Қазақстан тарихы[היום-מחר
Алғаш рет алюминий алынды дания физик Ганс Эрстедом 1825 жылы әрекетімен амальгамалар калий хлориді алюминий кейіннен отгонкой сынап. Элемент атауы, құрылған лат. alumen — квасцы[4].

Ашылғанға дейін өнеркәсіптік алу тәсілі алюминий металл болды алтыннан да қымбат. 1889 ж. н ниет білдіре отырып, осындай бай сыйлықпен марапатталды ұлы орыс химигі Д. И. Менделеев сыйлады оған таразы алтын мен алюминий[5][6].

Алу[היום-מחר
Алюминий құрады берік химиялық байланыс оттегі. Салыстырғанда басқа металдармен қалпына келтіру алюминийді кеннен неғұрлым қиын байланысты оның жоғары реакциялық қабілеті және жоғары балқу температурасы көпшілігі оның кендері (мысалы, бокситтер). Тікелей көміртегімен қалпына келтіру қолданылуы мүмкін емес, өйткені қалпына келтіру қабілеті алюминий қарағанда жоғары көміртек. Мүмкін непрямое қалпына келтіру алумен аралық өнім Al4C3, ыдырауға жатады, кезінде 1900-2000 °С-білімі бар алюминийден жасалған. Бұл жолы салынуда, бірақ ұсынылады неғұрлым тиімді қарағанда үдеріс-Холл—Дәуір талап етеді бұл аз энергия шығынын әкеліп, білімі аз санын CO2[7].

Заманауи алу әдісі, процесі Холл—Дәуір[en] әзірленді тәуелсіз американдық Чарльз холлдан кейін және французом Өрісі Дәуір 1886 жылы. Ол болып табылады еріту алюминий оксиді Al2O3 расплаве криолит Na3AlF6, кейіннен электролизімен пайдалана отырып, жұмсалатын кокс немесе графитті анодты электродтарды. Мұндай әдіс алу талап өте үлкен шығындар электр энергиясын, сондықтан алды өнеркәсіптік қолдану тек ХХ ғасырда.

Өндіру үшін 1000 кг қара алюминий қажет 1920 кг глинозем, 65 кг криолит, 35 кг алюминий фторидін, 600 кг анодты графитті электродтарды және шамамен 17 МВт·сағ электр энергиясы (~61 ГДж)[8].

Зертханалық алу тәсілі алюминий ұсынды Фридрих Велер 1827 жылы қалпына металл калиймен сусыз алюминий хлориді (реакция ағады, қыздырғанда ауаның қол жоқ):

{\displaystyle {\mathsf {AlCl_{3}+3K\rightarrow 3KCl+Al}}} {\mathsf {AlCl_{3}+3K\rightarrow 3KCl+Al}}
Физикалық қасиеттері[өңдеу | қайнарын қарау]

Микроқұрылымы алюминийді протравленной құйманың бетінің тазалығын 99,9998 % мөлшері, көзге көрінетін секторының шамамен 55×37 мм
Металл күмісті-ақ түсті, жеңіл
тығыздығы — 2712 кг/м3
балқу температурасы техникалық алюминий — 658 °C, алюминий тазалығы жоғары — 660 °C
меншікті балқу жылуы — 390 кДж/кг
қайнау температурасы — 2500 °C
меншікті булану жылуы — 10,53 МДж/кг
меншікті жылу сыйымдылық — 897 Дж/кг·K[3]
уақытша кедергісі құйма алюминий — 10-12 кг/мм2, деформируемого — 18-25 кг/мм2, қорытпалар — 38-42 кг/мм2
Бринелль бойынша қаттылығы — 24…32 кгс/мм2
жоғары пластикалыққа: техникалық — 35 %, таза — 50 %, прокатывается жіңішке парағы, тіпті фольгаға
Модуль Юнга — 70 ГПа
Алюминий ие жоғары электропроводностью (37·106 См/м) және жылу (203,5 Вт/(м·К)), 65 % электр өткізгіштігінің мыс, ие жоғары светоотражательной қабілеті.
Әлсіз парамагнетик.
Сызықтық кеңеюінің температуралық коэффициенті 24,58·10-6 К−1 (20…200 °C).
Меншікті кедергісі 0,0262..0,0295 Ом·мм2/м
Электр кедергісінің температуралық коэффициенті 4,3·10-3 К−1. Алюминий ауысады сверхпроводящее жағдайы температурада 1,2 келтен.
Алюминий қорытпалар түзеді барлығымен дерлік металдармен. Ең белгілі қорытпалар мыспен және магний (дюралюминий) және кремний (силумин).

Табиғатта таралуы[өңдеу | қайнарын қарау]
Таралуы[өңдеу | қайнарын қарау]
Таралуы жер қыртысында алады арасында 1-ші орын металдардың арасында 3-ші орын элементтерін бере отырып, тек оттек және кремнию. Массалық концентрациясы алюминий жер қыртысында мәліметтері бойынша, әр түрлі зерттеушілер бағаланады жылғы 7,45 дейін 8,14 %[9].

Табиғи қосылыстар алюминий[היום-מחר
Табиғатта алюминий, жоғары химиялық белсенділігімен кездеседі дерлік тек қана түрінде қосылыстар. Кейбір табиғи минералдардың алюминийден жасалған:

Бокситтер — Al2O3 · H2O (қоспалармен SiO2, Fe2O3, CaCO3)
Нефелины — KNa3[AlSiO4]4
Алуниты — (Na,K)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3
Глиноземы (қоспалар каолин құмы SiO2, әктаспен CaCO3, магнезитом MgCO3)
Корунд (сапфир, рубин, наждак) — Al2O3
Дала шпаты — (K,Na)2O·Al2O3·6SiO2, Ca[Al2Si2O8]
Каолинит — Al2O3·2SiO2 · 2H2O
Берилл (изумруд, аквамарин) — 3ВеО · Al2О3 · 6SiO2
Хризоберилл (александрит) — BeAl2O4.
Дегенмен, кейбір спецификалық қалпына келтіру жағдайында (жерла вулкандардың) табылған ничтожные санын самородного металл алюминийдің[10].

Табиғи судағы алюминий бар түрінде улылығы төмен химиялық қосылыстар, мысалы, алюминий фторидін. Түрі катиона немесе аниона байланысты, бірінші кезекте, қышқылдық сулы орта. Алюминий концентрациясының су айдындарында Ресей ауытқиды 0,001-10 мг/л теңіз суында оның концентрациясы 0,01 мг/л[11].

Изотоптар алюминий[היום-מחר
Толық мақаласы: Изотоптар алюминий
Табиғи алюминий тұрады іс жүзінде толығымен жалғыз тұрақты изотоптың 27Al отырып, қабілеттерін ортаға салды ізі бар 26Al, ең долгоживущего радиоактивті изотоптың жартылай ыдырау кезеңі 720 мың жылда пайда болған атмосферада кезінде расщеплении ядролардың аргон 40Ar протонами ғарыштық сәулелер жоғары энергиями.

Химиялық қасиеттері[өңдеу | қайнарын қарау]

Алюминий гидроксиді
Қалыпты жағдайында алюминий жабылған жұқа және берік оксидной пленкамен және, өйткені жауап бермейді классикалық тотықтырғыштар: H2O, O2, HNO3 (қыздыру), H2SO4, бірақ жүргізуден бастап, HCl. Осының арқасында алюминий іс жүзінде тот жататын емес және сондықтан кеңінен сұранысқа ие, қазіргі заманғы өнеркәсіп. Алайда, кезінде қираған оксидной пленка (мысалы, қосылғанда ерітінділерімен, аммоний NH+, ыстық сілтілермен немесе нәтижесінде амальгамирования), алюминий ретінде белсенді металл-қалпына келтіру. Жол бермеуге оксидной пленка болады, сіздің қызмет көрсету тағамдар қосу алюминий сияқты металдар, галлий, индий немесе қалайы. Бұл ретте беті алюминий смачивают жеңіл балқитын эвтектики осы металдардың негізінде[12].

Оңай түсіндіріледі жай заттармен:

оттегі құра отырып, алюминий оксиді:
{\displaystyle {\mathsf {4Al+3O_{2}\rightarrow 2Al_{2}O_{3}}}} {\mathsf {4Al+3O_{2}\rightarrow 2Al_{2}O_{3}}}
с галогенами басқа фтор)[13] құра отырып, хлорид, бромид немесе иодид алюминийден жасалған:
{\displaystyle {\mathsf {2Al+3Hal_{2}\rightarrow 2AlHal_{3}(Hal=Cl,Br,I)}}} {\mathsf {2Al+3Hal_{2}\rightarrow 2AlHal_{3}(Hal=Cl,Br,I)}}
басқа неметаллами жауап қыздырғанда:
со фтор құра отырып, алюминий фториді:
{\displaystyle {\mathsf {2Al+3F_{2}\rightarrow 2AlF_{3}}}} {\mathsf {2Al+3F_{2}\rightarrow 2AlF_{3}}}
күкіртпен құра отырып, алюминий сульфиді:
{\displaystyle {\mathsf {2Al+3S\rightarrow Al_{2}S_{3}}}} {\mathsf {2Al+3S\rightarrow Al_{2}S_{3}}}
с азотпен құра отырып, алюминий нитрид:
{\displaystyle {\mathsf {2Al+N _ _ _ {2}\rightarrow 2AlN}}} {\mathsf {2Al+N _ _ _ {2}\rightarrow 2AlN}}
с көміртегімен құра отырып, алюминий карбиді:
{\displaystyle {\mathsf {4Al+3С\rightarrow Al_{4}C_{3}}}} {\mathsf {4Al+3С\rightarrow Al_{4}C_{3}}}
Сульфиді мен алюминий карбиді толық гидролизуются:

{\displaystyle {\mathsf {Al_{2}S_{3}+6H_{2}O\rightarrow 2Al(OH)_{3}+3H_{2} ‘S}}} {\mathsf {Al_{2}S_{3}+6H_{2}O\rightarrow 2Al(OH)_{3}+3H_{2}’ S}}
{\displaystyle {\mathsf {Al_{4}C_{3}+12H_{2}O\rightarrow 4Al(OH)_{3}+3CH_{4}}}} {\mathsf {Al_{4}C_{3}+12H_{2}O\rightarrow 4Al(OH)_{3}+3CH_{4}}}
Күрделі заттармен:

сумен (кейін жою қорғаныш оксидной пленка, мысалы, амальгамированием немесе ерітінділермен ыстық сілті):
{\displaystyle {\mathsf {2Al+6H_{2}O\rightarrow 2Al(OH)_{3}+3H_{2}}}} {\mathsf {2Al+6H_{2}O\rightarrow 2Al(OH)_{3}+3H_{2}}}
со сілтілермен (білімді тетрагидроксоалюминатов және басқа да алюминатов):
{\displaystyle {\mathsf {2Al+2NaOH+6H_{2}O\rightarrow 2Na[Al(OH)_{4}]+3H_{2}}}} {\mathsf {2Al+2NaOH+6H_{2}O\rightarrow 2Na[Al(OH)_{4}]+3H_{2}}}
{\displaystyle {\mathsf {2Al+6NaOH\rightarrow 2Na_{3}AlO_{3}+3H_{2}}}} {\mathsf {2Al+6NaOH\rightarrow 2Na_{3}AlO_{3}+3H_{2}}}
Оңай ериді, тұз және разбавленной күкірт қышқылдар:
{\displaystyle {\mathsf {2Al+6HCl\rightarrow 2AlCl_{3}+3H_{2}}}} {\mathsf {2Al+6HCl\rightarrow 2AlCl_{3}+3H_{2}}}
{\displaystyle {\mathsf {2Al+3H_{2}SO_{4}\rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}}}} {\mathsf {2Al+3H_{2}SO_{4}\rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}}}
Қыздырғанда ериді, қышқылдар — окислителях құрайтын еритін алюминий тұздары:
{\displaystyle {\mathsf {8Al+15H_{2}SO_{4}\rightarrow 4Al_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}S+12H_{2}O}}} {\mathsf {8Al+15H_{2}SO_{4}\rightarrow 4Al_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}S+12H_{2}O}}
{\displaystyle {\mathsf {Al+6HNO_{3}\rightarrow Al(NO_{3})_{3}+3NO_{2}+3H_{2}O}}} {\mathsf {Al+6HNO_{3}\rightarrow Al(NO_{3})_{3}+3NO_{2}+3H_{2}O}}
теріні металдар, олардың оксидтері (алюминотермия):
{\displaystyle {\mathsf {8Al+3Fe_{3}O_{4}\rightarrow 4Al_{2}O_{3}+9Fe}}} {\mathsf {8Al+3Fe_{3}O_{4}\rightarrow 4Al_{2}O_{3}+9Fe}}
{\displaystyle {\mathsf {2Al+Cr_{2}O_{3}\rightarrow Al_{2}O_{3}+2Cr}}} {\mathsf {2Al+Cr_{2}O_{3}\rightarrow Al_{2}O_{3}+2Cr}}
Өндіріс және нарық[היום-מחר
Толық мақаласы: Алюминий өнеркәсібі