Алюминий

Материал из Юнциклопедии
(перенаправлено с «АЛЮМИНИЙ»)
Перейти к: навигация, поиск

Алюминий (лат. Aluminium) — химический элемент 13‑й группы (III группа в старой нумерации) периодической системы Менделеева; атомный номер 13, атомная масса 26,981.

Алюминий.

В земной коре содержится 8,80% алюминия; это третий по распространенности на нашей планете элемент, после кислорода и кремния. Он входит в состав глин, полевых шпатов, слюд. Важнейший минерал алюминия — боксит содержит 28–60% глинозема — оксида алюминия Al2O3.

Алюминий — самый распространенный в природе металл, но в относительно чистом виде его впервые получил датский физик Х. Эрстед лишь в 1825 г. Немецкий химик Ф. Вёлер получил металлический алюминий в слитке; в 1854 г. француз А. Сент‑Клер Девилль впервые приготовил металл посредством электролиза. Алюминий — легкий (2,7 г/см3), серебристый металл, он хорошо проводит тепло и электричество. Химически активен. Легко окисляется кислородом, правда, только на поверхности. Оксидная пленка Al2O3 надежно предохраняет металл от дальнейшего окисления. Но если порошок алюминия или алюминиевую фольгу сильно нагреть, то металл сгорает ослепительным пламенем, превращаясь в тот же оксид. Алюминий растворяется в соляной и серной кислотах, а также в водных растворах щелочей. При нормальной температуре реагирует с хлором и бромом, а с фтором, иодом и кислородом — лишь при нагревании.

В большинстве соединений алюминий трехвалентен, но при высоких температурах он способен проявлять и степень окисления +1. Из соединений этого металла самое важное, очевидно, оксид Al2O3. Этой формулой выражается состав и глинозема, и очень твердого минерала корунда. Прозрачные кристаллы корунда, окрашенные примесями в синий цвет, называют сапфиром, в красный — рубином. Рубины и сапфиры в наше время получают искусственным путем в промышленных масштабах.

Еще долго после того, как алюминий получили в чистом виде, этот металл оставался очень редким и дорогим. Выделить его из природных соединений трудно, так как очень крепко связан он в них с кислородом и другими элементами. Алюминий можно получить электролизом расплава оксида алюминия, но плавится это вещество лишь при 2050 °C, поэтому требуется слишком большая затрата энергии.

Технически важным металлом алюминий мог стать лишь при условии, что будет найден способ снизить температуру плавления оксида алюминия хотя бы до 1000 °C. Такой «обходный маневр» нашли почти одновременно американец Ч. Холл и француз П. Эру. Они установили, что глинозем хорошо растворяется в расплавленном криолите — минерале состава AlF3•3NaF. Этот расплав и подвергают электролизу при температуре всего ~950 °C на алюминиевых производствах. Правда, вскоре после открытия Холла и Эру выяснилось, что запасы криолита на Земле очень ограничены. Было организовано производство синтетического криолита, и сейчас алюминий самый дешевый из всех цветных металлов.

Большая часть производимого в мире алюминия идет для получения легких сплавов. К алюминию добавляют медь, магний, кремний, цинк, марганец, чтобы повысить его прочность. Алюминий называют главным металлом авиационной техники наших дней, он нужен также в транспортном машиностроении, судостроении, в химической промышленности и электротехнике. Алюминий очень технологичный металл: его можно обрабатывать давлением при нормальных и чуть повышенных температурах, изделия из него можно готовить методами прокатки, вытягивания, штамповки, ковки, прессовки.