각 화학 원소는 다음에서 볼 수 있습니다.세 가지 과학의 관점 : 물리학, 화학 및 생물학. 그리고이 기사에서는 가능한 한 정확하게 알루미늄을 특성화하려고 노력할 것입니다. 주기율표에 따르면 세 번째 그룹과 세 번째 기간의 화학 원소입니다. 알루미늄은 평균적인 화학적 활성을 가진 금속입니다. 또한 화합물에서 양쪽 성 특성을 관찰 할 수 있습니다. 알루미늄의 원자 질량은 몰당 26g입니다.
정상적인 조건에서는고체. 알루미늄의 공식은 매우 간단합니다. 그것은 연속적인 물질로 결정 격자로 정렬 된 원자 (분자로 결합하지 않음)로 구성됩니다. 알루미늄 색상은 은백색입니다. 또한이 그룹의 다른 모든 물질과 마찬가지로 금속 광택이 있습니다. 산업에서 사용되는 알루미늄의 색상은 합금에 불순물이 존재하기 때문에 다를 수 있습니다. 상당히 가벼운 금속입니다.
알루미늄의 용융은 온도에서 발생합니다.섭씨 660도에 불과합니다. 그리고 섭씨 2 천사 백 오십이도의 온도로 가열하면 끓습니다. 매우 연성이고 저 융점 금속입니다. 알루미늄의 물리적 특성은 여기서 끝나지 않습니다. 나는 또한이 금속이 구리와은 다음으로 최고의 전기 전도도를 가지고 있음을 주목하고 싶습니다.
알루미늄, 우리의 기술적 특성환경에서 매우 흔한 것으로 간주됩니다. 많은 미네랄에서 볼 수 있습니다. 알루미늄 원소는 자연에서 네 번째로 풍부한 원소입니다. 지각의 질량 분율은 거의 9 %입니다. 원자를 포함하는 주요 미네랄은 보크 사이트, 커런덤, 빙정석입니다. 첫 번째는 철, 실리콘 및 해당 금속의 산화물로 구성된 암석이며 물 분자도 구조에 존재합니다. 그것은 다양한 불순물의 존재에 따라 회색, 적갈색 및 기타 색상의 조각과 같이 균일하지 않은 색상을 가지고 있습니다. 이 품종의 30 ~ 60 %는 알루미늄이며, 사진은 위에서 볼 수 있습니다. 또한 커런덤은 본질적으로 매우 흔한 미네랄입니다.
이것은 산화 알루미늄입니다.그것의 화학 공식은 Al2O3입니다. 빨간색, 노란색, 파란색 또는 갈색 일 수 있습니다. Mohs 척도의 경도는 9입니다. 커런덤의 종류에는 잘 알려진 사파이어와 루비, 류코 사파이어, 파파 라차 (옐로우 사파이어)가 있습니다.
빙정석은 더 복잡한 광물입니다화학식. 알루미늄과 불화 나트륨 (AlF3 • 3NaF)으로 구성됩니다. 경도가 낮은 무색 또는 칙칙한 돌처럼 보입니다. 현대 사회에서는 실험실에서 인공적으로 합성됩니다. 그것은 야금에 사용됩니다.
또한 알루미늄은 자연에서 찾을 수 있습니다.물 분자와 관련된 실리콘과 금속의 산화물이 주성분 인 점토의 조성. 또한,이 화학 원소는 네 펠린의 조성에서 관찰 될 수 있으며, 그 화학 공식은 다음과 같습니다 : KNa3 [AlSiO4] 4.
알루미늄의 특성은합성 방법에 대한 고려. 몇 가지 방법이 있습니다. 첫 번째 방법에 의한 알루미늄 생산은 세 단계로 이루어집니다. 이들 중 마지막은 음극과 탄소 양극에서의 전기 분해 절차입니다. 이러한 과정을 수행하기 위해서는 빙정석 (공식-Na3AlF6) 및 불화 칼슘 (CaF2)과 같은 보조 물질뿐만 아니라 산화 알루미늄이 필요합니다. 물에 용해 된 산화 알루미늄의 분해 과정이 일어나기 위해서는 용융 된 빙정석과 불화 칼슘과 함께 섭씨 90도 이상의 온도로 가열 한 다음 이러한 물질을 8 만 암페어의 전류와 5-500의 전압으로 통과시켜야합니다. 8 볼트. 따라서이 과정의 결과로 알루미늄은 음극에 정착하고 산소 분자는 양극에 모여 양극을 산화시켜 이산화탄소로 전환합니다. 이 절차를 수행하기 전에 산화 알루미늄이 채굴되는 형태의 보크 사이트는 불순물로부터 예비 적으로 정제되고 탈수 과정을 거칩니다.
위에서 설명한 방법으로 알루미늄을 생산하고,야금에서 매우 일반적입니다. F. Wöhler가 1827 년에 발명 한 방법도 있습니다. 알루미늄은 염화물과 칼륨 사이의 화학 반응을 사용하여 채굴 할 수 있다는 사실에 있습니다. 유사한 프로세스는 매우 높은 온도와 진공의 형태로 특별한 조건을 생성해야만 수행 할 수 있습니다. 따라서 1 몰의 염화물과 동일한 부피의 칼륨으로부터 1 몰의 알루미늄과 3 몰의 염화칼륨이 부산물로 얻어 질 수 있습니다. 이 반응은 다음 방정식의 형식으로 작성할 수 있습니다. АІСІ3 + 3К = АІ + 3КСІ. 이 방법은 야금에서 많은 인기를 얻지 못했습니다.
위에서 언급했듯이 이것은 단순한 물질입니다.분자로 결합되지 않은 원자로 구성됩니다. 거의 모든 금속이 이러한 구조를 형성합니다. 알루미늄은 화학적 활성이 상당히 높고 환원성이 강합니다. 알루미늄의 화학적 특성은 다른 단순 물질과의 반응에 대한 설명으로 시작하여 복잡한 무기 화합물과의 상호 작용에 대해 설명합니다.
여기에는 우선 산소가 포함됩니다.지구상에서 가장 흔한 화합물입니다. 그것의 21 %는 지구 대기로 구성되어 있습니다. 주어진 물질과 다른 물질의 반응을 산화 또는 연소라고합니다. 일반적으로 고온에서 발생합니다. 그러나 알루미늄의 경우 정상적인 조건에서 산화가 가능합니다. 이것이 산화막이 형성되는 방식입니다. 이 금속이 부서지면 타면서 열의 형태로 많은 양의 에너지를 방출합니다. 알루미늄과 산소 사이의 반응을 수행하기 위해 이러한 성분은 4 : 3의 몰비로 필요하며 결과적으로 산화물의 두 부분을 얻습니다.
이 화학적 상호 작용은 다음과 같이 표현됩니다.다음 방정식의 형태 : 4АІ + 3О2 = 2АІО3. 알루미늄과 할로겐 (불소, 요오드, 브롬 및 염소 포함)의 반응도 가능합니다. 이러한 공정의 이름은 불소화, 요오드화, 브롬화 및 염소화와 같은 해당 할로겐의 이름에서 유래합니다. 이들은 전형적인 부가 반응입니다.
예를 들어 알루미늄과 염소의 상호 작용을 살펴 보겠습니다. 이런 종류의 과정은 추위에서만 발생할 수 있습니다.
그래서 알루미늄 2 몰과 염소 3 몰을 취하면결과적으로 우리는 고려 된 금속의 2 몰의 염화물을 얻습니다. 이 반응의 방정식은 다음과 같습니다 : 2AI + 3CI = 2AICI3. 같은 방법으로 불화 알루미늄, 브로마이드 및 요오드화물을 얻을 수 있습니다.
문제의 물질은 유황과 만 반응합니다.가열되면. 이 두 화합물 사이의 상호 작용을 수행하려면 2 ~ 3의 몰 비율로 가져와야하며 황화 알루미늄의 한 부분이 형성됩니다. 반응 방정식은 다음과 같습니다 : 2Al + 3S = Al2S3.
또한 고온에서 알루미늄탄소와 상호 작용하여 탄화물을 형성하고 질소와 상호 작용하여 질화물을 형성합니다. 다음과 같은 화학 반응 방정식을 예로들 수 있습니다. 4АI + 3C = АІ4С3; 2Al + N2 = 2AlN.
여기에는 물, 염분, 산, 염기, 산화물이 포함됩니다. 알루미늄은 이러한 모든 화합물과 다르게 반응합니다. 각 사례를 자세히 살펴 보겠습니다.
지구상에서 가장 흔한 복합물물질, 알루미늄은 가열되면 상호 작용합니다. 이것은 산화막을 미리 제거하는 경우에만 발생합니다. 상호 작용의 결과로 양쪽 성 수산화물이 형성되고 수소도 공기 중으로 방출됩니다. 알루미늄 두 부분과 물 여섯 부분을 취하면 수산화물과 수소를 2 ~ 3 몰 비율로 얻습니다. 이 반응의 방정식은 2AI + 6H2O = 2AI (OH) 3 + 3H2로 작성됩니다.
다른 활성 금속과 마찬가지로 알루미늄은대체 반응을 시작합니다. 동시에 산에서 수소를 대체하거나 염에서보다 수동적 인 금속의 양이온을 대체 할 수 있습니다. 이러한 상호 작용의 결과로 알루미늄 염이 형성되고 수소도 방출되거나 (산의 경우) 순수한 금속 침전물 (고려한 것보다 덜 활성 인 침전물)이 생성됩니다. 두 번째 경우에는 위에서 언급 한 환원 특성이 나타납니다. 예를 들어 알루미늄과 염산의 상호 작용으로 염화 알루미늄이 형성되고 수소가 공기 중으로 방출됩니다. 이러한 종류의 반응은 다음 방정식의 형태로 표현됩니다 : 2AI + 6HCl = 2AICI3 + 3H2.
알루미늄과 소금의 상호 작용의 예는 다음과 같습니다.황산구리와의 반응으로 작용합니다. 이 두 가지 성분을 취하면 황산 알루미늄과 순수한 구리로 끝나고 침전됩니다. 황산 및 질산과 같은 산과 함께 알루미늄은 독특한 방식으로 반응합니다. 예를 들어, 알루미늄을 질산의 희석 용액에 8 ~ 30의 몰비로 첨가하면 해당 금속의 질산염 8 부가 형성되고 산화 질소 3 부 및 물 15 부가 형성됩니다. 이 반응의 방정식은 8Al + 30HNO3 = 8Al (NO3) 3 + 3N2O + 15H2O와 같이 작성됩니다. 이 과정은 온도가 높을 때만 발생합니다.
알루미늄과 약한 용액을 섞으면몰 비율로 2 ~ 3의 황산을 사용하면 해당 금속의 황산염과 1 ~ 3의 비율로 수소를 얻습니다. 즉, 다른 산의 경우와 마찬가지로 일반적인 치환 반응이 발생합니다. 명확성을 위해 방정식 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2를 제시합니다. 그러나 동일한 산의 농축 용액을 사용하면 모든 것이 더 복잡합니다. 여기서 질산염의 경우와 마찬가지로 부산물이 형성되지만 산화물 형태가 아니라 황과 물의 형태로 형성됩니다. 우리가 필요한 두 가지 성분을 2-4의 몰비로 취하면 결과적으로 우리는 문제의 금속 염과 황의 한 부분과 물의 네 부분을 얻습니다. 이 화학적 상호 작용은 다음 방정식을 사용하여 표현할 수 있습니다. 2Al + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + S + 4H2O.
그리고 마지막으로 고려해야 할 것은알루미늄과 일부 산화물의 상호 작용 패턴. 가장 일반적이고 사용되는 사례는 Beketov 반응입니다. 위에서 논의한 많은 다른 사람들과 마찬가지로 고온에서만 발생합니다. 따라서 구현을 위해 2 몰의 알루미늄과 1 몰의 산화철이 필요합니다. 이 두 물질의 상호 작용의 결과로 산화 알루미늄과 유리 철을 각각 1 몰과 2 몰의 양으로 얻습니다.
알루미늄의 사용은 매우 빈번합니다.현상. 우선 항공 산업에 필요합니다. 마그네슘 합금과 함께 해당 금속을 기반으로 한 합금도 여기에 사용됩니다. 평균 항공기는 50 % 알루미늄이고 엔진은 25 %라고 말할 수 있습니다. 또한 알루미늄은 우수한 전기 전도성으로 인해 전선 및 케이블 제조에 사용됩니다. 또한이 금속 및 그 합금은 자동차 산업에서 널리 사용됩니다. 이러한 재료는 자동차, 버스, 트롤리 버스, 일부 트램, 일반 열차 및 전기 열차의 객차에 사용됩니다.
위에서 언급했듯이 큰 알루미늄양은 지각에 포함되어 있습니다. 살아있는 유기체에 특히 중요합니다. 알루미늄은 성장 과정의 조절에 관여하고 뼈, 인대 및 기타와 같은 결합 조직을 형성합니다. 이 미세 요소 덕분에 신체 조직의 재생 과정이 더 빨리 수행됩니다. 결핍은 다음과 같은 증상이 특징입니다 : 어린이, 성인의 발달 및 성장 장애-만성 피로, 성능 저하, 운동 조정 장애, 조직 재생 속도 감소, 특히 사지의 근육 약화. 이 미량 원소가 포함 된 음식을 너무 적게 섭취하면 이러한 현상이 발생할 수 있습니다.
그러나 더 일반적인 문제는 과잉입니다몸에 알루미늄. 동시에 긴장, 우울증, 수면 장애, 기억 상실, 스트레스 저항, 근골격계의 연화와 같은 증상이 자주 관찰되어 잦은 골절과 염좌를 유발할 수 있습니다. 신체에 장기간 알루미늄이 과도하게 남아 있으면 거의 모든 기관 시스템의 작업에서 종종 문제가 발생합니다.
여러 가지 이유 때문에이 현상이 발생할 수 있습니다.우선 알루미늄 조리기구입니다. 과학자들은 고온에서 알루미늄의 일부가 음식에 들어가고 그 결과 신체가 필요로하는 것보다 훨씬 더 많은 미량 원소를 소비하기 때문에 문제의 금속으로 만든 접시가 음식을 조리하는 데 적합하지 않다는 것을 오랫동안 입증했습니다.
두 번째 이유는 정기적 인 사용입니다.해당 금속 또는 그 염을 포함하는 화장품. 제품을 사용하기 전에 구성을주의 깊게 읽어야합니다. 화장품도 예외는 아닙니다.
세 번째 이유는오랫동안 많은 알루미늄을 함유하고 있습니다. 또한이 미량 원소를 포함하는 비타민과 식품 첨가물의 오용.
이제 어떤 제품인지 알아 봅시다식단을 조절하고 메뉴를 올바르게 구성하기 위해 알루미늄이 포함되어 있습니다. 우선, 이들은 당근, 가공 치즈, 밀, 명반, 감자입니다. 과일의 경우 아보카도와 복숭아를 권장합니다. 또한 흰 양배추, 쌀, 많은 약초에는 알루미늄이 풍부합니다. 또한 해당 금속의 양이온이 식수에 포함될 수 있습니다. 체내 알루미늄 함량이 증가하거나 감소하는 것을 방지하려면 (그러나 다른 미량 원소와 마찬가지로) 식단을주의 깊게 모니터링하고 가능한 한 균형 잡히도록 노력해야합니다.
