Hoá chất Aluminium tinh khiết
Nhôm là nguyên tố phong phú thứ ba (sau oxy và silic) và là kim loại phong phú nhất trong vỏ Trái đất. Nhôm chiếm khoảng 17% khối lượng rắn của Trái đất. Kim loại nhôm hiếm phản ứng hóa học với các mẫu quặng và bị hạn chế trong môi trường khử cực mạnh. Tuy nhiên, nó vẫn tồn tại ở dạng phức tạp trong hơn 2.700 loại khoáng chất khác nhau. Quặng chính chứa nhôm là boxit.
Nhôm có các đặc điểm phân biệt của một kim loại tỷ trọng thấp và có khả năng chống ăn mòn thụ động. Các thành phần kết cấu được làm từ nhôm và các hợp kim của nó rất quan trọng đối với ngành hàng không vũ trụ, cũng như trong các ngành vật liệu kết cấu và giao thông vận tải khác. Các hợp chất nhôm hữu ích nhất là oxit và sunfat.
Mặc dù nhôm có mặt ở khắp nơi trong môi trường, nhưng muối nhôm không được sử dụng bởi bất kỳ dạng sống nào. Tuy nhiên, thực vật và động vật có khả năng chịu đựng đáng kể đối với các hợp chất nhôm, do chúng có mặt ở khắp mọi nơi.
Tính chất vật lý
Nhôm Aluminium tinh khiết là một kim loại mềm, nhẹ, có màu trắng bạc mờ do một lớp oxit mỏng tạo thành nhanh chóng khi tiếp xúc với không khí. Nhôm chỉ có trọng lượng riêng bằng một phần ba so với sắt hoặc đồng; nó rất mềm (chỉ đứng sau vàng), dễ uốn (thứ sáu) và dễ gia công hoặc đúc; do có lớp oxit bảo vệ nên nó có khả năng chống ăn mòn và Độ bền. Nó cũng không nhiễm từ và sẽ không cháy khi tiếp xúc với không khí ở điều kiện bình thường.
Độ bền của nhôm nguyên chất là 7-11 MPa, trong khi độ bền của hợp kim nhôm là 200-600 MPa. Các nguyên tử nhôm được sắp xếp theo cấu trúc lập phương tâm diện (fcc). Nhôm có định mức năng lượng đánh thủng khoảng 200 mJ / m².
Tính chất hóa học
1) Nhôm Aluminium tinh khiết tác dụng với oxi và một số phi kim.
a) Nhôm phản ứng với oxi
Chồng chéo 4Al + 3O2 → 2Al2O3
– Ở điều kiện thường, nhôm phản ứng với oxi tạo thành lớp Al2O3 mỏng và ổn định, lớp oxit này bảo vệ sản phẩm bằng nhôm và ngăn nhôm bị oxi hóa trong không khí và nước.
b) Nhôm phản ứng với các phi kim loại khác
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
2Al + 3S → Al2S3
2) Nhôm Al tinh khiết tác dụng với axit
– Nhôm phản ứng với HCl, H2SO4 loãng tạo muối nhôm và giải phóng hiđro
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑
2Al + 3H2SO4 → Al2 (SO4) 3 + 3H2 ↑
– Nhôm phản ứng với axit HCl, đun nóng, H2SO4 đặc (phụ thuộc vào nồng độ axit tạo thành sản phẩm).
8Al + 30HNO3 đặc, nóng → 8Al (NO3) 3 + 3N2O ↑ + 15H2O
Al + 6HNO3 đặc, nóng → Al (NO3) 3 + 3NO2 + 3H2O
8Al + 15H2SO4 đặc, nóng → 4Al2 (SO4) 3 + 3H2S ↑ + 12H2O
2Al + 6H2SO4 đặc, nóng → Al2 (SO4) 3 + 3SO2 + 3H2O
* Lưu ý: Nhôm không phản ứng với H2SO4, HNO3 đặc, nguội.
3. Nhôm phản ứng với nước
– Thường các sản phẩm nhôm không phản ứng với nước, do có một lớp màng Al2O3 không cho nước thấm qua, và nếu lớp màng này bị vỡ thì Al sẽ phản ứng với nước.
2Al + 6H2O → 2Al (OH) 3 + 3H2 ↑
4. Nhôm phản ứng với dung dịch muối
– Nhôm phản ứng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn (trong dãy điện hóa) tạo thành muối mới và giải phóng kim loại yếu ra khỏi muối.
Al + 3AgNO3 → Al (NO3) 3 + 3Ag ↓
2Al + 3Cu (NO3) 2 → 2Al (NO3) 3 + 3Cu ↓
2Al + 3FeCl2 → 2AlCl3 + 3Fe ↓
5. Nhôm phản ứng với dung dịch kiềm
– Lớp nhôm oxit dễ tan trong kiềm nên nhôm phản ứng được với dung dịch kiềm.
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 ↑
6. Nhôm phản ứng với oxit kim loại
– Nhôm có thể khử một số oxit kim loại (sau nhôm trong dãy điện hóa) ở nhiệt độ cao, gọi là phản ứng thu nhiệt của nhôm.
2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3
2Al + 3CuO → 3Cu + Al2O3
Ứng dụng của nhôm Al
Nhôm được sử dụng nhiều hơn tất cả các kim loại khác ngoại trừ sắt, cả về khối lượng và giá trị, và đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế thế giới. Nhôm nguyên chất có độ bền kéo thấp, nhưng được hợp kim với nhiều nguyên tố khác nhau như đồng, kẽm, magiê, mangan và silic. Các hợp kim nhôm này có tính chất cơ học được cải thiện đáng kể khi gia công nóng.
– Các hợp kim Nhôm Aluminium Al tinh khiết tạo thành một thành phần quan trọng trong các máy bay và tên lửa do tỷ lệ sức bền cao trên cùng khối lượng.
– Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, được sử dụng trong sản xuất các bộ phận của phương tiện giao thông (ô tô, máy bay, xe tải, toa xe lửa, tàu thủy, v.v.)
– Bao bì (lon, giấy gói, v.v.)
– xử lý nước
– Do mặt trời có đặc tính hấp thụ tốt bức xạ điện từ, nhưng bức xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp, nên đôi khi người ta dùng vỏ mạ nhôm thay cho vỏ mạ vàng để che vệ tinh hoặc bóng bay nhằm tăng nhiệt độ của chúng.
Khi nhôm bay hơi trong chân không, nó tạo thành một lớp phủ phản xạ ánh sáng và bức xạ nhiệt. Các lớp phủ này tạo thành một lớp oxit nhôm mỏng bảo vệ không bị hư hại như các lớp phủ bạc. Trên thực tế, hầu hết tất cả các loại gương hiện đại đều được làm bằng nhôm phản xạ trên mặt sau bằng kính. Gương của kính thiên văn cũng được tráng một lớp nhôm mỏng, nhưng ở phía trước để tránh phản xạ bên trong, mặc dù điều này làm cho bề mặt dễ bị thương hơn.
– Tòa nhà (cửa sổ, cửa ra vào, ván, v.v.; nhưng nó đã mất vai trò chính như một vật dẫn điện ở phần cuối cùng của lưới điện, trực tiếp cho người sử dụng.)
Nhôm siêu tinh khiết (SPA) chứa 99,980% -99,999% nhôm và được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử và sản xuất đĩa CD.
– Vật tư tiêu hao lâu bền (thiết bị, dụng cụ nấu nướng, v.v.)
– Dây nguồn (tuy chỉ dẫn điện bằng đồng 60% nhưng nhẹ hơn và ít tốn kém hơn
-Mặc dù bản thân nhôm không có từ tính, nó được sử dụng trong thép MKM và nam châm alnico.
– Chế tạo máy.
– Bột nhôm thông thường dùng để tạo màu bạc trong sơn. Vảy nhôm có thể được thêm vào sơn lót và chủ yếu được sử dụng để xử lý gỗ – khi khô chúng tạo thành một lớp chống thấm rất tốt.
– Hầu hết các bộ làm mát CPU trong máy tính hiện đại đều được làm bằng nhôm vì dễ sản xuất và độ dẫn nhiệt cao.
– Anode nhôm bền hơn với quá trình oxy hóa và có thể được sử dụng trong các lĩnh vực xây dựng khác nhau.
– Alumina, nhôm oxit, xuất hiện tự nhiên ở dạng corundum, đá nhám, ruby và sapphire và được sử dụng để làm thủy tinh. Đá ruby và sapphire tổng hợp được sử dụng trong các ống laser để tạo ra ánh sáng có khả năng giao thoa.
– Sự oxi hoá nhôm sinh ra nhiều nhiệt, được dùng để làm vật liệu rắn cho các bộ phận tên lửa, nhiệt điện tử và pháo hoa.
– Phản ứng nhiệt luyện dùng để điều chế kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao (như crom, Cr, vonfram, W …)
