АЛЮМИНИЯ Как компонент термита, смесей для алюмотермии «серебряную» краску. Алюминий содержат также многие горючие и взрывчатые смеси. Алюминий и его сплавы сохраняют прочность при сверхнизких температурах. Благодаря этому он широко используется в криогенной технике. АЛЮМИНИЙ В ОРГАНИЗМЕ Алюминий легко переходит в кровь и накапливается в головном мозге, костях, клетках эритроидного ростка. Поражение ЦНС проявляется недомоганием , снижением памяти , подергиваниями мышц , эпилептическими припадками ; возможен летальный исход. Другие симптомы включают остеомаляцию , переломы , миалгию , слабость , анемию . СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Рудзитис, Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия.11 класс. Базовый уровень: учебник для общеобразовательных учреждений [текст] / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман – М., Дрофа, 2013. – 192с. – ISBN 978-5-358-06601-4 2. Электронный учебник по органической химии. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.otbet.ru/book/class-11/himiya/gabrielyanuchebnik/126/, , свободный. Загл. с экрана. 3. Яндекс. Картинки.
