Свойства алюминия

Свойства алюминия

К основным свойствам алюминия можно отнести следующее:

• Температура плавления 660,24 С;
• Температура кипения 2500 С;
• Плотность:
  • твердого Al (20 C) – 2,6996 г/см3;
  • жидкого Al (1000 С) – 2,298 г/см3;
• Удельное сопротивление (20 С): – 23 · 10 – 6К – 1 ;
• Электрохимический эквивалент: К = 3 · 0,3354 г/А·ч;
• Стандартный электронный потенциал Ф_ио = – 1,67 В.
• Алюминий амфотерен:
  • с кислотами образует соли: 2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂
  • с щелочами – соли алюминиевой кислоты (алюминаты) 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAl(OH)₄ + 3H₂.

Алюминий – элемент, относящийся к легким металлам, один из наиболее распространенных элементов в земной коре – занимает 3-е место по распространенности после кислорода и кремния, и 2-е по производству и потреблению после железа. Кларк алюминия составляет 8,45 % масс.

Ресурсы алюминия огромны, но соединения очень устойчивы, поэтому для выделения его в виде чистого металла необходимы большие затраты энергии.

Получение алюминия

Алюминий один из наиболее электроотрицательных элементов, поэтому электрохимическое выделение его из водных растворов невозможно.

Алюминий нельзя добыть прямо из руды, так как он очень быстро окисляется, и его поверхность порывается плотной оксидной пленкой (Al₂O₃). Температура плавления Al₂O₃составляет примерно 2056 °С. Восстановить металл из оксидов практически невозможно.

Поэтому обычно алюминий получают в две стадии:

• Получение глинозема (Al₂O₃) из алюминиевых руд;
• Получение алюминия из глинозема;
• Рафинирование алюминия.

Руды алюминия

В рудах алюминий содержится в виде следующих минералов:

- α-Al₂O₃ – корунд (Известен как драгоценный камень: рубин, сапфир. Второй по твердости после алмаза.) (рисунок 2);

- Al(OH)₃ = Al₂O₃ · 3H₂O– гиббсит (рисунок 3), гидраргилит;

- AlOOH = Al₂O₃ · H₂O– белит, диаспор (рисунок 4);

- Алюмосиликаты: Al₂O₃ · SiO₂ – кианит (рисунок 5), андалузит, силлиманит (основные составляющие руд уртит, сынныриты);

- (Na,K)₂O · Al₂O₃· 2SiO₂ – нифелин (рисунок 6);

- Al₂O₃ · 2SiO₂ · 2H₃O– каолинит (Основа каолинитовых глин используемых в производстве посуды и красок) (рисунок 7);

- Na₃AlF₆ = 3NaF · AlF₃ – криолит (ледяной камень – единственное соединение в котором расторяется глинозем) (рисунок 8).

Рисунок 2-7 – Корунд, Гиббсит, Диаспор, Кианит, Нифелин, Колинит, Криолит

Первые три минерала являются породообразующими бокситовых руд. Из бокситового сырья получают 95 % все глинозема [1].