Презентация на тему "Алюминий-конструкционный материал"

Алюминий

13

Алюминий (лат. Aluminium )

Порядковый номер. Химический элемент III группы главной подгруппы 3-го периода.

26,9815

3

8

2

3 s 2 3p 1

Число

протонов p + =1 3

электронов ē=1 3

нейтронов n 0 = 14

Схема расположения электронов на энергетических подуровнях

+ 13 Al 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

3s

3p

При высокой температуре очень редко образует соединения со степенью окисления +1, +2.

2p

2s

1 s

в соединениях проявляет степень окисления + 3

Al – типичный металл

• Восстановительные свойства

Al 0 - 3ē Al + 3

• Тип химической связи - металлическая
• Тип кристаллической решетки – кубическая гранецентрированная

Физические свойства вещества

Al – серебристо-белый металл, пластичный, легкий, хорошо проводит тепло и электрический ток, обладает хорошей ковкостью, легко поддаётся обработке, образует лёгкие и прочные сплавы.

 =2 ,7 г/см 3

t пл. =660 0 С

Легко вытягивается в проволоку и прокатывается в фольгу толщиной до 0,01 мм.

Особенности физических и химических свойств алюминия , его нахождения в природе и применения:

• Алюминий – самый распространенный металл земной коры. Его ресурсы практически неисчерпаемы.
• Обладает высокой коррозионной стойкостью и практически не нуждается в специальной защите.
• Высокая химическая активность алюминия используется в алюминотермии.
• Малая плотность в сочетании с высокой прочностью и пластичностью его сплавов делает алюминий незаменимым конструкционным материалом в самолетостроении и способствует расширению его применения в наземном и водном транспорте, а также в строительстве.
• Относительно высокая электропроводность позволяет заменять им значительно более дорогую медь в электротехнике.

Алюминий реагирует с простыми веществами - неметаллами

• 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

Поверхность покрывается пленкой оксида, в мелкораздробленном виде горит с выделением большого количества теплоты.

2. 2Al + 3Cl 2 = 2 AlCl 3

3. 2Al + 3S = Al 2 S 3 - при нагревании

4. 4 Al + 3 С = Al 4 С 3 - при нагревании

Алюминий при нагревании сгорает на воздухе. Вследствие образования защитной пленки не реагирует с HNO 3 , не растворяется в H 3 PO 4 . С трудом взаимодействует с H 2 SO 4 , медленно – с растворами HNO 3 и H 3 PO 4 , быстрее – с раствором HCl , растворяется в растворах щелочей: Al + 4HNO 3 = Al(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O/

При обычной температуре реагирует с Cl 2 , Br 2 , при нагревании – с F 2, I 2 , S, C, N 2 ; с H 2 непосредственно не реагирует.

Алюминий реагирует со сложными веществами:

• Алюминий растворяется в растворах кислот

2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2

2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2

Концентрированная серная и азотная кислоты пассивируют алюминий.

2 . Алюминий реагирует с растворами солей менее активных металлов

2Al + 3С uCl 2 = 2AlCl 3 + 3Cu

Алюминий реагирует со сложными веществами:

• 3. Алюминий при высокой температуре реагирует с оксидами менее активных металлов (Алюминотермия – получение металлов: Fe, Cr, Mn, Ti, W и других, путем их восстановления алюминием)

8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe

Алюминий реагирует со сложными веществами:

4.Так как алюминий – амфотерный металл, он реагирует с растворами щелочей.

При этом образуется тетрагидроксоалюминат натрия и выделяется водород:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na[Al(OH) 4 ] + 3H 2

5. При у далении оксидной пленки с поверхности алюминия, он реагирует с водой с образованием гидроксида алюминия и водорода:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 +3H 2

Получение алюминия

Алюминий получают электролизом раствора глинозема в расплавленном криолите ( Na 3 AIF 6 ) и

электролизом расплава AlCl 3

Алюминий получают разложением электрическим током раствора его оксида в расплавленном криолите ( Na 3 AIF 6 ):

(эл.ток)

2Al 2 O 3 = 4 Al + 3O 2 – 3352 кДж

Из – за высокой энергии химической связи в оксиде процесс его разложения чрезвычайно энергоемок, что ограничивает использование алюминия.

Применение Al

Основные свойства применения алюминия и его сплавов:

• Судостроение;
• Строительство;
• Самолетостроение;
• В химической технике;
• Автомобильная промышленность;
• Производство посуды;
• Производство алюминированных тканей;
• Изготовление аппаратуры для пищевой промышленности;
• Провода для линий электропередач;
• Получение металлов из их оксидов «алюминотермией»;
• Ракетостроение;
• Химическое машиностроение;
• Упаковочный материал;
• Производство пеноалюминия ρ = 0,19 г/ см 3

Соединения алюминия В природе алюминий встречается только в виде соединений и по распространенности в земной коре занимает первое место среди металлов и третье – среди всех элементов (после кислорода и кремния). Общее содержание алюминия в земной коре составляет 8,8 % по массе .

Оксид алюминия Al 2 О 3 :

Очень твердый (корунд, рубин)в кристаллическом состоянии, порошок белого цвета, тугоплавкий - 2050 0 С.

Не растворяется в воде.

Амфотерный оксид , взаимодействует :

а) с кислотами Al 2 O 3 + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 O

б) со щелочами Al 2 O 3 + 2OH - = 2AlO - 2 + H 2 O

Образуется:

а) при окислении или горении алюминия на воздухе

4 Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

б) в реакции алюминотермии

2 Al + Fe 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2Fe

в) при термическом разложении гидроксида алюминия 2 Al (OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

Гидроксид алюминия Al (ОН) 3 :

Белый нерастворимый в воде порошок.

Проявляет амфотерные свойства , взаимодействует :

а) с кислотами Al (OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O

б) со щелочами Al (OH) 3 + Na OH = NaAlO 2 + 2H 2 O

Разлагается при нагревании 2 Al (OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

Образуется:

а) при взаимодействии растворов солей алюминия с растворами щелочей (без избытка)

Al 3+ + 3OH - = Al (OH) 3

б) при взаимодействии алюминатов с кислотами (без избытка)

AlO - 2 + H + + H 2 O = Al (OH) 3

Домашнее задание:

• 1) Пользуясь материалом презентации, и учебника, выучить свойства алюминия и его соединений.
• 2) Выполнить интерактивные задания по теме «Алюминий» на сайте лицея, записать правильные ответы в тетрадь.
• 3) Выполнить виртуальную практическую работу «Химические свойства алюминия», оформить ее в тетради.