योजना के अनुसार एल्युमिनियम की विशेषताएँ बताइए। एल्यूमीनियम के रासायनिक और भौतिक गुण

अल्युमीनियमअपने शुद्ध रूप में सबसे पहले फ्रेडरिक वोहलर द्वारा अलग किया गया था। एक जर्मन रसायनज्ञ ने निर्जल तत्व क्लोराइड को पोटैशियम धातु के साथ गर्म किया। यह 19वीं सदी के उत्तरार्ध में हुआ था। 20वीं सदी से पहले एल्युमीनियम का किलोअधिक कीमत का।

केवल अमीर और राज्य ही नई धातु खरीद सकते थे। उच्च लागत का कारण एल्यूमीनियम को अन्य पदार्थों से अलग करने की कठिनाई है। औद्योगिक पैमाने पर तत्व निकालने की विधि चार्ल्स हॉल द्वारा प्रस्तावित की गई थी।

1886 में, उन्होंने एक क्रायोलाइट पिघल में ऑक्साइड को भंग कर दिया। जर्मन ने मिश्रण को एक ग्रेनाइट के बर्तन में बंद कर दिया और उसमें एक विद्युत प्रवाह जोड़ा। शुद्ध धातु के प्लाक कंटेनर के तल पर बस गए।

एल्यूमीनियम के रासायनिक और भौतिक गुण

क्या एल्यूमीनियम?चांदी सफेद, चमकदार। इसलिए, फ्रेडरिक वोहलर ने अपने द्वारा प्राप्त धातु के दानों की तुलना की। लेकिन, एक चेतावनी थी - एल्युमीनियम बहुत हल्का होता है।

प्लास्टिसिटी कीमती के करीब है और। एल्युमिनियम एक पदार्थ है, पतले तार और चादरों में खींचने की समस्याओं के बिना। पन्नी को याद करने के लिए यह पर्याप्त है। इसे 13वें तत्व के आधार पर बनाया गया है।

एल्युमिनियम अपने कम घनत्व के कारण हल्का होता है। यह लोहे से तीन गुना कम है। वहीं, 13वां तत्व ताकत में लगभग हीन नहीं है।

इस संयोजन ने उद्योग में चांदी की धातु को अपरिहार्य बना दिया है, उदाहरण के लिए, ऑटोमोबाइल के लिए भागों का उत्पादन। हम हस्तशिल्प उत्पादन की बात कर रहे हैं, क्योंकि एल्यूमीनियम वेल्डिंगघर पर भी संभव है।

एल्यूमीनियम सूत्रआपको प्रकाश को सक्रिय रूप से प्रतिबिंबित करने की अनुमति देता है, लेकिन गर्मी की किरणें भी। तत्व की विद्युत चालकता भी अधिक है। मुख्य बात इसे ज़्यादा गरम नहीं करना है। यह 660 डिग्री पर पिघलेगा। तापमान थोड़ा अधिक बढ़ाएँ - यह जल जाएगा।

धातु गायब हो जाएगी, केवल अल्यूमिनियम ऑक्साइड. यह मानक परिस्थितियों में भी बनता है, लेकिन केवल एक सतह फिल्म के रूप में। यह धातु की रक्षा करता है। इसलिए, यह जंग को अच्छी तरह से रोकता है, क्योंकि ऑक्सीजन की पहुंच अवरुद्ध है।

ऑक्साइड फिल्म धातु को पानी से भी बचाती है। यदि एल्यूमीनियम की सतह से पट्टिका हटा दी जाती है, तो एच 2 ओ के साथ प्रतिक्रिया शुरू हो जाएगी। कमरे के तापमान पर भी हाइड्रोजन गैसें निकल जाएंगी। ताकि, एल्यूमीनियम नावकेवल ऑक्साइड फिल्म और जहाज के पतवार पर लगाए गए सुरक्षात्मक पेंट के कारण धुएं में नहीं बदल जाता है।

सर्वाधिक क्रियाशील एल्यूमीनियम बातचीतअधातुओं के साथ। ब्रोमीन और क्लोरीन के साथ अभिक्रिया सामान्य परिस्थितियों में भी जारी रहती है। परिणामस्वरूप, वे बनते हैं एल्यूमीनियम लवण. 13वें तत्व को अम्ल विलयन के साथ मिलाकर हाइड्रोजन लवण प्राप्त किया जाता है। प्रतिक्रिया भी क्षार के साथ होगी, लेकिन ऑक्साइड फिल्म को हटाने के बाद ही। शुद्ध हाइड्रोजन निकलेगा।

एल्यूमीनियम का अनुप्रयोग

दर्पणों पर धातु का छिड़काव किया जाता है। अच्छा प्रकाश प्रतिबिंब। प्रक्रिया निर्वात परिस्थितियों में होती है। वे न केवल मानक दर्पण बनाते हैं, बल्कि दर्पण सतहों वाली वस्तुएं भी बनाते हैं। ये हैं: सिरेमिक टाइलें, घरेलू उपकरण, लैंप।

युगल एल्यूमीनियम तांबा- ड्यूरलुमिन बेस। इसे बस ड्यूरल कहा जाता है। के रूप में जोड़ा गया। रचना शुद्ध एल्यूमीनियम की तुलना में 7 गुना अधिक मजबूत है, इसलिए, यह मैकेनिकल इंजीनियरिंग और विमान डिजाइन के क्षेत्र के लिए उपयुक्त है।

तांबा 13वें तत्व को ताकत देता है, लेकिन भारीपन नहीं। ड्यूरल लोहे से 3 गुना हल्का रहता है। छोटा एल्यूमीनियम का द्रव्यमान- कारों, विमानों, जहाजों के हल्केपन की प्रतिज्ञा। यह परिवहन, संचालन को सरल करता है, उत्पादों की कीमत कम करता है।

एल्युमिनियम खरीदेंकार निर्माता भी प्रयास करते हैं क्योंकि इसके मिश्र धातुओं पर सुरक्षात्मक और सजावटी यौगिक आसानी से लागू होते हैं। पेंट स्टील, प्लास्टिक की तुलना में तेजी से और अधिक समान रूप से लेट जाता है।

इसी समय, मिश्र धातु निंदनीय हैं, संसाधित करने में आसान हैं। यह मूल्यवान है, आधुनिक कार मॉडल पर बड़े पैमाने पर मोड़ और रचनात्मक बदलाव को देखते हुए।

13 वां तत्व न केवल डाई करना आसान है, बल्कि डाई के रूप में भी कार्य कर सकता है। कपड़ा उद्योग में खरीदा एल्यूमीनियम सल्फेट. यह छपाई में भी काम आता है, जहां अघुलनशील रंगद्रव्य की आवश्यकता होती है।

यह दिलचस्प है कि उपायसल्फेट अल्युमीनियमजल शोधन के लिए भी उपयोग किया जाता है। एक "एजेंट" की उपस्थिति में, हानिकारक अशुद्धियाँ अवक्षेपित हो जाती हैं और निष्प्रभावी हो जाती हैं।

13वें तत्व और अम्लों को निष्क्रिय करता है। वह इस भूमिका में विशेष रूप से अच्छे हैं। एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड. यह फार्माकोलॉजी, दवा, नाराज़गी की दवाओं को जोड़ने में मूल्यवान है।

हाइड्रॉक्साइड अल्सर, आंतों के पथ की सूजन प्रक्रियाओं के लिए भी निर्धारित है। तो एक फार्मेसी दवा भी है एल्यूमीनियम। अम्लपेट में - ऐसी दवाओं के बारे में अधिक जानने का एक कारण।

यूएसएसआर में, एल्यूमीनियम के 11% अतिरिक्त के साथ कांस्य का भी खनन किया गया था। संकेतों का मूल्य 1, 2 और 5 कोप्पेक है। उन्होंने 1926 में उत्पादन शुरू किया, 1957 में समाप्त हुआ। लेकिन डिब्बाबंद भोजन के लिए एल्यूमीनियम के डिब्बे का उत्पादन बंद नहीं किया गया है।

13वें तत्व के आधार पर दम किया हुआ मांस, सौरी और पर्यटकों के अन्य नाश्ते अभी भी कंटेनरों में पैक किए जाते हैं। ऐसे डिब्बे भोजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं, जबकि वे हल्के और सस्ते होते हैं।

एल्यूमीनियम पाउडर कई विस्फोटक मिश्रणों का हिस्सा है, जिसमें आतिशबाज़ी बनाने की विद्या भी शामिल है। उद्योग में, ट्रिनिट्रोटोल्यूइन और कुचल तत्व 13 पर आधारित विध्वंसक तंत्र का उपयोग किया जाता है। एल्युमिनियम में अमोनियम नाइट्रेट मिलाने से एक शक्तिशाली विस्फोटक भी प्राप्त होता है।

तेल उद्योग की जरूरत है एल्यूमीनियम क्लोराइड. यह कार्बनिक पदार्थों के भिन्नों में अपघटन में उत्प्रेरक की भूमिका निभाता है। तेल में 13 वीं धातु के क्लोराइड के साथ बातचीत करते हुए, गैसोलीन प्रकार के गैसीय, हल्के हाइड्रोकार्बन को छोड़ने की क्षमता होती है। अभिकर्मक निर्जल होना चाहिए। क्लोराइड डालने के बाद मिश्रण को 280 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है।

निर्माण में, मैं अक्सर मिलाता हूं सोडियमऔर अल्युमीनियम. यह कंक्रीट के लिए एक योजक निकला। सोडियम एलुमिनेट जलयोजन को तेज करके इसके सख्त होने को तेज करता है।

माइक्रोक्रिस्टलाइजेशन की दर बढ़ जाती है, जिसका अर्थ है कि कंक्रीट की ताकत और कठोरता बढ़ जाती है। इसके अलावा, सोडियम एल्युमिनेट घोल में रखी फिटिंग को जंग से बचाता है।

एल्यूमिनियम खनन

धातु पृथ्वी पर शीर्ष तीन सबसे आम को बंद कर देती है। यह इसकी उपलब्धता और व्यापक अनुप्रयोग की व्याख्या करता है। हालांकि, प्रकृति मनुष्य को उसके शुद्ध रूप में तत्व नहीं देती है। एल्यूमीनियम को विभिन्न यौगिकों से अलग करना पड़ता है। 13वें तत्व का अधिकांश भाग बॉक्साइट में होता है। ये मिट्टी जैसी चट्टानें हैं, जो मुख्य रूप से उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में केंद्रित हैं।

बॉक्साइट को कुचला जाता है, फिर सुखाया जाता है, फिर से कुचला जाता है और थोड़ी मात्रा में पानी की उपस्थिति में पीस लिया जाता है। यह एक मोटा द्रव्यमान निकलता है। इसे भाप से गर्म किया जाता है। साथ ही, जिनमें से अधिकांश बॉक्साइट भी खराब नहीं होता है, वाष्पित हो जाता है। 13वीं धातु का ऑक्साइड रहता है।

इसे औद्योगिक स्नानागार में रखा गया है। उनमें पहले से ही पिघला हुआ क्रायोलाइट होता है। तापमान लगभग 950 डिग्री सेल्सियस रखा गया है। हमें कम से कम 400 kA की शक्ति वाले विद्युत प्रवाह की भी आवश्यकता होती है। यानी इलेक्ट्रोलिसिस का इस्तेमाल 200 साल पहले की तरह ही किया जाता है, जब तत्व को चार्ल्स हॉल द्वारा अलग किया गया था।

एक गर्म घोल से गुजरने पर, करंट धातु और ऑक्सीजन के बीच के बंधन को तोड़ देता है। नतीजतन, स्नान के तल पर साफ रहता है एल्यूमीनियम। प्रतिक्रियाओंखत्म। तलछट से कास्टिंग करके और उन्हें उपभोक्ता को भेजकर, या वैकल्पिक रूप से, विभिन्न मिश्र धातुओं के निर्माण के लिए उनका उपयोग करके प्रक्रिया पूरी की जाती है।

मुख्य एल्यूमीनियम उत्पादन बॉक्साइट जमा के समान स्थान पर स्थित है। सबसे आगे गिनी है। 13वें तत्व का लगभग 8,000,000 टन इसकी आंत में छिपा है। ऑस्ट्रेलिया 6,000,000 के संकेतक के साथ दूसरे स्थान पर है। ब्राजील में, एल्यूमीनियम पहले से ही 2 गुना कम है। वैश्विक भंडार 29,000,000 टन अनुमानित है।

एल्यूमीनियम की कीमत

एक टन एल्युमीनियम के लिए वे लगभग 1,500 अमेरिकी डॉलर मांगते हैं। ये 20 जनवरी, 2016 तक अलौह धातु एक्सचेंजों के डेटा हैं। लागत मुख्य रूप से उद्योगपतियों द्वारा निर्धारित की जाती है। अधिक सटीक रूप से, एल्यूमीनियम की कीमत कच्चे माल की उनकी मांग से प्रभावित होती है। यह आपूर्तिकर्ताओं के अनुरोधों और बिजली की लागत को प्रभावित करता है, क्योंकि 13 वें तत्व का उत्पादन ऊर्जा गहन है।

अन्य कीमतें एल्युमीनियम के लिए निर्धारित हैं। वह मंदी में चला जाता है। प्रति किलोग्राम लागत की घोषणा की जाती है, और वितरित सामग्री की प्रकृति मायने रखती है।

तो, विद्युत धातु के लिए वे लगभग 70 रूबल देते हैं। खाद्य ग्रेड एल्यूमीनियम के लिए, आप 5-10 रूबल कम प्राप्त कर सकते हैं। मोटर धातु के लिए भी यही भुगतान किया जाता है। यदि मिश्रित किस्म किराए पर ली जाती है, तो इसकी कीमत 50-55 रूबल प्रति किलोग्राम है।

सबसे सस्ता प्रकार का स्क्रैप एल्युमीनियम की छीलन है। इसके लिए केवल 15-20 रूबल हासिल करने का प्रबंधन करता है। 13वें तत्व के लिए थोड़ा और दिया जाएगा। यह पेय, डिब्बाबंद भोजन के लिए कंटेनरों को संदर्भित करता है।

एल्यूमीनियम रेडिएटर्स को भी कम करके आंका जाता है। प्रति किलोग्राम स्क्रैप की कीमत लगभग 30 रूबल है। ये औसत आंकड़े हैं। अलग-अलग क्षेत्रों में, अलग-अलग बिंदुओं पर, एल्यूमीनियम अधिक महंगा या सस्ता स्वीकार किया जाता है। अक्सर सामग्री की लागत वितरित मात्रा पर निर्भर करती है।

(ए एल), गैलियम (गा), इंडियम (इन) और थैलियम (टी एल)।

जैसा कि दिए गए डेटा से देखा जा सकता है, इन सभी तत्वों को खोला गया था XIX सदी।

मुख्य उपसमूह की धातुओं की खोज तृतीय समूहों

पर	अली	गा	में	टी एल
1806	1825	1875	1863	1861
जी. लुसाक,	जी.एच. ओर्स्टेड	एल. डी बोइसबौद्रान	एफ. रीच,	डब्ल्यू. क्रुक्स
एल टेनार्ड	(डेनमार्क)	(फ्रांस)	I. रिक्टर	(इंग्लैंड)
(फ्रांस)			(जर्मनी)

बोरॉन एक अधातु है। एल्युमिनियम एक संक्रमण धातु है, जबकि गैलियम, इंडियम और थैलियम पूर्ण धातु हैं। इस प्रकार, आवर्त प्रणाली के प्रत्येक समूह के तत्वों की परमाणु त्रिज्या में वृद्धि के साथ, सरल पदार्थों के धात्विक गुणों में वृद्धि होती है।

इस लेक्चर में हम एल्युमिनियम के गुणों पर करीब से नज़र डालेंगे।

1. D. I. Mendeleev की तालिका में एल्यूमीनियम की स्थिति। परमाणु की संरचना, ऑक्सीकरण राज्यों को दिखाया गया है।

एल्यूमीनियम तत्व में स्थित हैतृतीय समूह, मुख्य "ए" उपसमूह, आवधिक प्रणाली की तीसरी अवधि, क्रम संख्या 13, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमानअर (अली ) = 27. तालिका में बाईं ओर इसका पड़ोसी मैग्नीशियम, एक विशिष्ट धातु है, और दाईं ओर, सिलिकॉन है, जो अब धातु नहीं है। इसलिए, एल्यूमीनियम को कुछ मध्यवर्ती प्रकृति के गुणों का प्रदर्शन करना चाहिए और इसके यौगिक उभयचर हैं।

अल +13) 2) 8) 3 , p एक अवयव है,

मूल अवस्था 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
उत्साहित राज्य 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

एल्युमिनियम यौगिकों में +3 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है:

अल 0 - 3 ई - → अल +3

2. भौतिक गुण

मुक्त रूप एल्यूमीनियम उच्च तापीय और विद्युत चालकता के साथ एक चांदी-सफेद धातु है।पिघलने का तापमान 650 डिग्री सेल्सियस है। एल्यूमीनियम का घनत्व कम (2.7 ग्राम / सेमी 3) होता है - लोहे या तांबे की तुलना में लगभग तीन गुना कम, और साथ ही यह एक टिकाऊ धातु है।

3. प्रकृति में होना

प्रकृति में व्यापकता के संदर्भ में, यह व्याप्त है धातुओं में पहला और तत्वों में तीसराकेवल ऑक्सीजन और सिलिकॉन के बाद दूसरा। विभिन्न शोधकर्ताओं के अनुसार, पृथ्वी की पपड़ी में एल्यूमीनियम सामग्री का प्रतिशत, पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 7.45 से 8.14% तक है।

प्रकृति में, एल्युमीनियम केवल यौगिकों में होता है (खनिज)।

उनमे से कुछ:

· बॉक्साइट्स - अल 2 ओ 3 एच 2 ओ (अशुद्धियों के साथ SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)

· नेफलाइन्स - केएनए 3 4

· अल्युनाइट्स - केएएल(SO4) 2 2Al(OH) 3

· एल्यूमिना (रेत के साथ काओलिन का मिश्रण SiO 2, चूना पत्थर CaCO 3, मैग्नेसाइट MgCO 3)

· कोरन्डम - अल 2 ओ 3

· फेल्डस्पार (ऑर्थोक्लेज़) - के 2 ओ × अल 2 ओ 3 × 6SiO 2

· काओलिनाइट - अल 2 ओ 3 ×2SiO 2 × 2H 2 O

· अलुनाइट - (ना, के) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al (OH) 3

· बेरिल - 3बीओ अल 2 ओ 3 6एसआईओ 2

बाक्साइट
अल2ओ3	कोरन्डम
	माणिक
	नीलम

4. एल्यूमीनियम और उसके यौगिकों के रासायनिक गुण

एल्युमिनियम सामान्य परिस्थितियों में आसानी से ऑक्सीजन के साथ इंटरैक्ट करता है और एक ऑक्साइड फिल्म के साथ कवर किया जाता है (यह एक मैट उपस्थिति देता है)।

ऑक्साइड फिल्म का प्रदर्शन

इसकी मोटाई 0.00001 मिमी है, लेकिन इसके लिए धन्यवाद, एल्यूमीनियम खराब नहीं होता है। एल्यूमीनियम के रासायनिक गुणों का अध्ययन करने के लिए, ऑक्साइड फिल्म को हटा दिया जाता है। (सैंडपेपर का उपयोग करना, या रासायनिक रूप से: पहले ऑक्साइड फिल्म को हटाने के लिए एक क्षार समाधान में कम करके, और फिर एक एल्यूमीनियम-पारा मिश्र धातु बनाने के लिए पारा लवण के समाधान में - एक अमलगम)।

मैं. सरल पदार्थों के साथ बातचीत

पहले से ही कमरे के तापमान पर एल्युमिनियम सभी हैलोजन के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है, जिससे हैलाइड बनता है। गर्म होने पर, यह एक उत्प्रेरक - पानी की उपस्थिति में आयोडीन के साथ सल्फर (200 डिग्री सेल्सियस), नाइट्रोजन (800 डिग्री सेल्सियस), फास्फोरस (500 डिग्री सेल्सियस) और कार्बन (2000 डिग्री सेल्सियस) के साथ बातचीत करता है:

2ए एल + 3 एस = ए एल 2 एस 3 (एल्यूमीनियम सल्फाइड),

2ए एल + एन 2 \u003d 2ए एलएन (एल्यूमीनियम नाइट्राइड),

ए एल + पी = ए एल पी (एल्यूमीनियम फॉस्फाइड),

4ए एल + 3सी \u003d ए एल 4 सी 3 (एल्यूमीनियम कार्बाइड)।

2 अल +3 आई 2 \u003d 2 ए एल मैं 3 (एल्यूमीनियम आयोडाइड) अनुभव

ये सभी यौगिक एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के निर्माण के साथ पूरी तरह से हाइड्रोलाइज्ड हैं और तदनुसार, हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया, फॉस्फीन और मीथेन:

अल 2 एस 3 + 6एच 2 ओ \u003d 2अल (ओएच) 3 + 3एच 2 एस

अल 4 सी 3 + 12एच 2 ओ \u003d 4एएल (ओएच) 3 + 3सीएच 4

छीलन या पाउडर के रूप में, यह हवा में तेज जलता है, जिससे बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है:

4ए एल + 3 ओ 2 \u003d 2 ए एल 2 ओ 3 + 1676 केजे।

हवा में एल्युमिनियम का दहन

अनुभव

द्वितीय. जटिल पदार्थों के साथ बातचीत

पानी के साथ बातचीत :

2 अल + 6 एच 2 ओ \u003d 2 अल (ओएच) 3 +3 एच 2

ऑक्साइड फिल्म के बिना

अनुभव

धातु आक्साइड के साथ बातचीत:

एल्युमिनियम एक अच्छा अपचायक है, क्योंकि यह सक्रिय धातुओं में से एक है। यह क्षारीय पृथ्वी धातुओं के ठीक बाद गतिविधि श्रृंखला में है। इसलिए धातुओं को उनके ऑक्साइड से पुनर्स्थापित करता है . इस तरह की प्रतिक्रिया - एल्युमिनोथर्मी - का उपयोग शुद्ध दुर्लभ धातुओं, जैसे टंगस्टन, वैनेडियम, आदि को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

3 फ़े 3 ओ 4 +8 अल \u003d 4 अल 2 ओ 3 +9 फ़े +क्यू

Fe 3 O 4 और Al (पाउडर) के थर्माइट मिश्रण का उपयोग थर्माइट वेल्डिंग में भी किया जाता है।

सी आर 2 ओ 3 + 2 ए एल = 2 सी आर + ए एल 2 ओ 3

एसिड के साथ बातचीत :

सल्फ्यूरिक एसिड के घोल के साथ: 2 अल + 3 एच 2 एसओ 4 \u003d अल 2 (एसओ 4) 3 +3 एच 2

यह ठंडे केंद्रित सल्फ्यूरिक और नाइट्रोजनस (निष्क्रिय) के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। इसलिए, नाइट्रिक एसिड को एल्यूमीनियम टैंकों में ले जाया जाता है। गर्म होने पर, एल्युमिनियम बिना हाइड्रोजन छोड़े इन अम्लों को कम करने में सक्षम होता है:

2ए एल + 6एच 2 एस ओ 4 (संक्षिप्त) \u003d ए एल 2 (एस ओ 4) 3 + 3 एस ओ 2 + 6एच 2 ओ,

ए एल + 6 एच नहीं 3 (संक्षिप्त) \u003d ए एल (सं 3) 3 + 3 नहीं 2 + 3 एच 2 ओ।

क्षार के साथ बातचीत .

2 अल + 2 NaOH + 6 एच 2 ओ \u003d 2 ना [ अल (ओएच) 4 ] +3H2

अनुभव

ना[लेकिनमैं(ओएच) 4] – सोडियम टेट्राहाइड्रोक्सालुमिनेट

रसायनज्ञ गोरबोव के सुझाव पर, रूस-जापानी युद्ध के दौरान, इस प्रतिक्रिया का उपयोग गुब्बारों के लिए हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए किया गया था।

नमक के घोल के साथ:

2 अल + 3 क्यूएसओ 4 \u003d अल 2 (एसओ 4) 3 + 3 क्यू

यदि एल्यूमीनियम की सतह को पारा नमक से रगड़ा जाता है, तो निम्नलिखित प्रतिक्रिया होती है:

2 अली + 3 एचजीसीएल 2 = 2 अलक्ली 3 + 3 एचजी

जारी पारा एल्युमिनियम को घोलता है, जिससे अमलगम बनता है .

समाधान में एल्यूमीनियम आयनों का पता लगाना : अनुभव

5. एल्यूमीनियम और उसके यौगिकों का अनुप्रयोग

एल्यूमीनियम के भौतिक और रासायनिक गुणों ने प्रौद्योगिकी में इसका व्यापक उपयोग किया है। विमानन उद्योग एल्युमीनियम का प्रमुख उपभोक्ता है।: 2/3 विमान एल्युमिनियम और उसके मिश्र धातुओं से बने होते हैं। स्टील से बना एक विमान बहुत भारी होगा और बहुत कम यात्रियों को ले जा सकता है। इसलिए, एल्यूमीनियम को पंखों वाली धातु कहा जाता है। केबल और तार एल्यूमीनियम से बने होते हैं: समान विद्युत चालकता के साथ, उनका द्रव्यमान संबंधित तांबे के उत्पादों से 2 गुना कम होता है।

एल्यूमीनियम के संक्षारण प्रतिरोध को ध्यान में रखते हुए, यह नाइट्रिक एसिड के लिए उपकरण और कंटेनर के पुर्जे बनाना. एल्यूमीनियम पाउडर लोहे के उत्पादों को जंग से बचाने के लिए सिल्वर पेंट के निर्माण का आधार है, साथ ही थर्मल किरणों को प्रतिबिंबित करने के लिए, इस तरह के पेंट का उपयोग तेल भंडारण सुविधाओं और अग्निशामकों के सूट को कवर करने के लिए किया जाता है।

एल्युमिनियम ऑक्साइड का उपयोग एल्यूमीनियम के उत्पादन के लिए और एक आग रोक सामग्री के रूप में भी किया जाता है।

एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड प्रसिद्ध दवाओं Maalox, Almagel का मुख्य घटक है, जो गैस्ट्रिक जूस की अम्लता को कम करता है।

एल्युमिनियम लवण अत्यधिक हाइड्रोलाइज्ड होते हैं। इस संपत्ति का उपयोग जल शोधन की प्रक्रिया में किया जाता है। परिणामी एसिड को बेअसर करने के लिए शुद्ध होने के लिए पानी में एल्युमिनियम सल्फेट और थोड़ी मात्रा में बुझा हुआ चूना मिलाया जाता है। नतीजतन, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड का एक बड़ा अवक्षेप निकलता है, जो बसता है, अपने साथ टर्बिडिटी और बैक्टीरिया के निलंबित कणों को ले जाता है।

इस प्रकार, एल्यूमीनियम सल्फेट एक कौयगुलांट है।

6. एल्यूमीनियम प्राप्त करना

1) एल्युमीनियम के उत्पादन के लिए आधुनिक लागत प्रभावी विधि का आविष्कार अमेरिकन हॉल और फ्रेंचमैन हेरॉक्स द्वारा 1886 में किया गया था। इसमें पिघले हुए क्रायोलाइट में एल्यूमीनियम ऑक्साइड के घोल का इलेक्ट्रोलिसिस होता है। पिघला हुआ क्रायोलाइट Na 3 AlF 6, Al 2 O 3 को घोलता है क्योंकि पानी चीनी को घोलता है। पिघले हुए क्रायोलाइट में एल्यूमीनियम ऑक्साइड के "समाधान" का इलेक्ट्रोलिसिस इस तरह होता है जैसे क्रायोलाइट केवल एक विलायक था, और एल्यूमीनियम ऑक्साइड एक इलेक्ट्रोलाइट था।

2Al 2 O 3 विद्युत धारा → 4Al + 3O 2

लड़कों और लड़कियों के लिए अंग्रेजी विश्वकोश में, एल्यूमीनियम के बारे में एक लेख निम्नलिखित शब्दों से शुरू होता है: "23 फरवरी, 1886 को, सभ्यता के इतिहास में एक नया धातु युग शुरू हुआ - एल्यूमीनियम का युग। इस दिन, 22 वर्षीय रसायनज्ञ चार्ल्स हॉल ने अपने पहले शिक्षक की प्रयोगशाला में चांदी-सफेद एल्यूमीनियम की एक दर्जन छोटी गेंदें दिखाईं, और इस खबर के साथ कि उन्हें इस धातु के निर्माण का एक तरीका मिल गया था। सस्ते में और बड़ी मात्रा में। तो हॉल अमेरिकी एल्यूमीनियम उद्योग के संस्थापक और एक एंग्लो-सैक्सन राष्ट्रीय नायक बन गए, एक ऐसे व्यक्ति के रूप में जिसने विज्ञान से एक महान व्यवसाय बनाया।

2) 2अल 2 ओ 3 +3 सी \u003d 4 अल + 3 सीओ 2

यह दिलचस्प है:

• धात्विक एल्यूमीनियम को पहली बार 1825 में डेनिश भौतिक विज्ञानी हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड द्वारा अलग किया गया था। कोयले के साथ मिश्रित गर्म एल्यूमिना की एक परत के माध्यम से गैसीय क्लोरीन पारित करके, नमी के मामूली निशान के बिना ओर्स्टेड पृथक एल्यूमीनियम क्लोराइड। धातु एल्यूमीनियम को बहाल करने के लिए, ओर्स्टेड को पोटेशियम अमलगम के साथ एल्यूमीनियम क्लोराइड का इलाज करने की आवश्यकता थी। 2 साल बाद, जर्मन रसायनज्ञ फ्रेडरिक वोलर। उन्होंने पोटेशियम अमलगम को शुद्ध पोटेशियम के साथ बदलकर विधि में सुधार किया।
• 18वीं और 19वीं शताब्दी में, एल्यूमीनियम मुख्य आभूषण धातु था। 1889 में, लंदन में, डी.आई. मेंडेलीव को रसायन विज्ञान के विकास के लिए उनकी सेवाओं के लिए एक मूल्यवान उपहार से सम्मानित किया गया - सोने और एल्यूमीनियम से बने तराजू।
• 1855 तक, फ्रांसीसी वैज्ञानिक सेंट-क्लेयर डेविल ने औद्योगिक पैमाने पर एल्यूमीनियम धातु के उत्पादन के लिए एक प्रक्रिया विकसित की थी। लेकिन यह तरीका बहुत महंगा था। डेविल को फ्रांस के सम्राट नेपोलियन III का विशेष संरक्षण प्राप्त था। अपनी भक्ति और कृतज्ञता के संकेत के रूप में, डेविल ने नेपोलियन के बेटे, नवजात राजकुमार के लिए, एक सुरुचिपूर्ण ढंग से उकेरी गई खड़खड़ाहट - एल्यूमीनियम से बना पहला "उपभोक्ता उत्पाद" बनाया। नेपोलियन ने अपने गार्डमैन को एल्युमिनियम क्यूरास से लैस करने का भी इरादा किया था, लेकिन कीमत निषेधात्मक थी। उस समय 1 किलो एल्युमीनियम की कीमत 1000 मार्क्स थी, यानी। चांदी की तुलना में 5 गुना अधिक महंगा। इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रिया के आविष्कार तक यह नहीं था कि एल्यूमीनियम पारंपरिक धातुओं की तरह मूल्यवान हो गया।
• क्या आप जानते हैं कि एल्युमीनियम मानव शरीर में प्रवेश करके तंत्रिका तंत्र में गड़बड़ी पैदा कर देता है, जब इसकी अधिकता हो जाती है, तो चयापचय गड़बड़ा जाता है। और सुरक्षात्मक एजेंट विटामिन सी, कैल्शियम, जिंक यौगिक हैं।
• जब एल्यूमीनियम ऑक्सीजन और फ्लोरीन में जलता है, तो बहुत अधिक गर्मी निकलती है। इसलिए, इसका उपयोग रॉकेट ईंधन के लिए एक योज्य के रूप में किया जाता है। सैटर्न रॉकेट अपनी उड़ान के दौरान 36 टन एल्युमिनियम पाउडर जलाता है। रॉकेट ईंधन के एक घटक के रूप में धातुओं का उपयोग करने का विचार सबसे पहले F.A. Zander द्वारा प्रस्तावित किया गया था।

सिमुलेटर

सिम्युलेटर नंबर 1 - डी। आई। मेंडेलीव के तत्वों की आवधिक प्रणाली में स्थिति के अनुसार एल्यूमीनियम के लक्षण

सिम्युलेटर नंबर 2 - सरल और जटिल पदार्थों के साथ एल्यूमीनियम की प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण

सिम्युलेटर नंबर 3 - एल्यूमीनियम के रासायनिक गुण

सुदृढीकरण के लिए कार्य

नंबर 1। एल्यूमीनियम क्लोराइड से एल्यूमीनियम प्राप्त करने के लिए, कैल्शियम धातु को कम करने वाले एजेंट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। इस रासायनिक अभिक्रिया के लिए एक समीकरण बनाइए, इलेक्ट्रॉनिक संतुलन का उपयोग करते हुए इस प्रक्रिया को चिह्नित कीजिए।
सोचना! यह अभिक्रिया जलीय विलयन में क्यों नहीं की जा सकती?

नंबर 2. रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समीकरण समाप्त करें:
अल + एच 2 एसओ 4 (समाधान ) ->
अल + CuCl 2 ->
अल + एचएनओ 3 (सान्द्र )-टी ->
अल + NaOH + एच 2 ओ ->

क्रम 3। रूपांतरण करें:
अल -> अलक्ल 3 -> अल -> अल 2 एस 3 -> अल (ओएच) 3 - टी -> अल 2 ओ 3 -> अल

संख्या 4. समस्या का समाधान करो:
एक एल्यूमीनियम-तांबा मिश्र धातु गर्म होने पर अधिक केंद्रित सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान के संपर्क में था। 2.24 लीटर गैस (नंबर) छोड़ी गई। मिश्र धातु की प्रतिशत संरचना की गणना करें यदि इसका कुल द्रव्यमान 10 ग्राम था?

एल्यूमीनियम के गुण

विषय:

एल्यूमिनियम ग्रेड

भौतिक गुण

संक्षारण गुण

यांत्रिक विशेषताएं

तकनीकी गुण

आवेदन पत्र

एल्यूमीनियम ग्रेड।

एल्यूमीनियम को उच्च विद्युत और तापीय चालकता, संक्षारण प्रतिरोध, लचीलापन और ठंढ प्रतिरोध की विशेषता है। एल्युमिनियम का सबसे महत्वपूर्ण गुण इसका कम घनत्व (लगभग 2.70 g/cc) है। एल्युमीनियम का गलनांक लगभग 660 C होता है।

एल्यूमीनियम के भौतिक रासायनिक, यांत्रिक और तकनीकी गुण अशुद्धियों के प्रकार और मात्रा पर बहुत निर्भर हैं, जो शुद्ध धातु के अधिकांश गुणों को खराब करते हैं। एल्यूमीनियम में मुख्य प्राकृतिक अशुद्धियाँ लोहा और सिलिकॉन हैं। लोहा, उदाहरण के लिए, एक स्वतंत्र Fe-Al चरण के रूप में मौजूद है, विद्युत चालकता और संक्षारण प्रतिरोध को कम करता है, लचीलापन खराब करता है, लेकिन एल्यूमीनियम की ताकत को थोड़ा बढ़ाता है।

शुद्धिकरण की डिग्री के आधार पर, प्राथमिक एल्यूमीनियम को उच्च और तकनीकी शुद्धता (GOST 11069-2001) के एल्यूमीनियम में विभाजित किया गया है। तकनीकी एल्यूमीनियम में AD, AD1, AD0, AD00 (GOST 4784-97) चिह्नित ग्रेड भी शामिल हैं। क्रायोलाइट-एल्यूमिना मेल्ट के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा सभी ग्रेड के तकनीकी एल्यूमीनियम प्राप्त किए जाते हैं। उच्च शुद्धता एल्यूमीनियम तकनीकी एल्यूमीनियम के अतिरिक्त शुद्धिकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है। पुस्तकों में उच्च और उच्च शुद्धता वाले एल्युमिनियम के गुणों की चर्चा की गई है

1) एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातुओं का धातु विज्ञान। ईडी। आई एन फ्रिडलैंडर। एम. 1971.2) धातुओं के यांत्रिक और तकनीकी गुण। ए वी बोबलेव। एम. 1980.

नीचे दी गई तालिका अधिकांश एल्यूमीनियम ग्रेड का सारांश प्रदान करती है। इसकी मुख्य प्राकृतिक अशुद्धियों की सामग्री - सिलिकॉन और लोहा - का भी संकेत दिया गया है।

ब्रैंड	अली, %	सी,%	फ़े,%	अनुप्रयोग
उच्च शुद्धता एल्यूमीनियम
ए995	99.995	0.0015	0.0015	रासायनिक उपकरण संधारित्र प्लेटों के लिए पन्नी विशेष प्रयोजन
ए98	99.98	0.006	0.006
ए95	99.95	0.02	0.025
तकनीकी ग्रेड एल्यूमीनियम
ए8 AD000	99.8	0.10 0.15	0.12 0.15	उत्पादन के लिए वायर रॉड केबल और तार उत्पाद (A7E और A5E से)। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए कच्चा माल पन्नी लुढ़का हुआ उत्पाद (छड़, स्ट्रिप्स, चादरें, तार, पाइप)
ए7 AD00	99.7	0.15	0.16 0.25
ए6	99.6	0.18	0.25
ए5ई	99.5	0.10	0.20
ए5 AD0	99.5	0.25 0.25	0.30 0.40
AD1	99.3	0.30	0.30
ए0 नरक	99.0	0.95 कुल मिलाकर 1.0% तक

वाणिज्यिक और अत्यधिक शुद्ध एल्यूमीनियम के बीच मुख्य व्यावहारिक अंतर कुछ मीडिया के संक्षारण प्रतिरोध में अंतर से संबंधित है। स्वाभाविक रूप से, एल्यूमीनियम के शुद्धिकरण की डिग्री जितनी अधिक होगी, उतना ही महंगा होगा।

उच्च शुद्धता एल्यूमीनियम का उपयोग विशेष उद्देश्यों के लिए किया जाता है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु, केबल और तार उत्पादों और लुढ़का उत्पादों के उत्पादन के लिए, तकनीकी एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है। अगला, हम तकनीकी एल्यूमीनियम के बारे में बात करेंगे।

इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी.

एल्यूमीनियम का सबसे महत्वपूर्ण गुण इसकी उच्च विद्युत चालकता है, जिसमें यह चांदी, तांबा और सोने के बाद दूसरे स्थान पर है। कम घनत्व के साथ उच्च विद्युत चालकता का संयोजन एल्यूमीनियम को केबल और तार उत्पादों के क्षेत्र में तांबे के साथ प्रतिस्पर्धा करने की अनुमति देता है।

लोहे और सिलिकॉन के अलावा एल्यूमीनियम की विद्युत चालकता क्रोमियम, मैंगनीज और टाइटेनियम से अत्यधिक प्रभावित होती है। इसलिए, वर्तमान कंडक्टरों के निर्माण के लिए एल्यूमीनियम में, कई और अशुद्धियों की सामग्री को विनियमित किया जाता है। तो, A5E ग्रेड एल्यूमीनियम में 0.35% की स्वीकार्य लौह सामग्री और 0.12% के सिलिकॉन के साथ, अशुद्धियों का योग Cr + V + Ti + Mn केवल 0.01% से अधिक नहीं होना चाहिए।

विद्युत चालकता सामग्री की स्थिति पर निर्भर करती है। 350 सी पर लंबे समय तक एनीलिंग से चालकता में सुधार होता है, जबकि ठंड सख्त होने से चालकता बिगड़ जाती है।

20 C के तापमान पर विद्युत प्रतिरोधकता का मान हैओम*मिमी 2 /मी या ओम*मी :

0.0277 - annealed एल्यूमीनियम तार A7E

0.0280 - annealed एल्यूमीनियम तार A5E

0.0290 - दबाने के बाद, AD0 एल्यूमीनियम से गर्मी उपचार के बिना

इस प्रकार, एल्यूमीनियम कंडक्टरों का विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध तांबे के कंडक्टरों के विद्युत प्रतिरोध से लगभग 1.5 गुना अधिक है। तदनुसार, एल्यूमीनियम की विद्युत चालकता (प्रतिरोधकता का पारस्परिक) तांबे की विद्युत चालकता का 60-65% है। एल्युमिनियम की विद्युत चालकता अशुद्धियों की मात्रा में कमी के साथ बढ़ती है।

एल्यूमीनियम (0.004) के विद्युत प्रतिरोध का तापमान गुणांक लगभग तांबे के समान ही होता है।

ऊष्मीय चालकता

20 C पर एल्युमिनियम की तापीय चालकता लगभग 0.50 cal/cm*s*C है और धातु की शुद्धता में वृद्धि के साथ बढ़ती है। तापीय चालकता के मामले में, एल्यूमीनियम केवल चांदी और तांबे (लगभग 0.90) के बाद दूसरे स्थान पर है, जो हल्के स्टील की तापीय चालकता से तीन गुना अधिक है। यह गुण कूलिंग रेडिएटर्स और हीट एक्सचेंजर्स में एल्युमीनियम के उपयोग को निर्धारित करता है।

अन्य भौतिक गुण.

एल्युमिनियम की मात्रा बहुत अधिक होती है विशिष्ट ताप(लगभग 0.22 कैल / जी * सी)। यह अधिकांश धातुओं (तांबे के लिए 0.09) की तुलना में बहुत अधिक है। संलयन की विशिष्ट ऊष्माभी बहुत अधिक है (लगभग 93 कैलोरी/जी)। तुलना के लिए, तांबे और लोहे के लिए, यह मान लगभग 41-49 कैलोरी / ग्राम है।

परावर्तनएल्युमिनियम इसकी शुद्धता पर अत्यधिक निर्भर है। 99.2% की शुद्धता के साथ एल्यूमीनियम पन्नी के लिए, सफेद प्रकाश परावर्तन 75% है, और 99.5% की एल्यूमीनियम सामग्री वाली पन्नी के लिए, परावर्तन पहले से ही 84% है।

एल्यूमीनियम के संक्षारण गुण।

एल्युमिनियम अपने आप में एक बहुत ही प्रतिक्रियाशील धातु है। यह एल्युमिनोथर्मी में इसके उपयोग और विस्फोटकों के उत्पादन से जुड़ा है। हालांकि, हवा में, एल्यूमीनियम एल्यूमीनियम ऑक्साइड की एक पतली (लगभग एक माइक्रोन) फिल्म से ढका होता है। उच्च शक्ति और रासायनिक जड़ता के साथ, यह एल्यूमीनियम को आगे ऑक्सीकरण से बचाता है और कई वातावरणों में इसके उच्च विरोधी जंग गुणों को निर्धारित करता है।

उच्च शुद्धता वाले एल्यूमीनियम में, ऑक्साइड फिल्म निरंतर और गैर-छिद्रपूर्ण होती है, और इसमें एल्यूमीनियम के लिए बहुत मजबूत आसंजन होता है। इसलिए, उच्च और विशेष शुद्धता का एल्यूमीनियम अकार्बनिक एसिड, क्षार, समुद्री जल और वायु की क्रिया के लिए बहुत प्रतिरोधी है। जहां अशुद्धियां स्थित हैं, वहां ऑक्साइड फिल्म का एल्यूमीनियम से आसंजन काफी कम हो जाता है और ये स्थान जंग के लिए कमजोर हो जाते हैं। इसलिए, तकनीकी शुद्धता के एल्यूमीनियम का प्रतिरोध कम होता है। उदाहरण के लिए, कमजोर हाइड्रोक्लोरिक एसिड के संबंध में, परिष्कृत और तकनीकी एल्यूमीनियम का प्रतिरोध 10 गुना भिन्न होता है।

एल्युमिनियम (और इसकी मिश्रधातु) आमतौर पर क्षरण को प्रदर्शित करता है। इसलिए, कई मीडिया में एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं की स्थिरता नमूनों के वजन में बदलाव से नहीं और जंग के प्रवेश की दर से नहीं, बल्कि यांत्रिक गुणों में बदलाव से निर्धारित होती है।

तकनीकी एल्यूमीनियम के संक्षारण गुणों पर लोहे की सामग्री का मुख्य प्रभाव होता है। इस प्रकार, विभिन्न ग्रेड के लिए 5% एचसीएल समाधान में संक्षारण दर (में .) है):

ब्रैंड	विषयअली	फ़े सामग्री	संक्षारण दर
ए7	99.7 %	< 0.16 %	0.25 – 1.1
ए6	99.6%	< 0.25%	1.2 – 1.6
ए0	99.0%	< 0.8%	27 - 31

लोहे की उपस्थिति एल्यूमीनियम के क्षार के प्रतिरोध को भी कम करती है, लेकिन सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड के प्रतिरोध को प्रभावित नहीं करती है। सामान्य तौर पर, तकनीकी एल्यूमीनियम का संक्षारण प्रतिरोध, शुद्धता के आधार पर, इस क्रम में बिगड़ता है: A8 और AD000, A7 और AD00, A6, A5 और AD0, AD1, A0 और AD।

100C से ऊपर के तापमान पर, एल्यूमीनियम क्लोरीन के साथ परस्पर क्रिया करता है। एल्युमिनियम हाइड्रोजन के साथ इंटरैक्ट नहीं करता है, लेकिन इसे अच्छी तरह से घोल देता है, इसलिए यह एल्युमिनियम में मौजूद गैसों का मुख्य घटक है। जल वाष्प, जो 500 सी पर अलग हो जाता है, एल्यूमीनियम पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है, कम तापमान पर भाप का प्रभाव नगण्य होता है।

एल्युमीनियम निम्नलिखित वातावरण में स्थिर है:

औद्योगिक वातावरण

180 सी के तापमान तक प्राकृतिक ताजे पानी। वातन के साथ जंग की दर बढ़ जाती है,

कास्टिक सोडा, हाइड्रोक्लोरिक एसिड और सोडा की अशुद्धियाँ।

समुद्र का पानी

केंद्रित नाइट्रिक एसिड

सोडियम, मैग्नीशियम, अमोनियम, हाइपोसल्फाइट के अम्ल लवण।

सल्फ्यूरिक एसिड के कमजोर (10% तक) समाधान,

100% सल्फ्यूरिक एसिड

फॉस्फोरिक के कमजोर समाधान (1% तक), क्रोमिक (10% तक)

किसी भी सांद्रता में बोरिक एसिड

सिरका, नींबू, शराब। मैलिक एसिड, अम्लीय फलों के रस, शराब

अमोनिया सोल्यूशंस

ऐसे वातावरण में एल्युमिनियम अस्थिर होता है:

पतला नाइट्रिक एसिड

हाइड्रोक्लोरिक एसिड

तनु सल्फ्यूरिक अम्ल

हाइड्रोफ्लोरिक और हाइड्रोब्रोमिक एसिड

ऑक्सालिक, फॉर्मिक एसिड

कास्टिक क्षार के घोल

पारा, तांबा, क्लोराइड आयनों के लवण युक्त पानी जो ऑक्साइड फिल्म को नष्ट कर देता है।

संपर्क जंग

अधिकांश तकनीकी धातुओं और मिश्र धातुओं के संपर्क में, एल्यूमीनियम एनोड के रूप में कार्य करता है और इसका क्षरण बढ़ जाएगा।

यांत्रिक विशेषताएं

लोचदार मापांक इ \u003d 20 सी पर तकनीकी एल्यूमीनियम के लिए 7000-7100 किग्रा / मिमी 2। एल्यूमीनियम की शुद्धता में वृद्धि के साथ, इसका मूल्य घट जाता है (ए 99 के लिए 6700)।

अपरूपण - मापांक जी \u003d 2700 किग्रा / मिमी 2.

तकनीकी एल्यूमीनियम के यांत्रिक गुणों के मुख्य पैरामीटर नीचे दिए गए हैं:

पैरामीटर	इकाई रेव	विकृत	annealed
नम्य होने की क्षमता? 0.2	किग्रा / मिमी 2	8 - 12	4 - 8
तन्यता ताकत? में	किग्रा / मिमी 2	13 - 16
तोड़ने पर बढ़ावा?		5 – 10	30 – 40
विराम पर सापेक्ष संकुचन		50 - 60	70 - 90
कतरनी ताकत	किग्रा / मिमी 2
कठोरता	मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान	30 - 35

दिए गए आंकड़े बहुत सांकेतिक हैं:

1) annealed और कास्ट एल्यूमीनियम के लिए, ये मान तकनीकी एल्यूमीनियम ग्रेड पर निर्भर करते हैं। जितनी अधिक अशुद्धियाँ, उतनी ही अधिक ताकत और कठोरता और कम लचीलापन। उदाहरण के लिए, कास्ट एल्यूमीनियम की कठोरता है: A0 - 25HB के लिए, A5 - 20HB के लिए, और उच्च शुद्धता वाले एल्यूमीनियम A995 - 15HB के लिए। इन मामलों के लिए तन्य शक्ति है: 8.5; 7.5 और 5 किग्रा / मिमी 2, और बढ़ाव 20; क्रमशः 30 और 45%।

2) विकृत एल्यूमीनियम के लिए, यांत्रिक गुण विरूपण की डिग्री, लुढ़का हुआ उत्पाद के प्रकार और उसके आयामों पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए, तार के लिए तन्य शक्ति कम से कम 15-16 किग्रा / मिमी 2 और पाइप के लिए 8 - 11 किग्रा / मिमी 2 है।

हालांकि, किसी भी मामले में, तकनीकी एल्यूमीनियम एक नरम और नाजुक धातु है। कम उपज शक्ति (कड़ी मेहनत वाले स्टील के लिए भी यह 12 किग्रा/मिमी 2 से अधिक नहीं है) स्वीकार्य भार के संदर्भ में एल्यूमीनियम के उपयोग को सीमित करती है।

एल्युमिनियम की रेंगने की शक्ति कम होती है: 20 C पर यह 5 kgf/mm 2 है, और 200 C पर यह 0.7 kgf/mm 2 है। तुलना के लिए: तांबे के लिए, ये आंकड़े क्रमशः 7 और 5 किग्रा / मिमी 2 हैं।

कम गलनांक और पुन: क्रिस्टलीकरण की शुरुआत का तापमान (तकनीकी एल्यूमीनियम के लिए लगभग 150 C है), कम रेंगना सीमा उच्च तापमान की ओर से एल्यूमीनियम संचालन की तापमान सीमा को सीमित करती है।

हीलियम तक, कम तापमान पर एल्यूमीनियम की लचीलापन खराब नहीं होती है। जब तापमान +20 C से -269 C तक गिर जाता है, तो तकनीकी एल्यूमीनियम के लिए तन्य शक्ति 4 गुना और उच्च शुद्धता वाले एल्यूमीनियम के लिए 7 गुना बढ़ जाती है। इस मामले में लोचदार सीमा 1.5 के कारक से बढ़ जाती है।

एल्यूमीनियम का ठंढ प्रतिरोध क्रायोजेनिक उपकरणों और संरचनाओं में इसका उपयोग करना संभव बनाता है।

तकनीकी गुण.

एल्यूमीनियम की उच्च लचीलापन पन्नी (0.004 मिमी मोटी तक), गहरे-खींचे गए उत्पादों का उत्पादन करना और इसे रिवेट्स के लिए उपयोग करना संभव बनाता है।

तकनीकी शुद्धता एल्यूमीनियम उच्च तापमान पर भंगुरता प्रदर्शित करता है।

मशीनेबिलिटी बहुत कम है।

पुनर्रचना annealing का तापमान 350-400 C है, तड़के का तापमान 150 C है।

वेल्डेबिलिटी।

एल्यूमीनियम वेल्डिंग में कठिनाइयाँ 1) एक मजबूत अक्रिय ऑक्साइड फिल्म की उपस्थिति, 2) उच्च तापीय चालकता के कारण होती हैं।

फिर भी, एल्यूमीनियम को अत्यधिक वेल्ड करने योग्य धातु माना जाता है। वेल्ड में बेस मेटल (एनील्ड) और समान संक्षारण गुणों की ताकत होती है। एल्यूमीनियम वेल्डिंग के विवरण के लिए, उदाहरण के लिए देखें,www. वेल्डिंग साइटकॉम.यूए

आवेदन पत्र।

इसकी कम ताकत के कारण, एल्यूमीनियम का उपयोग केवल अनलोड किए गए संरचनात्मक तत्वों के लिए किया जाता है, जब उच्च विद्युत या तापीय चालकता, संक्षारण प्रतिरोध, लचीलापन या वेल्डेबिलिटी महत्वपूर्ण होती है। भागों वेल्डिंग या रिवेट्स द्वारा जुड़े हुए हैं। तकनीकी एल्यूमीनियम का उपयोग ढलाई और लुढ़का उत्पादों के उत्पादन दोनों के लिए किया जाता है।

उद्यम के गोदाम में हमेशा तकनीकी एल्यूमीनियम से बने चादरें, तार और टायर होते हैं।

(वेबसाइट के प्रासंगिक पृष्ठ देखें)। आदेश के तहत सूअरों A5-A7 की डिलीवरी की जाती है।

एल्युमिनियम रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी के 13वें समूह का एक तत्व है, तीसरा आवर्त, परमाणु क्रमांक 13 के साथ। यह प्रकाश धातुओं के समूह से संबंधित है। पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम धातु और तीसरा सबसे आम रासायनिक तत्व (ऑक्सीजन और सिलिकॉन के बाद)।

साधारण पदार्थ एल्युमिनियम एक हल्का, पैरामैग्नेटिक सिल्वर-व्हाइट धातु है, जिसे आसानी से ढाला, कास्ट और मशीनीकृत किया जाता है। एल्यूमीनियम में एक उच्च तापीय और विद्युत चालकता है, मजबूत ऑक्साइड फिल्मों के तेजी से गठन के कारण जंग का प्रतिरोध है जो सतह को आगे की बातचीत से बचाते हैं।

हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रिया प्राप्त करने की आधुनिक विधि। इसमें Na3AlF6 क्रायोलाइट के पिघल में एल्यूमीनियम ऑक्साइड Al2O3 का विघटन होता है, इसके बाद उपभोज्य कोक या ग्रेफाइट एनोड इलेक्ट्रोड का उपयोग करके इलेक्ट्रोलिसिस होता है। प्राप्त करने की इस पद्धति के लिए बहुत बड़ी मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है, और इसलिए औद्योगिक अनुप्रयोग केवल 20 वीं शताब्दी में प्राप्त हुआ।

एल्यूमीनियम प्राप्त करने के लिए प्रयोगशाला विधि: धातु पोटेशियम के साथ निर्जल एल्यूमीनियम क्लोराइड की कमी (हवा के बिना गर्म होने पर प्रतिक्रिया होती है):

चांदी-सफेद धातु, प्रकाश, घनत्व - 2.7 ग्राम / सेमी³, तकनीकी एल्यूमीनियम के लिए गलनांक - 658 डिग्री सेल्सियस, उच्च शुद्धता वाले एल्यूमीनियम के लिए - 660 डिग्री सेल्सियस, उच्च लचीलापन: तकनीकी के लिए - 35%, शुद्ध के लिए - 50% , लुढ़का एक पतली शीट और यहां तक ​​कि पन्नी में। एल्युमीनियम में उच्च विद्युत चालकता (37 106 एस/एम) और तापीय चालकता (203.5 डब्ल्यू/(एम के)), 65%, उच्च प्रकाश परावर्तन है।

एल्युमीनियम लगभग सभी धातुओं के साथ मिश्रधातु बनाता है। तांबे और मैग्नीशियम (ड्यूरालुमिन) और सिलिकॉन (सिलुमिन) के साथ सबसे प्रसिद्ध मिश्र धातुएं हैं।

पृथ्वी की पपड़ी में व्यापकता के संदर्भ में, पृथ्वी धातुओं के बीच प्रथम स्थान और तत्वों में तीसरा स्थान रखती है, ऑक्सीजन और सिलिकॉन के बाद दूसरे स्थान पर है। विभिन्न शोधकर्ताओं के अनुसार, पृथ्वी की पपड़ी में एल्युमीनियम की द्रव्यमान सांद्रता 7.45 से 8.14% होने का अनुमान है। प्रकृति में, एल्यूमीनियम, इसकी उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, लगभग विशेष रूप से यौगिकों के रूप में होता है।

प्राकृतिक एल्युमीनियम में लगभग पूरी तरह से एक स्थिर आइसोटोप, 27Al, 26Al के नगण्य निशान के साथ होता है, जो 720,000 वर्षों के आधे जीवन के साथ सबसे लंबे समय तक रहने वाला रेडियोधर्मी समस्थानिक है, जो उच्च-ऊर्जा ब्रह्मांडीय द्वारा 40Ar आर्गन नाभिक के विभाजन द्वारा वातावरण में उत्पन्न होता है। किरण प्रोटॉन।

सामान्य परिस्थितियों में, एल्यूमीनियम एक पतली और मजबूत ऑक्साइड फिल्म के साथ कवर किया जाता है और इसलिए शास्त्रीय ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है: एच 2 ओ (टी डिग्री), ओ 2, एचएनओ 3 (बिना गर्म किए)। इसके कारण, एल्यूमीनियम व्यावहारिक रूप से जंग के अधीन नहीं है और इसलिए आधुनिक उद्योग द्वारा व्यापक रूप से मांग की जाती है। हालांकि, जब ऑक्साइड फिल्म नष्ट हो जाती है (उदाहरण के लिए, अमोनियम लवण NH4 + के घोल के संपर्क में आने पर, गर्म क्षार, या समामेलन के परिणामस्वरूप), एल्यूमीनियम एक सक्रिय कम करने वाली धातु के रूप में कार्य करता है। एल्यूमीनियम में गैलियम, इंडियम या टिन जैसी धातुओं को मिलाकर ऑक्साइड फिल्म के निर्माण को रोकना संभव है। इस मामले में, इन धातुओं पर आधारित कम पिघलने वाले यूटेक्टिक्स द्वारा एल्यूमीनियम की सतह को गीला कर दिया जाता है।

सरल पदार्थों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है:

एल्यूमिना बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ:

क्लोराइड, ब्रोमाइड या एल्यूमीनियम आयोडाइड बनाने वाले हैलोजन (फ्लोरीन को छोड़कर) के साथ:

गर्म करने पर अन्य अधातुओं के साथ अभिक्रिया करता है:

फ्लोरीन के साथ, एल्यूमीनियम फ्लोराइड बनाने:

सल्फर के साथ, एल्यूमीनियम सल्फाइड बनाने:

एल्यूमीनियम नाइट्राइड बनाने के लिए नाइट्रोजन के साथ:

कार्बन के साथ, एल्यूमीनियम कार्बाइड बनाने:

एल्यूमीनियम सल्फाइड और एल्यूमीनियम कार्बाइड पूरी तरह से हाइड्रोलाइज्ड हैं:

जटिल पदार्थों के साथ:

पानी के साथ (सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म को हटाने के बाद, उदाहरण के लिए, समामेलन या गर्म क्षार समाधान द्वारा):

क्षार के साथ (टेट्राहाइड्रोक्सालुमिनेट्स और अन्य एल्यूमिनेट्स के निर्माण के साथ):

हाइड्रोक्लोरिक और तनु सल्फ्यूरिक एसिड में आसानी से घुलनशील:

गर्म होने पर, यह एसिड में घुल जाता है - ऑक्सीकरण एजेंट जो घुलनशील एल्यूमीनियम लवण बनाते हैं:

धातुओं को उनके ऑक्साइड (एल्यूमिनोथर्मी) से पुनर्स्थापित करता है:

44. एल्युमिनियम यौगिक, उनके उभयधर्मी गुण

एल्युमिनियम के बाहरी स्तर का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास …3s23p1 है।

उत्तेजित अवस्था में, s-इलेक्ट्रॉनों में से एक p-उप-स्तर के एक मुक्त सेल में जाता है, यह अवस्था वैलेंस III और ऑक्सीकरण अवस्था +3 से मेल खाती है। एल्युमिनियम परमाणु की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत में मुक्त d-उपस्तर होते हैं।

सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक यौगिक एल्युमिनोसिलिकेट हैं:

सफेद मिट्टी Al2O3 2SiO2 ∙ 2H2O, फेल्डस्पार K2O ∙ Al2O3 ∙ 6SiO2, अभ्रक K2O ∙ Al2O3 ∙ 6SiO2 ∙ H2O

एल्यूमीनियम के अन्य प्राकृतिक रूपों में, बॉक्साइट 12Оз nН2О, कोरन्डम खनिज А12Оз और क्रायोलाइट А1Fз 3NaF सबसे अधिक महत्व के हैं।

हल्का, चांदी-सफेद, तन्य धातु, बिजली का संचालन करता है और अच्छी तरह से गर्मी करता है।

हवा में, एल्यूमीनियम सबसे पतले (0.00001 मिमी) के साथ कवर किया गया है, लेकिन बहुत घनी ऑक्साइड फिल्म है, जो धातु को आगे ऑक्सीकरण से बचाती है और इसे मैट रूप देती है।

एल्यूमिनियम ऑक्साइड А12О3

सफेद ठोस, पानी में अघुलनशील, गलनांक 2050 ° C।

प्राकृतिक A12O3 खनिज कोरन्डम है। कोरन्डम के पारदर्शी रंगीन क्रिस्टल - लाल माणिक - में क्रोमियम का मिश्रण होता है - और नीला नीलम - टाइटेनियम और लोहे का एक मिश्रण - कीमती पत्थर। उन्हें कृत्रिम रूप से भी प्राप्त किया जाता है और तकनीकी उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, सटीक उपकरणों के लिए भागों के निर्माण के लिए, घड़ियों में पत्थर आदि।

रासायनिक गुण

एल्युमिनियम ऑक्साइड उभयचर गुण प्रदर्शित करता है

1. एसिड के साथ बातचीत

А12О3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

2. क्षार के साथ बातचीत

12О3 + 2NaOH - 2NaAlO2 + H2O

Al2O3 + 2NaOH + 5H2O = 2Na

3. जब संबंधित धातु के ऑक्साइड के मिश्रण को एल्युमिनियम पाउडर के साथ गर्म किया जाता है, तो एक हिंसक प्रतिक्रिया होती है, जिससे ली गई ऑक्साइड से मुक्त धातु निकल जाती है। अल (एल्यूमीनियम) के साथ कमी विधि का उपयोग अक्सर एक मुक्त अवस्था में कई तत्व (Cr, Mn, V, W, आदि) प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

2A1 + WO3 = A12Oz + W

4. हाइड्रोलिसिस के कारण अत्यधिक क्षारीय वातावरण वाले लवणों के साथ अंतःक्रिया

Al2O3 + Na2CO3 = 2 NaAlO2 + CO2

एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड A1(OH)3

अल (ओएच) 3 एक विशाल सफेद जिलेटिनस अवक्षेप है, व्यावहारिक रूप से पानी में अघुलनशील है, लेकिन एसिड और मजबूत क्षार में आसानी से घुलनशील है। इसलिए इसका एक उभयधर्मी चरित्र है।

एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड क्षार के साथ घुलनशील एल्युमिनियम लवण की विनिमय प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है।

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓

इस प्रतिक्रिया का उपयोग Al3+ आयन के लिए गुणात्मक के रूप में किया जा सकता है

रासायनिक गुण

1. एसिड के साथ बातचीत

अल(OH)3 +3HCl = 2AlCl3 + 3H2O

2. मजबूत क्षार के साथ बातचीत करते समय, संबंधित एलुमिनेट्स बनते हैं:

NaOH + A1(OH)3 = Na

3. थर्मल अपघटन

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

एल्युमीनियम लवण कटियन हाइड्रोलिसिस, अम्लीय वातावरण (पीएच .) से गुजरते हैं< 7)

Al3+ + H+OH- ↔ AlOH2+ + H+

अल(NO3)3 + H2O↔ AlOH(NO3)2 + HNO3

एल्यूमीनियम और कमजोर एसिड के घुलनशील लवण पूर्ण (अपरिवर्तनीय हाइड्रोलिसिस) से गुजरते हैं

Al2S3+ 3H2O = 2Al(OH)3 +3H2S

एल्युमिनियम ऑक्साइड Al2O3 - कुछ एंटासिड (उदाहरण के लिए, अल्मागेल) का हिस्सा है, जिसका उपयोग गैस्ट्रिक जूस की बढ़ी हुई अम्लता के लिए किया जाता है।

Al(SO4)3 12H2О - पोटेशियम फिटकरी का उपयोग त्वचा रोगों के उपचार के लिए एक हेमोस्टेटिक एजेंट के रूप में दवा में किया जाता है। इसका उपयोग चमड़ा उद्योग में टैनिन के रूप में भी किया जाता है।

(CH3COO)3Al - बुरोव का तरल - एल्यूमीनियम एसीटेट के 8% घोल में एक कसैला और विरोधी भड़काऊ प्रभाव होता है, उच्च सांद्रता में इसमें मध्यम एंटीसेप्टिक गुण होते हैं। इसका उपयोग त्वचा और श्लेष्मा झिल्ली की सूजन संबंधी बीमारियों के लिए, धोने, लोशन के लिए पतला रूप में किया जाता है।

AlCl3 - कार्बनिक संश्लेषण में उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है।

Al2(SO4)3 18 H20 - जल उपचार में उपयोग किया जाता है।

एल्यूमिनियम विशेषता

एल्यूमीनियम धातु गुणवत्ता उद्योग

एल्युमिनियम पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम धातु है। इसकी सामग्री का अनुमान 7.45% (लोहे से अधिक, जो कि केवल 4.2%) है। एक तत्व के रूप में एल्युमिनियम की खोज हाल ही में, 1825 में हुई थी, जब इस धातु की पहली छोटी गांठ प्राप्त की गई थी। इसके औद्योगिक विकास की शुरुआत पिछली शताब्दी के अंत तक होती है। इसके लिए प्रेरणा 1886 में क्रायोलाइट में घुले एल्यूमिना के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा इसके उत्पादन के लिए एक विधि का विकास था। विधि का सिद्धांत दुनिया के सभी देशों में एल्यूमिना से एल्यूमीनियम के आधुनिक औद्योगिक निष्कर्षण को रेखांकित करता है।

दिखने में, एल्युमिनियम एक चमकदार, चांदी जैसी सफेद धातु है। हवा में, यह जल्दी से ऑक्सीकरण करता है, एएलओ की एक पतली सफेद मैट फिल्म के साथ कवर हो जाता है। इस फिल्म में उच्च सुरक्षात्मक गुण हैं, इसलिए, ऐसी फिल्म के साथ कवर किया जा रहा है, एल्यूमीनियम संक्षारण प्रतिरोधी है।

कास्टिक क्षार, हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड के घोल से एल्युमिनियम आसानी से नष्ट हो जाता है। केंद्रित नाइट्रिक एसिड और कार्बनिक अम्लों में, इसका उच्च प्रतिरोध होता है।

एल्यूमीनियम के सबसे विशिष्ट भौतिक गुण इसकी 2.7 की कम सापेक्ष घनत्व, साथ ही अपेक्षाकृत उच्च तापीय और विद्युत चालकता हैं। 0C पर, एल्यूमीनियम की विद्युत चालकता, अर्थात। 1 मिमी के क्रॉस सेक्शन और 1 मीटर की लंबाई वाले एल्यूमीनियम तार की विद्युत चालकता 37 1 ओम है।

जंग प्रतिरोध और विशेष रूप से एल्यूमीनियम की विद्युत चालकता जितनी अधिक होती है, उतनी ही शुद्ध होती है, इसमें कम अशुद्धियाँ होती हैं।

एल्यूमीनियम का गलनांक कम होता है, यह लगभग 660C होता है। हालाँकि, इसकी संलयन की गुप्त ऊष्मा बहुत बड़ी है - लगभग 100 cal g, इसलिए, समान मात्रा को पिघलाने के लिए एल्यूमीनियम को पिघलाने के लिए बड़ी मात्रा में ऊष्मा की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, दुर्दम्य तांबा, जिसका गलनांक 1083 C होता है, 43 cal g के संलयन की गुप्त ऊष्मा।

एल्यूमीनियम के यांत्रिक गुणों को उच्च लचीलापन और कम ताकत की विशेषता है। लुढ़का और annealed एल्यूमीनियम = 10 किलो मिमी, और कठोरता HB25, = 80% और = 35% है।

एल्युमिनियम की क्रिस्टल जाली एक चेहरा-केंद्रित घन है जिसका पैरामीटर (साइड साइज) 4.04 पर 20 C है। एल्युमिनियम में कोई एलोट्रोपिक परिवर्तन नहीं होता है।

प्रकृति में, एल्युमिनियम अयस्कों के रूप में एल्युमिनियम पाया जाता है: बॉक्साइट्स, नेफलाइन्स, एलुनाइट्स और काओलिन्स। सबसे महत्वपूर्ण अयस्क, जिस पर विश्व का अधिकांश एल्युमीनियम उद्योग आधारित है, बॉक्साइट है।

अयस्कों से एल्युमिनियम प्राप्त करने में दो क्रमिक चरण होते हैं - पहले एल्यूमिना (AlO) का उत्पादन होता है, और फिर इससे एल्यूमीनियम प्राप्त होता है।

एल्यूमिना के उत्पादन के लिए वर्तमान में ज्ञात विधियों को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है: क्षारीय, अम्लीय और इलेक्ट्रोथर्मल। क्षारीय विधियाँ सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।

क्षारीय विधियों की कुछ किस्मों में, बॉक्साइट, 1000 सी पर निर्जलित, बॉल मिलों में जमीन है, चाक और सोडा के साथ कुछ अनुपात में मिलाया जाता है, और प्रतिक्रिया द्वारा पानी में घुलनशील ठोस सोडियम एल्यूमिनेट प्राप्त करने के लिए पाप किया जाता है।

AlO + NaCO = AlO NaO + CO

पापी द्रव्यमान को कुचल दिया जाता है और पानी से निक्षालित किया जाता है, जबकि सोडियम एलुमिनेट घोल में चला जाता है।

क्षारीय विधि की अन्य किस्मों में, बॉक्साइट में निहित एल्यूमिना सीधे क्षार के साथ अयस्क का उपचार करके सोडियम एल्यूमिनेट में बंध जाता है। ऐसे में पानी में एल्युमिनेट का घोल तुरंत प्राप्त होता है।

दोनों ही मामलों में, सोडियम एल्युमिनेट के जलीय घोल के बनने से अयस्क के अघुलनशील घटकों से अलग हो जाता है, जो मुख्य रूप से सिलिकॉन, आयरन और टाइटेनियम के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड होते हैं। अघुलनशील अवक्षेप से विलयन का पृथक्करण, जिसे लाल मिट्टी कहा जाता है, बसने वाले टैंकों में किया जाता है।

चूने को परिणामी घोल में 125 C और 5 बजे के दबाव में मिलाया जाता है, जिससे डीसिलिकॉनाइजेशन होता है - CaSiO अवक्षेपित होता है, जिससे एक सफेद कीचड़ बनता है। सिलिकॉन से शुद्ध किए गए घोल को सफेद मिट्टी से अलग करने के बाद, कार्बन डाइऑक्साइड के साथ 60-80 C पर उपचारित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप क्रिस्टलीय एल्यूमीनियम ऑक्साइड हाइड्रेट अवक्षेपित होता है:

AlONaO + 3H2O + CO = 2Al(OH) + NaCO.

इसे धोया जाता है, सुखाया जाता है और कैलक्लाइंड किया जाता है। कैल्सीनेशन से एल्यूमिना का निर्माण होता है:

2Al(OH) = AlO + 3H2O।

वर्णित विधि बॉक्साइट से एल्यूमिना का काफी पूर्ण निष्कर्षण प्रदान करती है - लगभग 80%।

एल्यूमिना से धात्विक एल्यूमीनियम प्राप्त करने में इसके घटक भागों में - एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन में इलेक्ट्रोलाइटिक अपघटन होता है। इस प्रक्रिया में इलेक्ट्रोलाइट क्रायोलाइट (AlF 3NaF) में एल्यूमिना का एक घोल है। क्रायोलाइट, एल्यूमिना को भंग करने की क्षमता रखता है, साथ ही साथ इसके गलनांक को कम करता है। एल्यूमिना लगभग 2000 C के तापमान पर पिघलता है, और एक घोल का गलनांक, उदाहरण के लिए, 85% क्रायोलाइट और 15% एल्यूमिना, 935 C होता है।

एल्यूमिना इलेक्ट्रोलिसिस की योजना काफी सरल है, लेकिन तकनीकी रूप से यह प्रक्रिया जटिल है और इसके लिए बड़ी मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है।

अच्छे थर्मल इन्सुलेशन 1 और कार्बन पैकिंग 2 के साथ स्नान के तल में, कैथोड टायर 3 रखे जाते हैं, जो विद्युत प्रवाह स्रोत के नकारात्मक ध्रुव से जुड़े होते हैं। इलेक्ट्रोड 5 एनोड बस 4 से जुड़े होते हैं। इलेक्ट्रोलिसिस की शुरुआत से पहले, स्नान के तल पर कोक की एक पतली परत डाली जाती है, इलेक्ट्रोड को तब तक उतारा जाता है जब तक वे इसके संपर्क में नहीं आते, और करंट चालू हो जाता है। जब कार्बन पैकिंग को गर्म किया जाता है, तो क्रायोलाइट को धीरे-धीरे पेश किया जाता है। जब पिघले हुए क्रायोलाइट की परत की मोटाई 200-300 मिमी होती है, तो एल्यूमिना को क्रायोलाइट की मात्रा में 15% की दर से लोड किया जाता है। प्रक्रिया 950-1000 सी पर होती है।

एक विद्युत प्रवाह की क्रिया के तहत, एल्यूमिना एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन को विघटित करता है। तरल एल्यूमीनियम 6 कोयले के तल (कोयला स्नान के तल) पर जमा होता है, जो कि कैथोड है, और ऑक्सीजन एनोड के कार्बन के साथ मिलकर धीरे-धीरे उन्हें जलाता है। क्रायोलाइट का सेवन नगण्य है। एल्यूमिना को समय-समय पर जोड़ा जाता है, जले हुए हिस्से की भरपाई के लिए इलेक्ट्रोड को धीरे-धीरे नीचे उतारा जाता है, और संचित तरल एल्यूमीनियम को निश्चित अंतराल पर करछुल 8 में छोड़ा जाता है।

इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, लगभग 2 टन एल्यूमिना, 0.6 टन कार्बन इलेक्ट्रोड जो एनोड के रूप में काम करते हैं, 0.1 टन क्रायोलाइट और 17,000 से 18,000 kWh बिजली प्रति 1 टन एल्यूमीनियम की खपत होती है।

एल्यूमिना के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त कच्चे एल्यूमीनियम में धातु की अशुद्धियाँ (लौह, सिलिकॉन, टाइटेनियम और सोडियम), घुलित गैसें होती हैं, जिनमें से मुख्य हाइड्रोजन और गैर-धातु समावेशन होते हैं, जो एल्यूमिना, कोयला और क्रायोलाइट के कण होते हैं। इस स्थिति में, यह उपयोग के लिए अनुपयुक्त है, क्योंकि इसमें कम गुण हैं, इसलिए इसे परिष्कृत किया जाना चाहिए। गैर-धातु और गैसीय अशुद्धियों को क्लोरीन के साथ धातु को फिर से पिघलाकर और शुद्ध करके हटा दिया जाता है। धात्विक अशुद्धियों को केवल जटिल इलेक्ट्रोलाइटिक विधियों द्वारा ही हटाया जा सकता है।

शोधन के बाद, एल्यूमीनियम के वाणिज्यिक ग्रेड प्राप्त होते हैं।

एल्यूमीनियम की शुद्धता एक निर्णायक संकेतक है जो इसके सभी गुणों को प्रभावित करती है, इसलिए रासायनिक संरचना एल्यूमीनियम के वर्गीकरण का आधार है।

एल्यूमीनियम के उत्पादन से लोहा और सिलिकॉन अपरिहार्य अशुद्धियाँ हैं। ये दोनों एल्युमिनियम में हानिकारक हैं। आयरन एल्युमिनियम में नहीं घुलता है, बल्कि इसके साथ भंगुर रासायनिक यौगिक FeAl और Fe2Al बनाता है। एल्युमीनियम 11.7% Si पर सिलिकॉन के साथ एक गलनक्रांतिक यांत्रिक मिश्रण बनाता है। चूंकि कमरे के तापमान पर सिलिकॉन की घुलनशीलता बहुत कम (0.05%) होती है, यहां तक ​​कि सिलिकॉन की थोड़ी मात्रा के साथ भी, यह Fe + Si eutectic और बहुत कठोर (HB 800) भंगुर सिलिकॉन क्रिस्टल का समावेश करता है, जो एल्यूमीनियम की लचीलापन को कम करता है। . सिलिकॉन और लोहे की संयुक्त उपस्थिति के साथ, एक टर्नरी रासायनिक यौगिक और एक टर्नरी यूटेक्टिक बनते हैं, जो प्लास्टिसिटी को भी कम करते हैं।

एल्यूमीनियम में नियंत्रित अशुद्धियाँ लोहा, सिलिकॉन, तांबा और टाइटेनियम हैं।

सभी ग्रेड के एल्युमीनियम में 99% से अधिक अल होता है। एक प्रतिशत के सौवें या दसवें हिस्से में इस मान की मात्रात्मक अधिकता को प्रारंभिक अक्षर A के बाद ब्रांड नाम में दर्शाया गया है। इस प्रकार, A85 ब्रांड में 99.85% Al होता है। इस अंकन सिद्धांत का एक अपवाद ग्रेड ए एई है, जिसमें एल्यूमीनियम सामग्री ग्रेड ए0 और ए 5 के समान है, लेकिन संरचना में शामिल लोहे और सिलिकॉन अशुद्धियों का एक अलग अनुपात है।

एई ब्रांड में ई अक्षर का मतलब है कि इस ब्रांड का एल्यूमीनियम बिजली के तारों के उत्पादन के लिए है। एल्यूमीनियम के गुणों के लिए एक अतिरिक्त आवश्यकता कम विद्युत प्रतिरोध है, जो इससे बने तार के लिए 20 सी पर 0.0280 ओम मिमी मीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए।

एल्युमीनियम का उपयोग उस पर आधारित उत्पादों और मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए किया जाता है, जिनके गुणों के लिए उच्च स्तर की शुद्धता की आवश्यकता होती है।

उद्देश्य के आधार पर, एल्यूमीनियम का उत्पादन विभिन्न रूपों में किया जा सकता है। सभी ग्रेड (उच्च और तकनीकी शुद्धता) का एल्युमिनियम, जो रीमेल्टिंग के लिए अभिप्रेत है, 5 वजन के सिल्लियों के रूप में डाला जाता है; 15 और 1000 किग्रा. उनके सीमा मान इस प्रकार हैं: ऊंचाई 60 से 600 मिमी, चौड़ाई 93 से 800 मिमी और लंबाई 415 से 1000 मिमी।

यदि एल्युमीनियम को रोलिंग शीट और स्ट्रिप के लिए अभिप्रेत है, तो सत्रह आकार के फ्लैट सिल्लियां एक सतत या अर्ध-निरंतर विधि द्वारा डाली जाती हैं। उनकी मोटाई 140 से 400 मिमी, चौड़ाई - 560 से 2025 मिमी तक, और 1 मीटर पिंड की लंबाई - 210 से 2190 किलोग्राम तक होती है। पिंड की लंबाई ग्राहक के साथ सहमत है।

सिल्लियों और फ्लैट सिल्लियों दोनों में एल्यूमीनियम नियंत्रण का मुख्य प्रकार रासायनिक संरचना का सत्यापन और ब्रांडेड के साथ इसका अनुपालन है। दबाव उपचार के लिए अभिप्रेत सिल्लियां और सिल्लियां अतिरिक्त आवश्यकताओं के अधीन हैं, जैसे कि गोले, गैस बुलबुले, दरारें, लावा और अन्य विदेशी समावेशन की अनुपस्थिति।

इसके गलाने के दौरान स्टील के डीऑक्सीडेशन के लिए, साथ ही लौह मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए और एल्युमिनोथर्मी के लिए, कम शुद्धता के सस्ते एल्यूमीनियम का उपयोग "विभिन्न ग्रेड की एल्यूमीनियम शुद्धता" तालिका में इंगित किया जा सकता है। इस प्रयोजन के लिए, उद्योग 3 से 16.5 किलोग्राम वजन के सिल्लियों में एल्यूमीनियम के छह ग्रेड का उत्पादन करता है, जिसमें 98.0 से 87.0% Al होता है। उनमें लोहे की मात्रा 2.5% तक पहुँच जाती है, और सिलिकॉन और तांबे में से प्रत्येक में 5% तक।

एल्यूमीनियम का उपयोग इसके गुणों की ख़ासियत के कारण होता है। पर्याप्त रूप से उच्च विद्युत चालकता के साथ लपट का संयोजन एल्यूमीनियम को विद्युत प्रवाह के कंडक्टर के रूप में उपयोग करना संभव बनाता है, इसे अधिक महंगे तांबे के साथ बदल देता है। तांबे (631 ओम) और एल्यूमीनियम (371 ओम) की विद्युत चालकता में अंतर की भरपाई एल्यूमीनियम तार के क्रॉस सेक्शन में वृद्धि से होती है। एल्यूमीनियम तारों का छोटा द्रव्यमान अपने स्वयं के वजन के प्रभाव में तार टूटने के डर के बिना, तांबे के तारों के मामले की तुलना में समर्थन के बीच बहुत अधिक दूरी के साथ उनके निलंबन को अंजाम देना संभव बनाता है। केबल, टायर, कैपेसिटर, रेक्टिफायर भी इससे बनाए जाते हैं। एल्यूमीनियम का उच्च संक्षारण प्रतिरोध इसे कुछ मामलों में रासायनिक इंजीनियरिंग में एक अनिवार्य सामग्री बनाता है, उदाहरण के लिए, नाइट्रिक एसिड और इसके डेरिवेटिव के उत्पादन, भंडारण और परिवहन में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के निर्माण के लिए।

यह खाद्य उद्योग में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - खाना पकाने के लिए विभिन्न प्रकार के बर्तन इससे बनाए जाते हैं। इस मामले में, न केवल कार्बनिक अम्लों के प्रतिरोध का उपयोग किया जाता है, बल्कि इसकी उच्च तापीय चालकता भी होती है।

उच्च लचीलापन एल्यूमीनियम को पन्नी में घुमाने की अनुमति देता है, जिसने अब पहले इस्तेमाल की जाने वाली अधिक महंगी टिन फोइल को पूरी तरह से बदल दिया है। पन्नी विभिन्न प्रकार के खाद्य उत्पादों के लिए पैकेजिंग के रूप में कार्य करती है: चाय, चॉकलेट, तंबाकू, पनीर, आदि।

एल्युमिनियम का उपयोग उसी तरह किया जाता है जैसे अन्य धातुओं और मिश्र धातुओं के एक एंटीकोर्सिव कोटिंग। इसे क्लैडिंग, डिफ्यूजन प्लेटिंग और अन्य तरीकों से लागू किया जा सकता है, जिसमें पेंट और वार्निश के साथ एल्यूमीनियम को पेंट करना शामिल है। कम संक्षारण प्रतिरोधी एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से बने फ्लैट-रोल्ड उत्पादों की एल्यूमीनियम क्लैडिंग विशेष रूप से व्यापक है।

ऑक्सीजन के संबंध में एल्यूमीनियम की रासायनिक गतिविधि का उपयोग अर्ध-शांत और शांत स्टील के उत्पादन में और उनके ऑक्सीजन यौगिकों से एल्यूमीनियम को विस्थापित करके मुश्किल से ठीक होने वाली धातुओं के उत्पादन के लिए किया जाता है।

एल्यूमीनियम का उपयोग विभिन्न स्टील्स और मिश्र धातुओं में मिश्र धातु के रूप में किया जाता है। यह उन्हें विशिष्ट गुण देता है। उदाहरण के लिए, यह लोहा, तांबा, टाइटेनियम और कुछ अन्य धातुओं पर आधारित मिश्र धातुओं के ताप प्रतिरोध को बढ़ाता है।

आप अलग-अलग शुद्धता के एल्युमीनियम के अनुप्रयोग के अन्य क्षेत्रों का नाम दे सकते हैं, लेकिन इसकी सबसे बड़ी राशि इसके आधार पर विभिन्न प्रकाश मिश्र धातुओं को प्राप्त करने पर खर्च की जाती है। मुख्य का विवरण नीचे दिया गया है।

सामान्य तौर पर, विकसित पूंजीवादी देशों के उदाहरण का उपयोग करते हुए अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में एल्यूमीनियम के उपयोग का अनुमान निम्नलिखित आंकड़ों से लगाया जाता है: परिवहन इंजीनियरिंग 20-23% (मोटर वाहन उद्योग सहित 15%), निर्माण 17-18%, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग 10-12%, पैकेजिंग सामग्री का उत्पादन 9-10%, उपभोक्ता टिकाऊ वस्तुओं का उत्पादन 9-10%, सामान्य इंजीनियरिंग 8-10%।

अन्य सामग्रियों और विशेष रूप से प्लास्टिक की प्रतिस्पर्धा के बावजूद, एल्युमीनियम अनुप्रयोग के अधिक से अधिक नए क्षेत्रों को प्राप्त कर रहा है।

एल्यूमीनियम युक्त मुख्य औद्योगिक अयस्क बॉक्साइट, नेफलाइन, एलुनाइट और काओलिन हैं।

इन अयस्कों की गुणवत्ता का मूल्यांकन उनके एल्युमिना अल ओ की सामग्री द्वारा किया जाता है, जिसमें 53% अल होता है। एल्यूमीनियम अयस्कों की गुणवत्ता के अन्य संकेतकों में, सबसे महत्वपूर्ण अशुद्धियों की संरचना है, जिसकी हानिकारकता और उपयोगिता अयस्क के उपयोग से निर्धारित होती है।

एल्यूमीनियम उत्पादन के लिए बॉक्साइट दुनिया का सबसे अच्छा और मुख्य कच्चा माल है। इसका उपयोग कृत्रिम कोरन्डम के उत्पादन, अत्यधिक दुर्दम्य उत्पादों और अन्य उद्देश्यों के लिए भी किया जाता है। रासायनिक संरचना के अनुसार, यह तलछटी चट्टान लोहे, सिलिकॉन, टाइटेनियम और अन्य तत्वों के ऑक्साइड के साथ एल्यूमिना हाइड्रेट्स AlO nH2O का मिश्रण है। बॉक्साइट बनाने वाले सबसे आम एल्यूमिना हाइड्रेट खनिज डायस्पोर, बोहेमाइट और हाइड्रैर्गेलाइट हैं। बॉक्साइट में एल्यूमिना की सामग्री, यहां तक ​​कि एक जमा में, 35 से 70% तक बहुत विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होती है।

बॉक्साइट की संरचना में शामिल खनिज बहुत पतले मिश्रण का निर्माण करते हैं, जिससे संवर्धन मुश्किल हो जाता है। उद्योग में, कच्चे अयस्क का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है। अयस्क से एल्यूमीनियम निकालने की प्रक्रिया जटिल है, बहुत ऊर्जा गहन है और इसमें दो चरण होते हैं: पहला, एल्यूमिना निकाला जाता है, और फिर इससे एल्यूमीनियम प्राप्त किया जाता है।

विश्व व्यापार का विषय बॉक्साइट और इससे निकाले गए एल्यूमिना या अन्य अयस्क दोनों ही हैं।

सीआईएस के क्षेत्र में, बॉक्साइट जमा असमान रूप से वितरित किए जाते हैं, और विभिन्न जमाओं से बॉक्साइट गुणवत्ता में असमान है। उरल्स में उच्चतम गुणवत्ता वाले बॉक्साइट के भंडार स्थित हैं। सीआईएस के यूरोपीय भाग और पश्चिमी कजाकिस्तान में भी बॉक्साइट के बड़े भंडार हैं।

औद्योगिक देशों में से अब केवल फ्रांस ही व्यावहारिक रूप से प्रदान किया जाता है, जहां इसका विकास सबसे पहले शुरू हुआ था। 1975 में राज्यों के इस समूह में इसके विश्वसनीय और संभावित भंडार का अनुमान 4.8 बिलियन टन (ऑस्ट्रेलिया में 4.6 बिलियन टन सहित) था, जबकि विकासशील देशों में 12.5 बिलियन टन, मुख्य रूप से अफ्रीका और लैटिन अमेरिका में (सबसे अमीर गिनी, कैमरून हैं। ब्राजील, जमैका)।

युद्ध के बाद की अवधि के दौरान, बॉक्साइट का खनन और प्राथमिक एल्यूमीनियम का उत्पादन करने वाले देशों का दायरा तेजी से विस्तारित हुआ है। 1950 में, बॉक्साइट का खनन केवल 11 देशों में किया गया था, यूएसएसआर की गिनती नहीं, जिसमें तीन 1 मिलियन टन (सूरीनाम, गुयाना, यूएसए) से अधिक और चार 0.1 मिलियन टन से अधिक (फ्रांस, इंडोनेशिया, इटली, घाना) शामिल थे। 1977 तक, उत्पादन की मात्रा में 12 गुना वृद्धि हुई और इसका भूगोल नाटकीय रूप से बदल गया (पूंजीवादी दुनिया के आधे से अधिक उत्पादन विकासशील देशों से आया)।

विकासशील देशों के विपरीत, ईंधन समृद्ध ऑस्ट्रेलिया अपने विश्व निर्यात में निर्णायक भूमिका निभाते हुए अधिकांश खनन बॉक्साइट (मुख्य रूप से यॉर्क प्रायद्वीप, दुनिया में सबसे बड़ा बॉक्साइट जमा) को एल्यूमिना में संसाधित करता है। उसके लिए उदाहरण नहीं, कैरेबियन और पश्चिम अफ्रीकी देश मुख्य रूप से बॉक्साइट का निर्यात करते हैं। यह दोनों राजनीतिक कारणों को प्रभावित करता है (विश्व एल्यूमीनियम एकाधिकार बॉक्साइट-खनन, आश्रित देशों के बाहर एल्यूमिना का उत्पादन पसंद करते हैं), और विशुद्ध रूप से आर्थिक: भारी अलौह धातुओं के अयस्कों के विपरीत, बॉक्साइट परिवहन योग्य हैं (35-65% एल्यूमीनियम डाइऑक्साइड होते हैं) ), और एल्यूमिना उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण विशिष्ट लागतों की आवश्यकता होती है, जो कि बॉक्साइट उत्पादक देशों के विशाल बहुमत के पास नहीं होती है।

दुनिया के एल्युमीनियम एकाधिकार के हुक्म का विरोध करने के प्रयास में, 1973 में बॉक्साइट-निर्यातक देशों ने "इंटरनेशनल एसोसिएशन ऑफ़ बॉक्साइट माइनिंग कंट्रीज़" (IABS) संगठन बनाया। इसमें ऑस्ट्रेलिया, गिनी, गुयाना, जमैका और यूगोस्लाविया शामिल थे; बाद में डोमिनिकन गणराज्य, हैती, घाना, सिएरा लियोन, सूरीनाम शामिल हुए, जबकि ग्रीस और भारत पर्यवेक्षक देश बन गए। निर्माण के वर्ष में, इन राज्यों में गैर-समाजवादी राज्यों में लगभग 85% बॉक्साइट खनन का योगदान था।

एल्युमिनियम उद्योग को बॉक्साइट के निष्कर्षण और एल्यूमिना के उत्पादन और बाद वाले और प्राथमिक एल्यूमीनियम के गलाने के बीच एक क्षेत्रीय अंतर की विशेषता है। सबसे बड़ा एल्यूमिना उत्पादन (प्रति वर्ष 1-1.3 मिलियन टन तक) दोनों एल्यूमीनियम संयंत्रों में स्थानीयकृत है (उदाहरण के लिए, क्यूबेक में अरविडा में कनाडाई संयंत्र में, जो उत्पादन क्षमता के मामले में प्रति वर्ष 0.4 मिलियन टन एल्यूमीनियम पर कब्जा कर लेता है) और बॉक्साइट निर्यात बंदरगाहों में (उदाहरण के लिए, सूरीनाम में परनाम), साथ ही दूसरे से पहले तक बॉक्साइट के मार्गों पर - उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में मैक्सिको की खाड़ी के तट पर (कॉर्पस क्रिस्टी, प्वाइंट कम्फर्ट)।

हमारे देश में, सभी खनन बॉक्साइट दस ग्रेड में विभाजित हैं। विभिन्न ग्रेड के बॉक्साइट के बीच मुख्य अंतर यह है कि उनमें मुख्य निकालने योग्य घटक, एल्यूमिना की अलग-अलग मात्रा होती है, और अलग-अलग सिलिकॉन मॉड्यूलस मान होते हैं, यानी। बॉक्साइट्स (AlO SiO) में हानिकारक सिलिका अशुद्धियों की सामग्री के लिए एल्यूमिना की विभिन्न सामग्री। सिलिकॉन मापांक बॉक्साइट की गुणवत्ता का एक बहुत ही महत्वपूर्ण संकेतक है; उनका अनुप्रयोग और प्रसंस्करण तकनीक काफी हद तक इस पर निर्भर करती है।

किसी भी ग्रेड के बॉक्साइट में नमी की मात्रा उनके जमा के आधार पर स्थापित की जाती है: सबसे कम नमी सामग्री (7% से अधिक नहीं) दक्षिण यूराल जमा के बॉक्साइट के लिए और क्रमशः उत्तरी यूराल, कमेंस्क-यूराल और तिखविन जमा के लिए स्थापित की जाती है। , 12, 16 और 22% से अधिक नहीं। आर्द्रता संकेतक अस्वीकृति का संकेत नहीं है और केवल उपभोक्ता के साथ बस्तियों के लिए कार्य करता है।

बॉक्साइट की आपूर्ति 500 ​​मिमी से बड़े टुकड़ों में की जाती है। इसे प्लेटफॉर्म या गोंडोल में थोक में ले जाया जाता है।