Алюминий Бусаргина Екатерина 11 А класс

Общая характеристика Алюминий – наиболее распространенный металл и третий по распространенности химический элемент в земной коре (после кислорода и кремния). Элемент 13-й группы периодической таблицы химических элементов Менделеева, третьего периода, с атомным номером 13. Обозначение – Al (лат. Aluminium). Относится к группе легких металлов.

История открытия Соединения алюминия были известны человеку с древних времён (алюмо-калиевые квасцы КAl(SO), природные глины ) Первые попытки получить алюминий: Х.К.Эрстед (датский ученый): Использовал эмульгированный калий в качестве восстановителя алюминия из оксида. Велер (немецкий ученый-химик): Нагревание безводного хлорида алюминия с металлическим калием Al Дэви (1807 г.): Электролиз глинозема металл, который был назван алюмиумом (Alumium) или алюминумом (Aluminum), что в переводе с латинского - квасцы Ч.М. Холл (1886 г.): Раствор оксида алюминия в расплаве криолита AlFnNaF пропуск через постоянный электрический ток алюминий

Эрстед Дэви Холл

Физические свойства Серебристо-белый легкий металл Температура плавления = 660°С Плотность = 2,7 кг/м³ Температура кипения = °С Пластичность; легкое вытягивание в проволоку и раскатывание в листы и фольгу Хороший проводник электричества и тепла Высокая прочность и легкость сплавов алюминия с различными металлами Способность к отражению света

Химические свойства 1) Не реагирует с классическими окислителями: с HO (t°), O, HNO (без нагревания) практически не подвержен коррозии 2) Легко реагирует с простыми веществами: с кислородом: 4Al + 3O 2AlO с галогенами (кроме фтора): 2Al + 3Сl 2AlСl с другими неметаллами (при нагревании): 2Al + 3S Al S 3) Полный гидролиз сульфида и карбида алюминия: AlS + 6HO 2Al(OH) + 3HS AlC + 12HO 4Al(OH) + 3CH 4) Реагирование со сложными веществами: с водой: 2Al + 6HO 2Al(OH) + 3H со щелочами: 2Al + 2NaOH + 6HO 2Na[Al(OH)] + 3H

2Al + 6NaOH 2NaAlO + 3H 5) Легкое растворение в соляной и разбавленной серной кислотах: 2Al + 6HCl 2AlCl + 3H 2Al + 3HSO Al(SO) + 3H 6) Растворение в кислотах – окислителях: 8Al + 15HSO 4Al(SO) + 3HS + 12HO Al + 6HNO Al(NO) + 3NO + 3HO 7) Восстановление металлов из их оксидов (алюминотермия): 8Al + 3FeO 4AlO + 9Fe 2Al + CrO AlO + 2Cr

Получение в промышленности 1854 г. - А. Девиль изобрел первый практический способ промышленного производства алюминия 3 основные стадии: добыча и обогащение руды, получение из руды чистой окиси алюминия (глинозема), восстановление алюминия из окиси путем электролиза 1) Добыча и обогащение руды: Добыча бокситов (основной алюминиевой руды) Дробление бокситов Обогащение раздробленных бокситов 2) Процесс Байера: Нагревание боксита с едким натром Фильтрование О саждение гидроокиси алюминия и ее прокаливание для выделения чистого глинозема 3) Электролиз Холла- Эру: Растворение глинозема в расплавленном криолите Электролиз раствора выделение алюминия

Получение в лаборатории 1827 г. - Фридрих Вёлер предложил лабораторный способ получения алюминия восстановлением металлическим калием безводного хлорида алюминия (реакция протекает при нагревании без доступа воздуха): AlCl + 3K 3KCl + Al

Алюминиевая промышленность Место, страна Производство алюминия в 2010 году, тыс. тонн Годовые производственные мощности, тыс. тонн 1) Китай ) Россия ) Канада ) Австралия ) США ) Бразилия ) Индия ) ОАЭ ) Бахрейн ) Норвегия Крупнейшие производители алюминия

В 1865 г. известный русский химик Н.Н. Бекетов открыл метод восстановления металлов с помощью алюминия, получивший название алюминотермии. Сущность метода состоит в том, что при поджигании смеси окислов многих металлов с элементарным алюминием происходит восстановление этих металлов. Если окисел взят в избытке, то полученный металл будет почти свободным от примеси элемента 13. Этим методом сейчас широко пользуются при получении хрома, ванадия, марганца. Алюминотермия

Применение алюминия Пиротехника Производство сероводорода Авиационная и авиакосмическая промышленности Криогенная техника Изготовление зеркал Производство строительных материалов Ювелирные изделия Cтоловые приборы Стекловарение Пищевая промышленность Ракетная техника Восстановление металлов Добавка к сплавам Тепловое оборудование Электротехника

Алюминий в пище Продукты с алюминием: хлеб, дрожжи, синтетические пищевые добавки и искусственные красители, консервы, колбаса, печенье, поваренная соль, сыр, сгущенное молоко, овсянка, пшеница, зеленый горох, рис, картофель, авокадо, баклажан, киви, персик, манка, белокочанная капуста Е520, E521, E522, E523 – это сульфаты алюминия, которые хорошо всасываются кишечником, что опасно для организма Е541, E554, E555, E556, E559 - фосфаты и силикаты алюминия (менее опасны, так как хуже усваиваются в кишечнике)

Вода из-под крана, прежде чем попасть в наш дом, проходит техническую очистку от примесей с помощью сульфата алюминия. Примеси коагулируются, а алюминий остается, и никаким кипячением его не выведешь (слабая надежда – только на домашний фильтр). Алюминий в воде

Алюминий в дезодорантах, антиперспирантах и косметике Через кожу алюминий усваивается очень даже интенсивно В современных дезодорантах–антиперспирантах (которые рекламируются как действующие 24 часа) содержится до 25% хлоргидратов и хлоридов алюминия. Именно за счет алюминия они и действуют, так как он вызывает в отдельно взятых подмышках маленькую алюминиевую болезнь, один из симптомов которой – сухость кожи и отсутствие пота. Соединения алюминия также используются в некоторых кремах, туши, губной помаде.

Алюминий в лекарствах и вакцинах Гидроксиды алюминия являются составляющей основных вакцин. Группа западных ученых доказала, что после них сильно снижается иммунитет, а у детей может развиться аллергия буквально на все. Хуже всего выводится алюминий из организма людей, имеющих проблемы с кишечником и почками. Однако именно их терапевты активно кормят алюминием – он содержится практически во всех кислота понижающих препаратах, которые рекламируются «от боли в желудке для всей семьи».

Алюминий в человеческом организме Практически во всех органах человека обнаружен алюминий Большинство биомолекул содержит алюминий, который отвечает за связи с атомами азота или кислорода Алюминий - иммунотоксичный элемент (т.к. может легко соединяться с белками) Суточная потребность взрослого человека в алюминии составляет мг Токсичная доза алюминия - от 50 мг в сутки Но накапливаясь в организме, алюминий: умерщвляет клетки мозга (парализует центральную нервную систему, вызывает дрожание головы и судороги) вызывает анемию и артрит (у больных артритом алюминия в крови в пять раз больше, чем у здоровых) угнетает выработку желудочных и слюнных ферментов способствует развитию остеопороза (хрупкости костей) и рахита

Алюминоз легких Особенно тяжелые отравления алюминием стали наблюдаться у рабочих при его широком применении в самолетостроении, – из-за вдыхания алюминиевой пыли. Профессиональное заболевание носит название алюминоза легких и сопровождается сморщиванием легких (то есть постепенным замещением легочной ткани фиброзной), атеросклерозом (особенно сосудов бронхов), потерей аппетита, кашлем, иногда болями в желудке, тошнотой, запорами, «рвущими» болями во всем теле, дерматитами и изменением крови.

Алюминий и болезнь Альцгеймера Болезнь Альцгеймера (провалы в памяти и маразм при повышенной концентрации алюминия в мозге) – «привилегия» цивилизованных стран В США алюминий вверг в безумие три миллиона человек (среди них - бывший президент Рейган) Не редки случаи заболевания лиц, не достигших 50 лет Первые сигналы болезни - депрессия, апатия, неожиданные провалы в памяти, затем, по мере нарастания атрофических процессов в коре головного мозга, могут присоединяться другие психические и неврологические (например, судороги, параличи или парезы) симптомы

Факты Алюминиевая банка из-под пива разлагается в среднем за 80 лет 8,80% массы земной коры составлены алюминием В теле взрослого человека присутствует до 140 мг алюминия Соединения алюминия встречаются не только на Земле, но и на Луне и Марсе Алюминий содержится даже в яблоках - до 150 мг/кг Самое древнее изделие, содержащее 85% алюминия, датируется III-м веком н.э В 1860-е годы каждая парижская модница непременно должна была иметь в своем наряде хотя бы одно украшение из алюминия Ракета «Сатурн» сжигает за время полета 36 т алюминиевого порошка