Keemilised omadused al. Mis on alumiinium

alumiiniumoksiid(alumiiniumoksiid) A1 2 O 3, värvitu. kristallid; s.t. 2044 °C; t. kip. 3530 °С. Ainus stabiilne kuni 2044 ° C kristalne. alumiiniumoksiidi-A1 2 O 3 (korund) modifikatsioon: romboeedriline võre, a \u003d 0,512 nm, \u003d 55,25 ° (kuusnurkse paigalduse korral a \u003d 0,475 nm, c \u003d 0,475 nm, c \u003d rühm 9 \u003d n 6, z \u003d n . u003d 2); tihe 3,99 g/cm3, N° pl 111,4 kJ/mol; temperatuuri sõltuvuse võrrandid: soojusmahtuvus C ° p \u003d \u003d 114,4 + 12,9 * 10 -3 T - 34,3 * 10 5 T 2 JDmol * K) (298T 1800 K), aururõhk Igp (Pa) \u0030 -7 +1,68 (kuni ~ 3500 K); temperatuuri koefitsient. lineaarpaisumine (7,2-8,6) * 10 -6 K -1 (300T1200 K); soojusjuhtivus paagutatud 730 °C juures proov 0,35 W/(mol*K); Mohsi kõvadus 9; tavalise kiire murdumisnäitaja on n 0 1,765, erakorralise kiire puhul 1,759.

Alumiiniumoksiidil (Al2O3) on erakordsed omadused, näiteks:

• Kõrge kõvadus
• Hea soojusjuhtivus
• Suurepärane korrosioonikindlus
• madal tihedus
• Tugevuse säilitamine laias temperatuurivahemikus
• elektriisolatsiooni omadused
• Madal hind võrreldes teiste keraamiliste materjalidega

Kõik need kombinatsioonid muudavad materjali asendamatuks korrosioonikindlate, kulumiskindlate, elektrit isoleerivate ja kuumakindlate toodete valmistamisel erinevatele tööstusharudele.

Peamised rakendused:

• Veskite, hüdrotsüklonite, betoonisegistite, ekstruuderite, konveierite, torude ja muude kulumisseadmete vooder
• Mehaanilised tihendirõngad
• Matriitsid, juhtmed, juhikud
• Liugelaagrid, võllid ja keemiapumpade märgade osade vooder
• Kerede lihvimine
• Paberivalmistusseadmete osad
• Põletid
• Ekstruuderi düüsid (südamikud)
• tiiglid
• Ventiilide ja ventiilide elemendid
• Argoon-kaarkeevitusmasinate otsikud
• elektriisolaatorid

Sõltuvalt põhifaasi ja lisandite sisaldusest on alumiiniumoksiidil mitmeid modifikatsioone, mis eristuvad tugevuse ja keemilise vastupidavuse poolest.

alumiiniumhüdroksiid

Alumiiniumhüdroksiid Al(OH) 3 on värvitu, vees lahustumatu tahke aine, mis on osa paljudest boksiididest. Esineb neljas polümorfses modifikatsioonis. Külmas moodustub α-Al (OH) 3 - bajeriit ja kuumast lahusest sadestamisel γ-Al (OH) 3 - gibbsiit (hüdargiliit), kristalliseeruvad mõlemad monokliinses süngoonias, on kihilise struktuuriga, kihid koosnevad oktaeedritest, kihtide vahel toimib vesinikside. Samuti on olemas trikliiniline gibbsiit γ'-Al(OH) 3, trikliiniline nordstrandiit β-Al(OH) 3 ja AlOOH oksohüdroksiidi kaks modifikatsiooni – ortorombne böömiit ja diaspoor. Amorfne alumiiniumhüdroksiid on muutuva koostisega Al 2 O 3 nH 2 O. Kuumutamisel üle 180°C see laguneb.

Keemilised omadused

Alumiiniumhüdroksiid on tüüpiline amfoteerne ühend, värskelt saadud hüdroksiid lahustub hapetes ja leelistes:

2Al(OH)3 + 6HCl = 2AlCl3 + 6H2O

Al(OH)3 + NaOH + 2H2O = Na.

Kuumutamisel see laguneb, dehüdratsiooniprotsess on üsna keeruline ja skemaatiliselt võib seda kujutada järgmiselt:

Al(OH)3 \u003d AlOOH + H2O;

2AlOOH \u003d Al 2 O 3 + H 2 O.

alumiiniumhüdroksiid - Keemiline aine, mis on alumiiniumoksiidi ühend veega. See võib olla vedelas ja tahkes olekus. Vedel hüdroksiid on tarretisesarnane läbipaistev aine, mis lahustub vees väga halvasti. Tahke hüdroksiid on valge kristalne aine, millel on passiivsed keemilised omadused ja mis ei reageeri peaaegu ühegi teise elemendi või ühendiga.

alumiiniumkloriid

Sublimeerub 183°C juures normaalrõhul (sulab rõhu all temperatuuril 192,6°C). See on vees hästi lahustuv (44,38 g 100 g H 2 O temperatuuril 25 ° C); hüdrolüüsi tõttu suitseb niiskes õhus, vabastades HCl. Vesilahustest sadestub kristallhüdraat AlCl 3 6H 2 O - kollakasvalged vedeldavad kristallid. Lahustub hästi paljudes orgaanilistes ühendites (etanoolis - 100 g 100 g alkoholis temperatuuril 25 ° C, atsetoonis, dikloroetaanis, etüleenglükoolis, nitrobenseenis, süsiniktetrakloriid ja jne); see on aga benseenis ja tolueenis praktiliselt lahustumatu.

alumiiniumsulfaat

Alumiiniumsulfaat on halli, sinise või roosa varjundiga valge sool, mis normaalsetes tingimustes eksisteerib kristalsete Al 2 (SO 4) 3 18H 2 O - värvitute kristallide kujul. Kuumutamisel kaotab see vett sulamata, süütamisel laguneb Al 2 O 3 ja SO 3 ja O 2. See lahustub hästi vees. Tehnilist alumiiniumsulfaati saab saada boksiidi või savi töötlemisel väävelhappega ja puhast toodet Al (OH) 3 lahustamisel kuumas kontsentreeritud H2SO4-s.

Alumiiniumsulfaati kasutatakse koagulandina vee puhastamiseks majapidamises ja tööstuses ning paberi-, tekstiili-, naha- ja muudes tööstusharudes.

Kasutatakse toidulisandina E-520

alumiiniumkarbiid

Alumiiniumkarbiid saadakse alumiiniumi otsesel reaktsioonil süsinikuga kaarahjus.

Triikraud alumiiniumiga

Alni- kõva magnetilise (kõrge koertsitiivsusega) raua (Fe) - nikli (Ni) - alumiiniumi (Al) sulamite rühm.

Alni-sulamite legeerimine parandab nende magnetilisi omadusi, kasutatakse vase sulamit (näiteks sulam 24% niklist, 4% vasest, 13% alumiiniumist ja 59% rauast), koobaltit (alnico ja magnico sulamid). Süsiniku lisand vähendab sulami magnetilisi omadusi, selle sisaldus ei tohiks ületada 0,03%.

Alni sulameid iseloomustab suur kõvadus ja rabedus, seetõttu kasutatakse nendest püsimagnetite valmistamiseks valamist.

naatriumaluminaat

naatriumaluminaat- anorgaaniline ühend, naatriumi ja alumiiniumi kompleksoksiid valemiga NaAlO 2, valge amorfne aine, reageerib veega.

Ortoalumiinhape

Alumiinium "sina, alumiiniumhapete soolad: ortoalumiinium H3 AlO3, metaalumiinium HAlO2 jne. Looduses on enim levinud aluminaadid üldvalemiga R, kus R on Mg, Ca, Be, Zn jne. Nende hulgas on: 1) oktaeedrilisi sorte, nö. spinellid - Mg (noble spinell), Zn (ganiidi või tsink spinell) jne ja 2) rombilised sordid - Be (krüsoberüül) jne (valemites mineraalid struktuurirühma moodustavad aatomid on tavaliselt nurksulgudes).

Leelismetalli aluminaadid saadakse Al või Al (OH) 3 reageerimisel söövitavate leelistega: Al (OH) 3 + KOH \u003d KAlO2 + 2H2 O. Nendest naatrium lumineerib NaAlO2, mis moodustub alumiiniumoksiidi saamise leeliselise protsessi käigus. , kasutatakse tekstiilitööstuses peitsina. Leelismuldmetallide aluminaadid saadakse nende oksiidide sulatamisel Al2O3-ga; neist kaltsiumaluminaadid CaAl2O4 on kiiresti kõveneva alumiiniumtsemendi põhikomponent.

Haruldaste muldmetallide aluminaadid on omandanud praktilise tähtsuse. Need saadakse haruldaste muldmetallide elementide R2 03 ja Al(NO3)3 oksiidide ühisel lahustamisel lämmastikhappes, saadud lahuse aurustamisel kuni soolade kristalliseerumiseni ja viimaste kaltsineerimisel 1000-1100°C juures. Aluminaatide moodustumist kontrollitakse nii röntgendifraktsiooni kui ka keemilise faasi analüüsiga. Viimane põhineb algoksiidide ja tekkiva ühendi erineval lahustuvusel (A. näiteks on äädikhappes stabiilsed, samas kui haruldaste muldmetallide elementide oksiidid lahustuvad selles hästi). Haruldaste muldmetallide aluminaatidel on kõrge keemiline vastupidavus, olenevalt nende eelkaltsineerimise temperatuuridest; vees püsivad kõrgel temperatuuril (kuni 350 °C) rõhu all. Haruldaste muldmetallide aluminaatide parim lahusti on vesinikkloriidhape. Haruldaste muldmetallide aluminaate iseloomustab kõrge tulekindlus ja iseloomulik värvus. Nende tihedus on vahemikus 6500 kuni 7500 kg /m3.

Alumiinium - metalli hävitamine keskkonna mõjul.

Reaktsiooni Al 3+ + 3e → Al korral on alumiiniumi elektroodi standardpotentsiaal -1,66 V.

Alumiiniumi sulamistemperatuur on 660 °C.

Alumiiniumi tihedus on 2,6989 g / cm 3 (tavalistes tingimustes).

Kuigi alumiinium on aktiivne metall, on sellel üsna head korrosiooniomadused. Seda saab seletada võimega passiveerida paljudes agressiivsetes keskkondades.

Alumiiniumi korrosioonikindlus sõltub paljudest teguritest: metalli puhtus, söövitav keskkond, agressiivsete lisandite kontsentratsioon keskkonnas, temperatuur jne. Lahuste pH-l on tugev mõju. Alumiiniumoksiid metalli pinnal moodustub ainult pH vahemikus 3 kuni 9!

Selle puhtus mõjutab oluliselt Al korrosioonikindlust. Keemiliste agregaatide, seadmete tootmiseks kasutatakse ainult kõrge puhtusastmega metalli (ilma lisanditeta), näiteks alumiiniumi klassid AB1 ja AB2.

Alumiiniumi korrosiooni ei täheldata ainult nendes keskkondades, kus metalli pinnale tekib kaitsev oksiidkile.

Kuumutamisel võib alumiinium reageerida mõne mittemetalliga:

2Al + N 2 → 2AlN - alumiiniumi ja lämmastiku koostoime alumiiniumnitriidi moodustumisega;

4Al + 3С → Al 4 С 3 - alumiiniumi ja süsiniku interaktsiooni reaktsioon alumiiniumkarbiidi moodustumisega;

2Al + 3S → Al 2 S 3 - alumiiniumi ja väävli koostoime alumiiniumsulfiidi moodustumisega.

Alumiiniumi korrosioon õhus (alumiiniumi korrosioon atmosfääris)

Alumiinium läheb õhuga suhtlemisel passiivsesse olekusse. Kui puhas metall puutub kokku õhuga, tekib alumiiniumoksiidist õhuke kaitsekile koheselt alumiiniumi pinnale. Edasi aeglustub kile kasv. Alumiiniumoksiidi valem on Al 2 O 3 või Al 2 O 3 H 2 O.

Alumiiniumi ja hapniku interaktsiooni reaktsioon:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3.

Selle oksiidkile paksus on vahemikus 5 kuni 100 nm (olenevalt töötingimustest). Alumiiniumoksiidil on hea nakkumine pinnaga, see rahuldab oksiidkilede järjepidevuse tingimust. Laos hoides on alumiiniumoksiidi paksus metallpinnal umbes 0,01 - 0,02 mikronit. Kuiva hapnikuga suhtlemisel - 0,02 - 0,04 mikronit. Alumiiniumi kuumtöötlemisel võib oksiidkile paksus ulatuda 0,1 µm-ni.

Alumiinium on üsna vastupidav nii puhtas maaõhus kui ka tööstuskeskkonnas (sisaldab väävliauru, vesiniksulfiidi, gaasilist ammoniaaki, kuiva vesinikkloriidi jne). Sest alumiiniumi korrosiooni gaasilises keskkonnas ei mõjuta väävliühendid - seda kasutatakse hapuõli töötlemise tehaste, kummi vulkaniseerimisseadmete valmistamiseks.

Alumiiniumi korrosioon vees

Puhta värske destilleeritud veega suhtlemisel alumiiniumi korrosiooni peaaegu ei täheldata. Temperatuuri tõstmine 180 °C-ni ei anna erilist mõju. Kuum veeaur ei mõjuta ka alumiiniumi korrosiooni. Kui vette lisada veidi leelist, isegi toatemperatuuril, suureneb alumiiniumi korrosiooni kiirus sellises keskkonnas veidi.

Puhta alumiiniumi (pole oksiidkilega kaetud) koostoimet veega saab kirjeldada reaktsioonivõrrandi abil:

2Al + 6H 2O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2.

Mereveega suheldes hakkab puhas alumiinium korrodeeruma, sest. tundlik lahustunud soolade suhtes. Alumiiniumi kasutamiseks merevees lisatakse selle koostisesse väike kogus magneesiumi ja räni. Alumiiniumi ja selle sulamite korrosioonikindlus kokkupuutel merevesi, väheneb oluliselt, kui metalli koostisesse on kaasatud vask.

Alumiiniumi korrosioon hapetes

Alumiiniumi puhtuse suurenedes suureneb selle vastupidavus hapetele.

Alumiiniumi korrosioon väävelhappes

Alumiiniumi ja selle sulamite puhul on keskmise kontsentratsiooniga väävelhape (sellel on oksüdeerivad omadused) väga ohtlik. Reaktsiooni lahjendatud väävelhappega kirjeldatakse võrrandiga:

2Al + 3H 2SO 4 (razb) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Kontsentreeritud külm väävelhape ei mõju. Ja kuumutamisel alumiinium korrodeerub:

2Al + 6H 2SO 4 (konts.) → Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

See moodustab lahustuva soola - alumiiniumsulfaadi.

Al on ooleumis (suitsetav väävelhape) stabiilne temperatuuril kuni 200 °C. Tänu sellele kasutatakse seda klorosulfoonhappe (HSO 3 Cl) ja oleumi tootmiseks.

Alumiiniumi korrosioon vesinikkloriidhappes

Vesinikkloriidhappes lahustub alumiinium või selle sulamid kiiresti (eriti temperatuuri tõustes). Korrosiooni võrrand:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2.

Vesinikbromiid- (HBr) ja vesinikfluoriidhapete (HF) lahused toimivad sarnaselt.

Alumiiniumi korrosioon lämmastikhappes

Lämmastikhappe kontsentreeritud lahusel on kõrged oksüdeerivad omadused. Alumiinium lämmastikhappes on normaaltemperatuuril erakordselt stabiilne (kõrgem vastupidavus kui roostevaba teras 12X18H9). Seda kasutatakse isegi kontsentreeritud lämmastikhappe tootmiseks otsese sünteesi teel.

Kuumutamisel toimub alumiiniumi korrosioon lämmastikhappes vastavalt reaktsioonile:

Al + 6HNO 3 (konts.) → Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Alumiiniumi korrosioon äädikhappes

Alumiiniumil on piisavalt kõrge vastupidavus mis tahes kontsentratsiooniga äädikhappele, kuid ainult siis, kui temperatuur ei ületa 65 ° C. Seda kasutatakse formaldehüüdi ja äädikhappe tootmiseks. Kõrgematel temperatuuridel alumiinium lahustub (erandiks on happekontsentratsioon 98–99,8%).

Broomis, kroom- (kuni 10%), fosforhapete (kuni 1%) lahustes toatemperatuuril on alumiinium stabiilne.

Sidrun-, või-, õun-, viin-, propioonhape, vein, puuviljamahlad avaldavad alumiiniumile ja selle sulamitele nõrka mõju.

Oksaal-, sipelg-, kloororgaanilised happed hävitavad metalli.

Alumiiniumi korrosioonikindlust mõjutab suuresti auruline ja tilk-vedel elavhõbe. Pärast lühikest kokkupuudet korrodeeruvad metall ja selle sulamid intensiivselt, moodustades amalgaame.

Alumiiniumi korrosioon leelises

Leelised lahustavad kergesti alumiiniumi pinnal oleva kaitsva oksiidkile, see hakkab reageerima veega, mille tulemusena metall lahustub koos vesiniku vabanemisega (alumiiniumi korrosioon vesiniku depolarisatsiooniga).

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na + 3H2;

2(NaOH H2O) + 2Al → 2NaAlO2 + 3H 2.

tekivad aluminaadid.

Samuti hävitavad oksiidkilet elavhõbeda-, vase- ja kloriidioonide soolad.

Alumiinium on element aatomnumbriga 13 ja suhtelise aatommassiga 26,98154. See on III perioodil, III rühm, põhialarühm. Elektrooniline konfiguratsioon: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 3d 0 . Alumiiniumi stabiilne oksüdatsiooniaste on "+3". Saadud katioonil on väärisgaasi kest, mis aitab kaasa selle stabiilsusele, kuid laengu ja raadiuse suhe ehk laengu kontsentratsioon on üsna kõrge, mis suurendab katiooni energiat. See omadus toob kaasa asjaolu, et alumiinium moodustab koos ioonsete ühenditega mitmeid kovalentseid ühendeid ja selle katioon läbib lahuses olulise hüdrolüüsi.

Alumiiniumi valents I võib olla ainult temperatuuril üle 1500 °C. Al 2 O ja AlCl on teada.

Füüsikaliste omaduste poolest on alumiinium tüüpiline kõrge soojus- ja elektrijuhtivusega metall, hõbeda ja vase järel teisel kohal. Alumiiniumi ionisatsioonipotentsiaal ei ole väga kõrge, seega võiks oodata temalt kõrget keemilist aktiivsust, kuid see väheneb oluliselt tänu sellele, et metall passiveerub õhus, kuna selle pinnale tekib tugev oksiidkile. Kui metall aktiveeritakse: a) eemaldage kile mehaaniliselt, b) amalgamaate (viige koostoime elavhõbedaga), c) kasutage pulbrit, siis muutub selline metall nii reaktiivseks, et interakteerub isegi õhu niiskuse ja hapnikuga. hävitatakse vastavalt protsessile:

4 (Al, Hg) + 3O 2 + 6H 2 O = 4Al(OH) 3 + (Hg)

Koostoime lihtsate ainetega.

1. Alumiiniumpulber reageerib tugeva kuumenemisega hapnikuga. Need tingimused on vajalikud passiveerumise tõttu ning alumiiniumoksiidi moodustumise reaktsioon ise on väga eksotermiline – soojust eraldub 1676 kJ/mol.

2. Kloori ja broomiga reageerib standardtingimustes, on isegi võimeline oma keskkonnas süttima. Ainult ei reageeri fluoriga sest alumiiniumfluoriid, nagu oksiid, moodustab metalli pinnale kaitsva soolakile. Joodiga reageerib kuumutamisel ja katalüsaatorina vee juuresolekul.

3. Väävliga reageerib sulamisel, andes alumiiniumsulfiidi koostisega Al 2 S 3 .

4. Samuti reageerib see kuumutamisel fosforiga, moodustades fosfiidi: AlP.

5. Otseselt vesinikuga alumiinium ei interakteeru.

6. Lämmastikuga reageerib 800 o C juures, andes alumiiniumnitriidi (AlN). Olgu öeldud, et alumiiniumi põlemine õhus toimub umbes nendel temperatuuridel, seega on põlemisproduktideks (võttes arvesse õhu koostist) korraga nii oksiid kui nitriid.

7. Süsinikega alumiinium interakteerub veelgi kõrgemal temperatuuril: 2000 o C. Al 4 C 3 koostisega alumiiniumkarbiid kuulub metaniidide hulka, see ei sisalda C-C ühendused, ja hüdrolüüsi käigus eraldub metaan: Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4

Koostoime keeruliste ainetega

1. Koos veega aktiveeritud (ilma kaitsekileta) alumiinium interakteerub aktiivselt vesiniku eraldumisega: 2Al (akt.) + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 Alumiiniumhüdroksiid saadakse valge lahtise pulbri kujul, ilma kile ei takista reaktsiooni lõppemist.

2. Koostoime hapetega: a) Alumiinium interakteerub aktiivselt mitteoksüdeerivate hapetega vastavalt võrrandile: 2Al + 6H 3 O + + 6H 2 O = 2 3+ + 3H 2,

b) Oksüdeerivate hapetega toimub koostoime järgmiste tunnustega. Kontsentreeritud lämmastik- ja väävelhape, samuti väga lahjendatud lämmastikhape passiveerivad alumiiniumi (pinna kiire oksüdatsioon viib oksiidkile moodustumiseni) külmas. Kuumutamisel kile puruneb ja reaktsioon jätkub, kuid kontsentreeritud hapetest eralduvad kuumutamisel ainult nende minimaalse redutseerimise produktid: 2Al + 6H 2 SO 4 (konts.) = Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 6H 2 O Al + 6HNO 3 (konts.) \u003d Al (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O Mõõdukalt lahjendatud lämmastikhappega võib sõltuvalt reaktsioonitingimustest saada NO, N 2 O, N 2, NH 4 + .

3. Koostoime leelistega. Alumiinium on amfoteerne element (vastavalt oma keemilistele omadustele), kuna on metallide jaoks piisavalt suur elektronegatiivsus - 1,61. Seetõttu lahustub see üsna kergesti leeliselahustes koos hüdroksokomplekside ja vesiniku moodustumisega. Hüdroksokompleksi koostis sõltub reaktiivide vahekorrast: 2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2 2Al + 6NaOH + 6H 2 O = 2Na 3 + 3H 2 Alumiiniumi ja vesiniku suhe määratakse elektroonse tasakaalu järgi. nende vahel toimuv redoksreaktsioon ja reaktiivide vahekord ei sõltu.

4. Madal ionisatsioonipotentsiaal ja kõrge afiinsus hapniku suhtes (suur oksiidistabiilsus) viivad asjaolule, et alumiinium suhtleb aktiivselt palju metallioksiide nende taastamine. Reaktsioonid toimuvad esialgsel kuumutamisel koos edasise soojuse vabanemisega, nii et temperatuur tõuseb 1200 o - 3000 o C-ni. 75% alumiiniumipulbri ja 25% (massi järgi) Fe 3 O 4 segu nimetatakse "termiidiks". Varem kasutati selle segu põlemisreaktsiooni rööbaste keevitamiseks. Metallide taastamist oksiididest alumiiniumi abil nimetatakse aluminotermiaks ja seda kasutatakse tööstuses selliste metallide nagu mangaan, kroom, vanaadium, volfram, ferrosulamid saamiseks.

5. Soolalahustega alumiinium suhtleb kahel erineval viisil. 1. Kui hüdrolüüsi tulemusena on soolalahuses happeline või aluseline keskkond, eraldub vesinik (happeliste lahustega kulgeb reaktsioon ainult olulise kuumutamisega, kuna kaitsev oksiidkile lahustub leelistes paremini kui hapetes). 2Al + 6KHSO 4 + (H 2 O) \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3K 2 SO 4 + 3H 2 2Al + 2K 2 CO 3 + 8H 2 O \u003d 2K + 2KHCO 3 + 3H 2. 2. Alumiinium võib pingereas olevate soolametallide koostisest välja tõrjuda sellest paremale, s.o. oksüdeeritakse tegelikult nende metallide katioonide poolt. Oksiidkile tõttu see reaktsioon alati ei toimu. Näiteks on kloriidanioonid võimelised kilet hävitama ja toimub reaktsioon 2Al + 3FeCl 2 = 2AlCl 3 + 3Fe, samas kui sulfaatidega sarnane reaktsioon toatemperatuuril ei toimu. Aktiveeritud alumiiniumiga igasugune koostoime, mis ei ole vastuolus üldreegel, läheb.

alumiiniumi ühendid.

1. Oksiid (Al 2 O 3). See on tuntud mitme modifikatsiooni kujul, millest enamik on väga vastupidavad ja keemiliselt inertsed. Modifikatsioon α-Al 2 O 3 esineb looduses mineraalse korundi kujul. Selle ühendi kristallvõres on alumiiniumkatioonid mõnikord osaliselt asendatud teiste metallide katioonidega, mis annab mineraalile värvi. Cr(III) lisamine annab punase värvi, selline korund on juba rubiinkivi. Ti(III) ja Fe(III) segu annab sinise safiiri. Amorfne modifikatsioon on keemiliselt aktiivne. Alumiiniumoksiid on tüüpiline amfoteerne oksiid, mis reageerib nii hapete ja happeliste oksiididega kui ka leeliste ja aluseliste oksiididega ning eelistatavalt leelistega. Reaktsiooniproduktid lahuses ja tahkes faasis sulamise ajal erinevad: Na 2 O + Al 2 O 3 \u003d 2NaAlO 2 (fusioon) - naatriummetaaluminaat, 6NaOH + Al 2 O 3 \u003d 2Na 3 AlO 3 + 3H 2 O ( fusioon) - naatriumortoaluminaat, Al 2 O 3 + 3CrO 3 = Al 2 (CrO 4) 3 (fusioon) - alumiiniumkromaat. Lisaks oksiididele ja tahketele leelistele reageerib alumiinium sulamise ajal lenduvate happeoksiidide moodustatud sooladega, tõrjudes need soola koostisest välja: K 2 CO 3 + Al 2 O 3 \u003d 2KAlO 2 + CO 2 Reaktsioonid lahuses: Al 2 O 3 + 6HCl \u003d 2 3+ + 6Cl 1- + 3H 2 O Al 2 O 3 +2 NaOH + 3H 2 O \u003d 2 Na - naatriumtetrahüdroksoaluminaat. Tetrahüdroksoaluminaadi anioon on tegelikult tetrahüdroksodiakvaaanioon 1-, sest alumiiniumi puhul eelistatakse koordinatsiooninumbrit 6. Leelise liiaga moodustub heksahüdroksoaluminaat: Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na 3. Lisaks hapetele ja leelistele võib oodata reaktsioone happeliste sooladega: 6KHSO 4 + Al 2 O 3 \u003d 3K 2 SO 4 + Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O.

3. Alumiiniumhüdroksiidid. Tuntud on kaks alumiiniumhüdroksiidi - metahüdroksiid - AlO (OH) ja ortohüdroksiid - Al (OH) 3. Mõlemad ei lahustu vees, kuid on ka amfoteersed, seetõttu lahustuvad hapete ja leeliste lahustes, samuti soolades, mis on hüdrolüüsi tulemusena happelise või aluselise keskkonnaga. Sulandumisel reageerivad hüdroksiidid sarnaselt oksiidiga. Nagu kõik lahustumatud alused, lagunevad alumiiniumhüdroksiidid kuumutamisel: 2Al (OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O. Leeliselistes lahustes lahustuvad alumiiniumhüdroksiidid ei lahustu ammoniaagi vesilahuses, mistõttu saab neid sadestada ammoniaagiga. lahustuv sool: Al (NO 3) 3 + 3NH 3 + 2H 2 O \u003d AlO (OH) ↓ + 3NH 4 NO 3, selle reaktsiooni käigus tekib täpselt metahüdroksiid. Hüdroksiidi on leelistega raske sadestada, kuna tekkiv sade lahustub kergesti ja üldine reaktsioon on: AlCl 3 +4 NaOH = Na + 3NaCl

4. alumiiniumi soolad. Peaaegu kõik alumiiniumisoolad lahustuvad vees hästi. AlPO 4 fosfaat ja AlF 3 fluoriid on lahustumatud. Sest alumiiniumkatioonil on kõrge laengukontsentratsioon, selle vesikompleks omandab katioonhappe omadused: 3+ + H 2 O = H 3 O + + 2+, s.o. alumiiniumisoolad läbivad tugeva katioonse hüdrolüüsi. Nõrkade hapete soolade puhul muutub hüdrolüüs katiooni ja aniooni vastastikuse hüdrolüüsi võimendamise tõttu pöördumatuks. Lahuses lagunevad need täielikult vee toimel või ei saa neid saada karbonaadi, sulfiti, sulfiidi ja alumiiniumsilikaadi vahetusreaktsioonil: Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S 2Al (NO 3) 3 + 3K 2CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6KNO 3. Mõne soola puhul muutub hüdrolüüs kuumutamisel pöördumatuks. Märg alumiiniumatsetaat laguneb kuumutamisel vastavalt võrrandile: 2Al(OOCCH 3) 3 + 3H 2 O = Al 2 O 3 + 6CH 3 COOH \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3HCl. Alumiiniumhalogeniididest on ainult fluoriid ioonühend, ülejäänud halogeniidid on kovalentsed ühendid, nende sulamistemperatuurid on oluliselt madalamad kui fluoriidil, alumiiniumkloriid on võimeline sublimeeruma. Väga kõrgel temperatuuril sisaldab aur üksikuid alumiiniumhalogeniidide molekule, millel on keskaatomi aatomiorbitaalide sp 2 hübridisatsiooni tõttu lame kolmnurkne struktuur. Nende ühendite põhiolek aurudes ja mõnes orgaanilises lahustis on dimeerid, näiteks Al 2 Cl 6 . Alumiiniumhalogeniidid on tugevad Lewise happed, sest neil on vaba aatomiorbitaal. Seetõttu lahustub vees koos vabanemisega suur hulk soojust. Huvitavaks alumiiniumiühendite klassiks (nagu ka teisteks kolmevalentsiteks metallideks) on maarjad – 12-vesilahuselised topeltsulfaadid M I M III (SO 4) 2, mis lahustumisel annavad nagu kõik topeltsoolad vastavate katioonide ja anioonide segu.

5. komplekssed ühendid. Vaatleme alumiiniumhüdroksokomplekse. Need on soolad, milles kompleksosakeseks on anioon. Kõik soolad on lahustuvad. Hävitatakse koostoimel hapetega. Sel juhul lahustavad tugevad happed tekkinud ortohüdroksiidi ja nõrgad või vastavad happeoksiidid (H 2 S, CO 2, SO 2) sadestavad selle: K + 4HCl \u003d KCl + AlCl 3 + 4H 2 O K + CO 2 \u003d Al (OH) 3 ↓ + KHCO3

Kaltsineerimisel muutuvad hüdroksoaluminaadid orto- või metaaluminaatideks, kaotades vett.

Raud

Element aatomnumbriga 26, suhtelise aatommassiga 55,847. See kuulub 3d-elementide perekonda, on elektroonilise konfiguratsiooniga: 3d 6 4s 2 ja on IV perioodis, VIII rühmas, perioodilises süsteemis kõrvalalarühmas. Ühendites on raua oksüdatsiooniastmed valdavalt +2 ja +3. Fe 3+ ioonil on pooleldi täidetud d-elektronkest, 3d 5 , mis annab sellele täiendava stabiilsuse. Oksüdatsiooniastmeid +4, +6, +8 on palju keerulisem saavutada.

Füüsikaliste omaduste poolest on raud hõbevalge, läikiv, suhteliselt pehme, tempermalmist, kergesti magnetiseeritav ja demagnetiseeritav metall. Sulamistemperatuur 1539 o C. Sellel on mitu allotroopset modifikatsiooni, mis erinevad kristallvõre tüübi poolest.

Omadused lihtne aine.

1. Õhus põlemisel moodustub segatud oksiid Fe 3 O 4 ja suhtlemisel puhta hapnikuga - Fe 2 O 3. Pulberraud on pürofooriline – süttib õhu käes spontaanselt.

2. Fluor, kloor ja broom reageerivad kergesti rauaga, oksüdeerides selle Fe 3+-ks. FeJ 2 moodustub joodiga, kuna kolmevalentne raudkatioon oksüdeerib jodiidi aniooni ja seetõttu FeJ 3 ühendit ei eksisteeri.

3. Sarnasel põhjusel puudub Fe 2 S 3 ühend ning raua ja väävli vastasmõju väävli sulamistemperatuuril viib FeS ühendini. Väävli liiaga saadakse püriit - raud (II) disulfiid - FeS 2. Tekivad ka mittestöhhiomeetrilised ühendid.

4. Ülejäänud mittemetallidega reageerib raud tugeva kuumutamisega, moodustades tahkeid lahuseid või metallitaolisi ühendeid. Võite anda reaktsiooni, mis toimub temperatuuril 500 o C: 3Fe + C \u003d Fe 3 C. Seda raua ja süsiniku kombinatsiooni nimetatakse tsementiidiks.

5. Raud moodustab paljude metallidega sulameid.

6. Toatemperatuuril õhus on raud kaetud oksiidkilega, mistõttu see ei suhtle veega. Koostoime ülekuumendatud auruga annab järgmised produktid: 3Fe + 4H 2 O (aur) = Fe 3 O 4 + 4H 2 . Hapniku juuresolekul interakteerub raud isegi õhuniiskusega: 4Fe + 3O 2 + 6H 2 O \u003d 4Fe (OH) 3. Ülaltoodud võrrand kajastab roostetamisprotsessi, mis puutub kokku kuni 10% metalltoodetest aastas.

7. Kuna raud on vesiniku pingereas, reageerib see kergesti mitteoksüdeerivate hapetega, kuid oksüdeerub ainult Fe 2+-ks.

8. Kontsentreeritud lämmastik- ja väävelhape passiveerivad rauda, ​​kuid kuumutamisel toimub reaktsioon. Lahjendatud lämmastikhape reageerib ka toatemperatuuril. Kõigi oksüdeerivate hapetega annab raud raua (III) soolad (mõnede teadete kohaselt on lahjendatud lämmastikhappega võimalik raud (II) nitraadi moodustumine) ja redutseerib HNO 3 (lahjem) NO-ks, N 2 O-ks, N 2, NH 4 + olenevalt tingimustest ja HNO 3 (konts.) - NO 2-ks reaktsiooni kulgemiseks vajaliku kuumutamise tõttu.

9. Raud on võimeline kuumutamisel reageerima kontsentreeritud (50%) leelistega: Fe + 2KOH + 2H 2 O = K 2 + H 2

10. Reageerides vähemaktiivsete metallide soolade lahustega, eemaldab raud need metallid soola koostisest, muutudes kahevalentseks katiooniks: CuCl 2 + Fe = FeCl 2 + Cu.

Rauaühendite omadused.

Fe2+ Selle katiooni laengu ja raadiuse suhe on lähedane Mg 2+ omale, seega on oksiidi-, hüdroksiidi- ja rauasoolade keemiline käitumine sarnane vastavate magneesiumiühendite omaga. Vesilahuses moodustab raudkatioon kahvaturohelise akvakompleksi 2+. See katioon oksüdeerub õhuhapniku toimel kergesti isegi otse lahuses. FeCl 2 lahus sisaldab kompleksosakesi 0 . Sellise katiooni laengukontsentratsioon on madal, seega on soolade hüdrolüüs mõõdukas.

1. FeO - aluseline oksiid, must, vees lahustumatu. Hapetes kergesti lahustuv. Kuumutamisel üle 500 0 C on see ebaproportsionaalne: 4FeO \u003d Fe + Fe 3 O 4. Seda saab saada vastava hüdroksiidi, karbonaadi ja oksalaadi hoolika kaltsineerimisega, samas kui teiste Fe 2+ soolade termiline lagunemine viib raudoksiidi moodustumiseni: FeC 2 O 4 \u003d FeO + CO + CO 2, kuid 2 FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3 4Fe (NO 3) 2 = 2Fe 2 O 3 + 8NO 2 + O 2 Raud(II) oksiid ise võib toimida oksüdeeriva ainena, näiteks kuumutamisel toimub reaktsioon toimub: 3FeO + 2NH3 = 3Fe + N2 +3H2O

2. Fe (OH) 2 - raud(II)hüdroksiid - lahustumatu alus. Reageerib hapetega. Happe-aluse interaktsioon ja oksüdatsioon raudrauaks toimub samaaegselt oksüdeerivate hapetega: 2Fe (OH) 2 + 4H 2 SO 4 (konts.) \u003d Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O. Võib saada vahetuse teel lahustuva soola reaktsioonid. See on valge ühend, mis kõigepealt muutub õhus õhuniiskusega koostoime tõttu roheliseks ja seejärel pruuniks atmosfäärihapnikuga oksüdeerumise tõttu: 4Fe (OH) 2 + 2H 2 O + O 2 \u003d 4Fe (OH) 3.

3. Sool. Nagu juba mainitud, oksüdeeritakse enamik Fe(II) sooli õhus või lahuses aeglaselt. Oksüdatsioonile kõige vastupidavam on Mohri sool - topeltraud (II) ja ammooniumsulfaat: (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2. 6H 2 O. Fe 2+ katioon oksüdeerub kergesti Fe 3+-ks, nii et enamik oksüdeerivaid aineid, eriti oksüdeerivad happed, oksüdeerivad raua sooli. Raudsulfiidi ja disulfiidi põletamisel saadakse raud(III)oksiid ja vääveloksiid (IV): 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 Raud(II)sulfiid lahustub ka tugevates hapetes: FeS + 2HCl = FeCl 2 + 2H 2 S Raud(II)karbonaat on lahustumatu, bikarbonaat aga lahustub vees.

Fe3+ Laengu ja raadiuse suhe see katioon vastab alumiiniumkatioonile , seetõttu on raud(III) katioonühendite omadused sarnased vastavate alumiiniumiühendite omadega.

Fe 2 O 3 - hematiit, amfoteerne oksiid, milles domineerivad põhiomadused. Amfoteersus väljendub võimaluses liituda tahkete leeliste ja leelismetallikarbonaatidega: Fe 2 O 3 + 2NaOH \u003d H 2 O + 2NaFeO 2 - kollane või punane, Fe 2 O 3 + Na 2 CO 3 \u003d 2NaFeO 2 + CO 2. Ferraadid (II) lagunevad vee toimel Fe 2 O 3 vabanemisega. nH2O.

Fe3O4- magnetiit, must aine, mida võib pidada kas segaoksiidiks - FeO. Fe 2 O 3 või raud (II) oksometaferraadina (III): Fe (FeO 2) 2. Hapetega suheldes annab see soolade segu: Fe 3 O 4 + 8HCl \u003d FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O.

Fe (OH) 3 või FeO (OH) - punakaspruun želatiinsete sade, amfoteerne hüdroksiid. Lisaks interaktsioonidele hapetega reageerib see kuuma kontsentreeritud leelise lahusega ja tahkete leeliste ja karbonaatidega sulamitega: Fe (OH) 3 + 3KOH \u003d K 3.

soola. Enamik raudsoolasid on lahustuvad. Nagu alumiiniumsoolad, läbivad nad tugeva katioonide hüdrolüüsi, mis nõrkade ja ebastabiilsete või lahustumatute hapete anioonide juuresolekul võib muutuda pöördumatuks: 2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Fe (OH) 3 + 3CO 2 + 6NaCl . Raud(III)kloriidi lahuse keetmisel võib hüdrolüüs muutuda ka pöördumatuks, sest vesinikkloriidi, nagu iga gaasi, lahustuvus väheneb kuumutamisel ja see väljub reaktsioonisfäärist: FeCl 3 + 3H 2 O \u003d Fe (OH) 3 + 3HCl (kuumutamisel).

Selle katiooni oksüdatsioonivõime on väga kõrge, eriti seoses Fe 2+ katiooniks muutumisega: Fe 3+ + ē \u003d Fe 2+ φ o \u003d 0,77v. Tulemusena:

a) rauasoolade lahused oksüdeerivad kõik metallid kuni vaseks: 2Fe (NO 3) 3 + Cu \u003d 2Fe (NO 3) 2 + Cu (NO 3) 2,

b) samaaegselt nende oksüdeerumisega toimuvad vahetusreaktsioonid kergesti oksüdeeruvaid anioone sisaldavate sooladega: 2FeCl 3 + 2KJ = FeCl 2 + J 2 + 2KCl 2FeCl 3 + 3Na 2 S = 2FeS + S + 6NaCl

Nagu teisedki kolmevalentsed katioonid, on raud (III) võimeline moodustama leelismetalli või ammooniumi katioonidega maarja-kaksiksulfaate, näiteks: NH 4 Fe (SO 4) 2. 12H2O.

komplekssed ühendid. Mõlemad rauakatioonid kalduvad moodustama anioonseid komplekse, eriti raud(III). FeCl 3 + KCl \u003d K, FeCl 3 + Cl 2 \u003d Cl + -. Viimane reaktsioon peegeldab raud(III)kloriidi toimet elektrofiilse kloorimise katalüsaatorina. Tsüaniidikompleksid pakuvad huvi: 6KCN + FeSO 4 = K 4 - kaaliumheksatsüanoferraat (II), kollane veresool. 2K 4 + Cl 2 \u003d 2K 3 + 2KCl - kaaliumheksatsüanoferraat (III), punavere sool. Raudmetalli kompleks annab raudsoolaga sinise sademe või lahuse, olenevalt reaktiivide vahekorrast. Sama reaktsioon toimub punase veresoola ja mis tahes rauasoola vahel. Esimesel juhul nimetati sadet Preisi siniseks, teisel - turnbull blue. Hiljem selgus, et vähemalt lahused on ühesuguse koostisega: K on raud(II,III)kaaliumheksatsüanoferraat. Kirjeldatud reaktsioonid on kvalitatiivsed vastavate raudkatioonide olemasolu suhtes lahuses. Kvalitatiivne reaktsioon raudkatiooni olemasolule on veripunase värvuse ilmumine koostoimel kaaliumtiotsüanaadiga (tiotsüanaadiga): 2FeCl 3 + 6KCNS = 6KCl + Fe.

Fe+6. Raua oksüdatsiooniaste +6 on ebastabiilne. Võimalik on saada ainult FeO 4 2- anioon, mis eksisteerib ainult pH > 7-9 juures, kuid on tugev oksüdeerija.

Fe2O3 + 4KOH + 3KNO3 = 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O

Fe (saepuru) + H 2 O + KOH + KNO 3 = K 2 FeO 4 + KNO 2 + H 2

2Fe(OH)3 + 3Cl2 + 10KOH = 2K2FeO4 + 6KCl + 6H2O

Fe 2 O 3 + KClO 3 + 4KOH = 2K 2 FeO 4 + KCl + 2H 2 O

4K 2 FeO 4 + 6H 2 O \u003d 4FeO (OH) ↓ + 8KOH + 3O 2

4BaFeO 4 (kuumutamine) = 4BaO + 2Fe 2 O 3 + 3O 2

2K 2 FeO 4 + 2CrCl 3 + 2HCl = FeCl 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O

Raua hankimine tööstuses:

A) domeeniprotsess: Fe 2 O 3 + C \u003d 2FeO + CO

FeO + C = Fe + CO

FeO + CO \u003d Fe + CO 2

B) aluminotermia: Fe 2 O 3 + Al \u003d Al 2 O 3 + Fe

KROOM - element seerianumbriga 24, suhtelise aatommassiga 51,996. See kuulub 3d-elementide perekonda, on elektroonilise konfiguratsiooniga 3d 5 4s 1 ja on perioodilises süsteemis IV perioodi VI rühmas kõrvalalarühmas. Võimalikud oksüdatsiooniastmed: +1, +2, +3, +4, +5, +6. Neist +2, +3, +6 on kõige stabiilsemad ja +3 on minimaalse energiaga.

Füüsikaliste omaduste poolest on kroom hallikasvalge läikiv kõva metall sulamistemperatuuriga 1890 o C. Selle kristallvõre tugevus tuleneb viie paaritu d-elektroni olemasolust, mis on võimelised osalise kovalentse sideme loomiseks.

Lihtsa aine keemilised omadused.

Madalatel temperatuuridel on kroom oksiidkile olemasolu tõttu inertne, ei suhtle vee ja õhuga.

1. See interakteerub hapnikuga temperatuuril üle 600 ° C. Sel juhul moodustub kroomoksiid (III) - Cr 2 O 3.

2. Koostoime halogeenidega toimub erineval viisil: Cr + 2F 2 = CrF 4 (toatemperatuuril), 2Cr + 3Cl 2 (Br 2) = 2CrCl 3 (Br 3), Cr + J 2 = CrJ 2 (olulise kuumenemisega ). Tuleb öelda, et kroom(III)jodiid võib eksisteerida ja saadakse vahetusreaktsioonil CrJ3 kristalse hüdraadi kujul. 9H 2 O, kuid selle termiline stabiilsus on madal ja kuumutamisel laguneb CrJ 2 ja J 2 .

3. Temperatuuril üle 120 ° C interakteerub kroom sulaväävliga, andes kroom(II)sulfiidi - CrS (must).

4. Temperatuuril üle 1000 °C reageerib kroom lämmastiku ja süsinikuga, andes mittestöhhiomeetrilisi, keemiliselt inertseid ühendeid. Nende hulgas võib märkida ligikaudse CrC koostisega karbiidi, mis on kõvaduse poolest lähedane teemandile.

5. Kroom ei reageeri vesinikuga.

6. Reaktsioon veeauruga toimub järgmiselt: 2Cr + 3H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2

7. Reaktsioon mitteoksüdeerivate hapetega toimub üsna kergesti ja tekib taevasinine veekompleks 2+, mis on stabiilne ainult õhu puudumisel või vesiniku atmosfääris. Hapniku juuresolekul kulgeb reaktsioon erinevalt: 4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O. Hapnikuga küllastunud lahjendatud happed isegi passiveerivad kroomi, kuna pinnale tekib tugev oksiidkile.

8. Oksüdeerivad happed: mis tahes kontsentratsiooniga lämmastikhape, kontsentreeritud väävelhape, perkloorhape passiveerivad kroomi, nii et pärast nende hapetega pinnatöötlust ei reageeri see enam teiste hapetega. Passiveerimine eemaldatakse kuumutamisega. See tekitab kroomi (III) ja väävli või lämmastikdioksiidi soolasid (perkloorhappest - kloriidist). Kui kroom interakteerub fosforhappega, tekib soolakile moodustumise tõttu passivatsioon.

9. Kroom ei reageeri otseselt leelisega, kuid reageerib leeliseliste sulamitega, millele on lisatud oksüdeerivaid aineid: 2Cr + 2Na 2 CO 3 (g) + 3O 2 \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2

10. Kroom on võimeline reageerima soolalahustega, tõrjudes soola koostisest välja vähemaktiivsed metallid (sellest paremal pool pingereas). Kroom ise muundatakse Cr 2+ katiooniks.

Alumiiniumist- D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodilise süsteemi kolmanda perioodi kolmanda rühma põhialarühma element, aatomnumber 13. Seda tähistatakse sümboliga Al (alumiinium). Kuulub kergmetallide rühma. Levinuim metall ja kolmas (hapniku ja räni järel) keemiline element maapõues.

Lihtaine alumiinium (CAS number: 7429-90-5) on kerge, paramagnetiline hõbevalge metall, mida on lihtne vormida, valada ja töödelda. Alumiiniumil on kõrge soojus- ja elektrijuhtivus, korrosioonikindlus tänu tugevate oksiidkilede kiirele moodustumisele, mis kaitsevad pinda edasise vastasmõju eest.

Mõnede bioloogiliste uuringute kohaselt peeti alumiiniumi sattumist inimkehasse Alzheimeri tõve väljakujunemise teguriks, kuid hiljem kritiseeriti neid uuringuid ja lükati ümber järeldus ühe seose kohta teisega.

Lugu

Esimest korda sai alumiiniumi Hans Oersted 1825. aastal kaaliumamalgaami toimel alumiiniumkloriidile, millele järgnes elavhõbeda destilleerimine.

Kviitung

Tänapäevase valmistamismeetodi töötasid iseseisvalt välja ameeriklane Charles Hall ja prantslane Paul Héroux. See seisneb alumiiniumoksiidi Al 2 O 3 lahustamises krüoliidi Na 3 AlF 6 sulatis, millele järgneb elektrolüüs grafiitelektroodide abil. See hankimisviis nõuab suures koguses elektrit ja seetõttu oli nõudlus alles 20. sajandil.

1 tonni töötlemata alumiiniumi tootmiseks on vaja 1,920 tonni alumiiniumoksiidi, 0,065 tonni krüoliiti, 0,035 tonni alumiiniumfluoriidi, 0,600 tonni anoodi massi ja 17 tuhat kWh alalisvoolu elektrit.

Füüsikalised omadused

Hõbevalge metall, kerge, tihedus - 2,7 g / cm³, tehnilise alumiiniumi sulamistemperatuur - 658 ° C, kõrge puhtusastmega alumiiniumi puhul - 660 ° C, sulamiserisoojus - 390 kJ / kg, keemistemperatuur - 2500 ° C , aurustumiserisoojus - 10,53 MJ / kg, valualumiiniumi tõmbetugevus - 10-12 kg / mm², deformeeritav - 18-25 kg / mm², sulamid - 38-42 kg / mm².

Brinelli kõvadus - 24-32 kgf / mm², kõrge elastsus: tehniline - 35%, puhas - 50%, valtsitud õhukeseks leheks ja ühtlaseks fooliumiks.

Alumiiniumil on kõrge elektri- ja soojusjuhtivus, 65% vase elektrijuhtivusest, kõrge valguspeegeldusvõime.

Alumiinium moodustab sulameid peaaegu kõigi metallidega.

Looduses olemine

Looduslik alumiinium koosneb peaaegu täielikult ühest stabiilsest isotoobist 27 Al, mille jälgedes on 26 Al, radioaktiivne isotoop, mille poolestusaeg on 720 000 aastat, mis on tekkinud atmosfääris tuumapommitamise teel. argoon kosmilise kiirguse prootonid.

Looduses esinemise poolest on see metallide hulgas 1. koht ja elementide hulgas 3. koht, jäädes alla ainult hapnikule ja ränile. Alumiiniumisisalduse protsent maakoores on erinevate teadlaste andmetel vahemikus 7,45–8,14% maakoore massist.

Looduses leidub alumiiniumi ainult ühendites (mineraalides). Mõned neist:

• Boksiidid – Al 2 O 3. H 2 O (koos lisanditega SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)
• Nefeliinid – KNa 3 4
• Aluniidid – KAl (SO 4) 2. 2Al(OH)3
• Alumiiniumoksiid (kaoliinide segud liivaga SiO 2, lubjakivi CaCO 3, magnesiidiga MgCO 3)
• Korund – Al 2 O 3
• Päevakivi (ortoklaas) - K 2 O × Al 2 O 3 × 6SiO 2
• Kaoliniit – Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O
• Aluniit – (Na,K) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al (OH) 3
• Berül - 3BeO. Al2O3. 6SiO2

Looduslikes vetes leidub alumiiniumi vähetoksiliste keemiliste ühendite, näiteks alumiiniumfluoriidi kujul. Katiooni või aniooni tüüp sõltub ennekõike vesikeskkonna happesusest. Alumiiniumi kontsentratsioon Venemaa pinnaveekogudes on vahemikus 0,001 kuni 10 mg/l.

Keemilised omadused

alumiiniumhüdroksiid

Tavalistes tingimustes on alumiinium kaetud õhukese ja tugeva oksiidkilega ning seetõttu ei reageeri see klassikaliste oksüdeerivate ainetega: H 2 O (t °); O 2, HNO 3 (ilma kuumutamata). Seetõttu ei ole alumiinium praktiliselt korrosioonile allutatud ja seetõttu on see tänapäevases tööstuses laialdaselt nõutud. Kui aga oksiidkile hävib (näiteks kokkupuutel ammooniumisoolade NH 4 + lahustega, kuumade leelistega või amalgamatsiooni tulemusena), toimib alumiinium aktiivse redutseeriva metallina.

Reageerib kergesti lihtsate ainetega:

• hapnikuga: 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
• halogeenidega: 2Al + 3Br2 = 2AlBr 3
• reageerib kuumutamisel teiste mittemetallidega:
  • väävliga, moodustades alumiiniumsulfiidi: 2Al + 3S = Al 2S 3
  • lämmastikuga, moodustades alumiiniumnitriidi: 2Al + N 2 = 2AlN
  • süsinikuga, moodustades alumiiniumkarbiidi: 4Al + 3C \u003d Al 4 C 3

Prantsusmaal Charles Halli ja USA-s Paul Héroux’ 1886. aastal peaaegu samaaegselt leiutatud meetod, mis põhineb alumiiniumi tootmisel sulas krüoliidis lahustatud alumiiniumoksiidi elektrolüüsil, tähistas kaasaegse alumiiniumi tootmismeetodi algust. Sellest ajast alates on seoses elektrotehnika täiustamisega paranenud alumiiniumi tootmine. Olulise panuse alumiiniumoksiidi tootmise arendamisse andsid Venemaa teadlased K. I. Bayer, D. A. Penjakov, A. N. Kuznetsov, E. I. Žukovski, A. A. Jakovkin jt.

Esimene alumiiniumitehas Venemaal ehitati 1932. aastal Volhovis. NSV Liidu metallurgiatööstus tootis 1939. aastal 47,7 tuhat tonni alumiiniumi, veel 2,2 tuhat tonni imporditi.

Venemaal on alumiiniumi tootmise monopol JSC Russian Aluminium, mis moodustab umbes 13% maailma alumiiniumiturust ja 16% alumiiniumoksiidist.

Maailma boksiidivarud on praktiliselt piiramatud, see tähendab, et need ei ole võrreldavad nõudluse dünaamikaga. Olemasolevate tootmisvõimsuste abil saab aastas toota kuni 44,3 miljonit tonni primaaralumiiniumi. Arvestada tuleb ka sellega, et tulevikus võidakse osa alumiiniumi rakendusi ümber orienteerida näiteks komposiitmaterjalide kasutamisele.

Rakendus

Tükk alumiiniumi ja Ameerika münt.

Laialdaselt kasutatav konstruktsioonimaterjalina. Alumiiniumi peamised eelised selles kvaliteedis on kergus, plastilisus stantsimisel, korrosioonikindlus (õhus kaetakse alumiinium koheselt tugeva Al 2 O 3 kilega, mis takistab selle edasist oksüdeerumist), kõrge soojusjuhtivus, selle mittetoksilisus. ühendid. Eelkõige on need omadused muutnud alumiiniumi äärmiselt populaarseks kööginõude valmistamisel, alumiiniumfooliumiga toiduainetööstuses ja pakendamiseks.

Alumiiniumi kui konstruktsioonimaterjali peamiseks puuduseks on selle madal tugevus, seetõttu on see tavaliselt legeeritud väikese koguse vase ja magneesiumiga - duralumiiniumisulam.

Alumiiniumi elektrijuhtivus on vaid 1,7 korda väiksem kui vasel, samas kui alumiinium on ligikaudu 2 korda odavam. Seetõttu kasutatakse seda laialdaselt elektrotehnikas juhtmete tootmiseks, nende varjestamiseks ja isegi mikroelektroonikas kiipides juhtmete valmistamiseks. Alumiiniumi madalamat elektrijuhtivust (37 1/oomi) võrreldes vasega (63 1/oomi) kompenseerib alumiiniumjuhtide ristlõike suurenemine. Alumiiniumi kui elektrimaterjali puuduseks on tugev oksiidkile, mis muudab jootmise keeruliseks.

• Omaduste kompleksi tõttu kasutatakse seda laialdaselt soojusseadmetes.
• Alumiinium ja selle sulamid säilitavad tugevuse ülimadalatel temperatuuridel. Seetõttu kasutatakse seda krüogeentehnoloogias laialdaselt.
• Suur peegeldusvõime koos madala hinna ja sadestuslihtsusega muudab alumiiniumi ideaalseks materjaliks peeglite valmistamiseks.
• Ehitusmaterjalide tootmisel gaasimoodustajana.
• Alumiinium annab korrosiooni- ja katlakivikindluse terasele ja muudele sulamitele, nagu kolbmootori ventiilid, turbiinilabad, õliplatvormid, soojusvahetusseadmed ning asendab ka galvaniseerimist.
• Alumiiniumsulfiidi kasutatakse vesiniksulfiidi tootmiseks.
• Käimas on uuringud vahustatud alumiiniumi väljatöötamiseks eriti tugeva ja kerge materjalina.

Restauraatorina

• Termiidi komponendina, segud aluminotermiaks
• Alumiiniumi kasutatakse haruldaste metallide eraldamiseks nende oksiididest või halogeniididest.

Alumiiniumipõhised sulamid

Konstruktsioonimaterjalina ei kasutata tavaliselt puhast alumiiniumi, vaid sellel põhinevaid erinevaid sulameid.

— alumiiniumi-magneesiumisulamitel on kõrge korrosioonikindlus ja need on hästi keevitatud; nad teevad näiteks kiirlaevade kered.

- Alumiiniumi-mangaani sulamid on paljuski sarnased alumiiniumi-magneesiumisulamitega.

- Alumiiniumi-vasesulamid (eriti duralumiinium) saab kuumtöödelda, mis suurendab oluliselt nende tugevust. Kahjuks ei saa kuumtöödeldud materjale keevitada, seega ühendatakse lennukiosad ikkagi neetidega. Suurema vasesisaldusega sulam on värvilt väga sarnane kullaga ja seda kasutatakse mõnikord ka viimase jäljendamiseks.

— Valamiseks sobivad kõige paremini alumiiniumi-räni sulamid (silumiinid). Tihti valatakse neist välja erinevate mehhanismide korpused.

— Alumiiniumil põhinevad komplekssulamid: aviaal.

- Alumiinium läheb ülijuhtivasse olekusse temperatuuril 1,2 kelvinit.

Alumiinium lisandina muudes sulamites

Alumiinium on paljude sulamite oluline komponent. Näiteks alumiiniumpronksides on põhikomponendid vask ja alumiinium. Magneesiumisulamites kasutatakse alumiiniumi kõige sagedamini lisandina. Elektrisoojendite spiraalide valmistamiseks kasutatakse Fechrali (Fe, Cr, Al) (koos teiste sulamitega).

Ehted

Kui alumiinium oli väga kallis, valmistati sellest erinevaid tooteid. ehted. Nende mood läks kohe mööda, kui ilmusid selle tootmiseks uued tehnoloogiad, mis vähendasid kulusid mitu korda. Nüüd kasutatakse alumiiniumi mõnikord ehete valmistamisel.

Klaasi valmistamine

Klaasi valmistamisel kasutatakse fluoriidi, fosfaati ja alumiiniumoksiidi.

toidutööstus

Alumiinium on registreeritud toidu lisaainena E173.

Alumiinium ja selle ühendid raketitehnikas

Alumiiniumi ja selle ühendeid kasutatakse suure jõudlusega raketikütusena bipropellentides ja raketikütusena tahketes raketikütustes. Järgmised alumiiniumiühendid pakuvad raketikütusena suurimat praktilist huvi:

— Alumiinium: kütus raketikütustes. Seda kasutatakse pulbri ja suspensioonidena süsivesinikes jne.
- alumiiniumhüdriid
— alumiiniumboraan
- trimetüülalumiinium
- trietüülalumiinium
- tripropüülalumiinium

Alumiiniumhüdriidist koos erinevate oksüdeerijatega moodustatud kütuste teoreetilised omadused.

Alumiinium maailma kultuuris

Luuletaja Andrei Voznesenski kirjutas 1959. aastal luuletuse "Sügis", milles kasutas alumiiniumi kunstiline pilt:
... Ja akna taga noores härmatises
alumiiniumväljad asuvad ...

Viktor Tsoi kirjutas laulu "Alumiiniumkurgid" refrääniga:
Alumiiniumkurkide istutamine
Lõuendiväljal
Istutan alumiiniumkurke
Lõuendiväljal

Toksilisus

Sellel on kerge toksiline toime, kuid paljud vees lahustuvad anorgaanilised alumiiniumiühendid jäävad lahustunud olekusse. kaua aega ning võib joogivee kaudu avaldada kahjulikku mõju inimestele ja soojaverelistele loomadele. Kõige mürgisemad on kloriidid, nitraadid, atsetaadid, sulfaadid jne. Inimesele on allaneelamisel toksiline toime alumiiniumühendite järgmistes annustes (mg/kg kehakaalu kohta): alumiiniumatsetaat - 0,2-0,4; alumiiniumhüdroksiid - 3,7-7,3; alumiinium maarjas - 2,9. Peamiselt tegutseb närvisüsteem(akumuleerub närvikoesse, põhjustades tõsiseid kesknärvisüsteemi talitlushäireid). Alumiiniumi neurotoksilist omadust hakati aga uurima alates 1960. aastate keskpaigast, kuna metalli akumuleerumist inimkehas takistab selle eritumise mehhanism. Normaalsetes tingimustes võib uriiniga erituda kuni 15 mg elementi päevas. Sellest lähtuvalt täheldatakse suurimat negatiivset mõju neerude eritusfunktsiooni kahjustusega inimestel.

Lisainformatsioon

— Alumiiniumhüdroksiid
— Entsüklopeedia alumiiniumist
– alumiiniumiühendid
— Rahvusvaheline Alumiiniumiinstituut

Alumiinium, Al (13)

Alumiiniumi sisaldavad sideained on tuntud juba iidsetest aegadest. Maarja (ladina Alumen või Alumin, saksa Alaun) all, mida mainib eelkõige Plinius, mõisteti aga antiikajal ja keskajal mitmesuguseid aineid. Roelandi alkeemiasõnaraamatus on sõna Alumen koos erinevate määratlustega antud 34 tähenduses. Eelkõige tähendas see antimooniumi, Alumen alafuri - leeliselist soola, Alumen Alcori - nitrumi või aluselist maarjast, Alumen creptum - hea veini tartart, Alumen fasciolit - leelist, Alumen odig - ammoniaaki, Alumen scoriole - kipsi jne. Lemery , tuntud "Lihtsate apteegitoodete sõnaraamatu" (1716) autor, annab ka suure nimekirja maarja sortidest.

Kuni 18. sajandini alumiiniumiühendeid (maarja ja oksiid) ei olnud võimalik eristada teistest sarnastest välimusühendused. Lemery kirjeldab maarjat järgmiselt: „1754. aastal r. Marggraf eraldas maarjalahusest (leelise toimel) alumiiniumoksiidi sademe, mida ta nimetas "alumiinimullaks" (Alaunerde), ja tuvastas selle erinevuse teistest maadest. Varsti hakati maarjamulda kutsuma alumiiniumoksiidiks (Alumiinium või Alumiinium). 1782. aastal pakkus Lavoisier, et alumiiniumoksiid on tundmatu elemendi oksiid. "Lihtsate kehade tabelis" paigutas Lavoisier alumiiniumoksiidi "lihtsate kehade, soola moodustavate, muldade" hulka. Siin on toodud ka alumiiniumoksiidi nimetuse sünonüümid: argiil, maarjas. maa, alus maarjast. Sõna argyla ehk argilla, nagu Lemery oma sõnaraamatus osutab, pärineb kreeka keelest. keraamikas savi. Dalton oma "Uus keemiafilosoofia süsteemis" annab erilise märgi alumiiniumoksiidile ja annab maarja jaoks keeruka struktuurse (!) valemi.

Pärast leelismetallide avastamist galvaanilise elektri abil üritasid Davy ja Berzelius edutult samal viisil isoleerida alumiiniummetalli alumiiniumoksiidist. Alles 1825. aastal lahendas probleemi keemilise meetodiga Taani füüsik Oersted. Ta lasi kloori läbi kuuma alumiiniumoksiidi ja kivisöe segu ning saadud veevaba alumiiniumkloriidi kuumutati kaaliumamalgaamiga. Pärast elavhõbeda aurustumist, kirjutab Oersted, saadi metall, mis välimuselt sarnanes tinaga. Lõpuks eraldas Wehler 1827. aastal metallist alumiiniumi rohkem tõhus viis- veevaba alumiiniumkloriidi kuumutamine kaaliummetalliga.

1807. aasta paiku andis Davy, kes üritas alumiiniumoksiidi elektrolüüsi läbi viia, selles oletatava metalli nimetuse, alumiinium (Alumium) või alumiinium (Alumiinium). Viimane nimi on sellest ajast peale juurdunud USA-s, samas kui Inglismaal ja teistes riikides on kasutusele võetud nimi alumiinium (Aluminium), mille pakkus hiljem välja sama Davy. On üsna selge, et kõik need nimetused pärinevad ladinakeelsest sõnast alum (Alumen), mille päritolu kohta on erinevate autorite tõendite põhjal juba antiikajast alates erinevaid arvamusi.

A. M. Vassiljev, märkides selle sõna ebaselget päritolu, tsiteerib teatud Isidore'i (ilmselgelt Sevilla Isidore, piiskop, kes elas aastatel 560–636, entsüklopedist, kes tegeles eelkõige etümoloogiauuringutega) arvamust: "Alumen on nimetatakse luumeniks, seega kuidas see annab värvidele luumenit (valgust, heledust), kui seda värvimisel lisatakse. See seletus, kuigi väga vana, ei tõesta aga, et sõnal aumen on just selline päritolu. Siin on täiesti võimalik ainult juhuslik tautoloogia. Lemery (1716) toob omakorda välja, et sõna alumen on seotud kreeka keelega (halmi), mis tähendab soolsust, soolvett, soolvett jne.

Alumiiniumi venekeelsed nimetused 19. sajandi esimestel kümnenditel. üsna mitmekesine. Ilmselgelt püüdsid kõik selle perioodi keemiaraamatute autorid pakkuda oma nime. Niisiis nimetab Zahharov alumiiniumi alumiiniumoksiidi (1810), Giese - alumiiniumoksiidi (1813), Strakhovit - maarjast (1825), Iovskit - savisisaldust, Shcheglov - alumiiniumoksiidi (1830). Dvigubsky poes (1822-1830) nimetatakse alumiiniumoksiidi alumiiniumoksiidiks, alumiiniumoksiidiks, alumiiniumoksiidiks (näiteks fosforhappe alumiiniumoksiidiks) ja metalli nimetatakse alumiiniumiks ja alumiiniumiks (1824). Hess kasutab puhta keemia aluste esimeses väljaandes (1831) alumiiniumoksiidi nimetust (alumiinium) ja viiendas väljaandes (1840) - savi. Soolade nimetused moodustab ta aga termini alumiiniumoksiid alusel, näiteks alumiiniumoksiidsulfaat. Mendelejev keemia aluste esimeses väljaandes (1871) kasutab nimetusi alumiinium ja savi, järgnevates väljaannetes sõna savi enam ei leidu.

Alumiinium on kõigist teadaolevatest kõrgeima sisaldusega metall. Selle kasutamise hiline algus on tingitud asjaolust, et kuna sellel on kõrge keemiline aktiivsus, leidub seda maapõues ainult erinevate keemiliste ühendite osana. Puhta metalli taaskasutamine on seotud mitmete raskustega, millest sai võimalikuks üle saada alles metallikaevandamise tehnoloogiate arendamisega.

Puhas alumiinium on pehme, tempermalmist hõbevalge metall. See on üks kergemaid metalle, mis pealegi sobib hästi mitmesugusteks töötlemiseks, stantsimiseks, valtsimiseks, valamiseks. Vabas õhus on see peaaegu koheselt kaetud õhukese ja vastupidava oksiidkilega, mis takistab edasist oksüdeerumist.

Alumiiniumi mehaanilisi omadusi, nagu pehmus, painduvus stantsimisel, töötlemise lihtsus, on laialdaselt kasutatud paljudes tööstusharudes. Eriti sageli kasutatakse alumiiniumi sulamites teiste metallidega.

Alumiiniumisulamite füüsikalised ja keemilised omadused on viinud nende laialdase kasutamiseni konstruktsioonimaterjalidena, mis vähendavad konstruktsiooni üldmassi tugevusomadusi kahjustamata.

Füüsikalised omadused

Alumiiniumil ei ole unikaalseid füüsikalisi omadusi, kuid nende kombinatsioon muudab metalli üheks enim otsitavaks.

Puhta alumiiniumi kõvadus Mohsi skaalal on kolm, mis on oluliselt madalam enamiku metallide omast. See asjaolu on praktiliselt ainus takistus puhta metalli kasutamisel.

Kui kaalute hoolikalt alumiiniumi füüsikaliste omaduste tabelit, saate esile tõsta selliseid omadusi nagu:

• Madal tihedus (2,7 g / cm 3);
• kõrge plastilisus;
• Madal elektritakistus (0,027 Ohm mm 2 /m);
• Kõrge soojusjuhtivus (203,5 W/(m K));
• Kõrge valguse peegeldusvõime;
• Madal sulamistemperatuur (660°C).

Sellised alumiiniumi füüsikalised omadused nagu kõrge elastsus, madal temperatuur sulamisomadused, suurepärased valuomadused võimaldavad kasutada seda metalli puhtal kujul ja sellel põhinevate sulamite koostises mis tahes kõige keerulisema konfiguratsiooniga toodete valmistamiseks.

Samas on see üks väheseid metalle, mille rabedus ülimadala temperatuurini jahutamisel ei suurene. See omadus määras ühe kasutusvaldkonna krüogeense tehnoloogia ja seadmete konstruktsioonielementides.

Alumiiniumipõhistel sulamitel on oluliselt suurem tugevus, mis on võrreldav mõne teraseklassi tugevusega. Kõige levinumad on sulamid, millele on lisatud magneesiumi, vase ja mangaani – duralumiiniumisulamid ning räni – silumiine. Esimest rühma eristab kõrge tugevus ja viimast üks parimaid valuomadusi.

Madal sulamistemperatuur vähendab tootmiskulusid ja tehnoloogiliste protsesside maksumust alumiiniumil ja selle sulamitel põhinevate konstruktsioonimaterjalide tootmisel.

Peeglite valmistamisel kasutatakse selliseid omadusi nagu hõbedaga võrreldav kõrge peegelduskoefitsient, alumiiniumkilede vaakum-sadestamise lihtsus ja valmistatavus erinevatele kandepindadele (plastik, metall, klaas).

Alumiiniumi sulatamisel ja valamisel Erilist tähelepanu viitab sulandi võimele absorbeerida vesinikku. Kuna vesinik ei mõjuta keemilist taset, aitab see kaasa tiheduse ja tugevuse vähenemisele, kuna sulatise tahkestumise ajal tekivad mikroskoopilised poorid.

Madala tiheduse ja väikese elektritakistuse (pisut kõrgem kui vasest) tõttu kasutatakse puhast alumiiniumtraate eelkõige elektri ülekandel elektriliinides, kogu voolude ja pingete vahemikku elektrotehnikas alternatiivina vaskjõule ja mähisele. juhtmed. Vase takistus on mõnevõrra väiksem, seega tuleb kasutada suurema ristlõikega alumiiniumtraate, kuid toote lõppmass ja selle maksumus on mitu korda väiksemad. Ainsaks piiranguks on alumiiniumi veidi väiksem tugevus ja kõrge jootmiskindlus, mis on tingitud pinnal olevast oksiidkilest. Suurt rolli mängib tugeva elektrokeemilise potentsiaali olemasolu kokkupuutel metalliga, näiteks vasega. Selle tulemusena moodustub vase ja alumiiniumi mehaanilise kokkupuute kohas tugev, suure elektritakistusega oksiidkile. See nähtus viib ristmiku kuumenemiseni kuni juhtide sulamiseni. Alumiiniumi kasutamisel elektrotehnikas on ranged piirangud ja soovitused.

Suur elastsus võimaldab toota õhukest fooliumit, mida kasutatakse suure võimsusega kondensaatorite tootmisel.

Alumiiniumi ja selle sulamite kergus on muutunud oluliseks, kui seda kasutatakse kosmosetööstuses enamiku lennukite konstruktsioonielementide valmistamisel: alates kandekonstruktsioonidest kuni nahaelementide, instrumentide ja seadmete korpusteni.

Keemilised omadused

Olles üsna reaktiivne metall, on alumiinium aktiivselt korrosioonikindel. Selle põhjuseks on väga tugeva oksiidkile moodustumine selle välispinnale hapniku toimel.

Tugev oksiidkile kaitseb pinda hästi isegi selliste tugevate hapete eest nagu lämmastik ja väävel. Seda kvaliteeti on leitud kontsentreeritud lämmastikhappe transportimiseks keemias ja tööstuses.

Kile võib hävitada tugevalt lahjendatud lämmastikhappega, leeliste kuumutamisel või kokkupuutel elavhõbedaga, kui pinnale tekib amalgaam. Nendel juhtudel ei ole oksiidkile kaitsefaktor ja alumiinium suhtleb aktiivselt hapete, leeliste ja oksüdeerivate ainetega. Oksiidkile laguneb kergesti ka halogeenide (kloor, broom) juuresolekul. Seega interakteerub vesinikkloriidhappe HCl alumiiniumiga hästi mis tahes tingimustes.

Alumiiniumi keemilised omadused sõltuvad metalli puhtusest. Mõnede metallide, eriti mangaani, legeerivate lisandite koostise kasutamine võimaldab suurendada kaitsekile tugevust, suurendades seeläbi alumiiniumi korrosioonikindlust. Mõned metallid, näiteks nikkel ja raud, aitavad kaasa korrosioonikindluse vähenemisele, kuid suurendavad sulamite kuumakindlust.

Alumiiniumtoodete pinnal olev oksiidkile mängib keevitamisel negatiivset rolli. Sulametalli basseini hetkeline oksüdeerumine keevitamise ajal ei võimalda keevisõmbluse teket, kuna alumiiniumoksiidil on väga kõrge temperatuur sulamine. Alumiiniumi keevitamiseks kasutatakse spetsiaalseid keevitusmasinaid, millel on mittekuluv elektrood (volfram). Protsess ise viiakse läbi inertgaasi keskkonnas - argoonis. Oksüdatsiooniprotsessi puudumisel on keevisõmblus tugev, monoliitne. Mõned legeerivad lisandid sulamites parandavad veelgi alumiiniumi keevitusomadusi.

Puhas alumiinium praktiliselt ei moodusta toksilisi ühendeid, seetõttu kasutatakse seda aktiivselt toiduainetööstuses köögiriistade, toidupakendite ja jooginõude tootmisel. Ainult mõned anorgaanilised ühendid võivad avaldada negatiivset mõju. Samuti on uuringutega kindlaks tehtud, et alumiiniumi ei kasutata elusolendite ainevahetuses, selle roll elus on tühine.