ალუმინისმისი სუფთა სახით პირველად იზოლირებული იქნა ფრიდრიხ ვოლერმა. გერმანელმა ქიმიკოსმა უწყლო ელემენტი ქლორიდი კალიუმის მეტალთან გაათბო. ეს მოხდა XIX საუკუნის მეორე ნახევარში. მე-20 საუკუნემდე კგ ალუმინიღირს მეტი.

მხოლოდ მდიდრებს და სახელმწიფოს შეეძლოთ ახალი ლითონის შეძენა. სიძვირის მიზეზი არის ალუმინის სხვა ნივთიერებებისგან გამოყოფის სირთულე. ელემენტის ინდუსტრიული მასშტაბით მოპოვების მეთოდი შემოგვთავაზა ჩარლზ ჰოლმა.

1886 წელს მან გახსნა ოქსიდი კრიოლიტის დნობაში. გერმანელმა ნარევი გრანიტის ჭურჭელში მოათავსა და ელექტრული დენი დაუკავშირა. კონტეინერის ფსკერზე სუფთა ლითონის დაფები დგას.

ალუმინის ქიმიური და ფიზიკური თვისებები

რა ალუმინი?ვერცხლისფერი თეთრი, მბზინავი. ამიტომ, ფრიდრიხ უოლერმა შეადარა მის მიერ მიღებული ლითონის გრანულები. მაგრამ, იყო სიფრთხილე - ალუმინი გაცილებით მსუბუქია.

პლასტიურობა ახლოს არის ძვირფასთან და. ალუმინი არის ნივთიერებათხელ მავთულსა და ფურცლებში გაჭიმვის უპრობლემოდ. საკმარისია გავიხსენოთ ფოლგა. იგი მზადდება მე-13 ელემენტის საფუძველზე.

ალუმინი მსუბუქია მისი დაბალი სიმკვრივის გამო. ის სამჯერ ნაკლებია რკინაზე. ამავდროულად, მე -13 ელემენტი თითქმის არ ჩამოუვარდება სიძლიერეს.

ამ კომბინაციამ ვერცხლის მეტალი შეუცვლელი გახადა ინდუსტრიაში, მაგალითად, ავტომობილების ნაწილების წარმოებაში. საუბარია ხელსაქმის წარმოებაზე, რადგან ალუმინის შედუღებაშესაძლებელია სახლშიც კი.

ალუმინის ფორმულასაშუალებას გაძლევთ აქტიურად ასახოთ სინათლე, მაგრამ ასევე სითბოს სხივები. მაღალია ელემენტის ელექტრული გამტარობაც. მთავარია ზედმეტად არ გახურდეს. ის დნება 660 გრადუსზე. ოდნავ აწიეთ ტემპერატურა - დაიწვება.

ლითონი გაქრება, მხოლოდ ალუმინის ოქსიდი. იგი ასევე იქმნება სტანდარტულ პირობებში, მაგრამ მხოლოდ ზედაპირის ფირის სახით. ის იცავს ლითონს. ამიტომ, ის კარგად ეწინააღმდეგება კოროზიას, რადგან ჟანგბადის წვდომა დაბლოკილია.

ოქსიდის ფილმი ასევე იცავს ლითონს წყლისგან. თუ ალუმინის ზედაპირიდან დაფა მოიხსნება, დაიწყება რეაქცია H 2 O-ით. წყალბადის აირები გამოიყოფა ოთახის ტემპერატურაზეც კი. Ამიტომ, ალუმინის ნავიარ გადაიქცევა კვამლად მხოლოდ გემის კორპუსზე გამოყენებული ოქსიდის ფირის და დამცავი საღებავის გამო.

ყველაზე აქტიური ალუმინის ურთიერთქმედებაარალითონებით. ბრომთან და ქლორთან რეაქციები ნორმალურ პირობებშიც კი მიმდინარეობს. შედეგად, ისინი ყალიბდებიან ალუმინის მარილები. წყალბადის მარილები მიიღება მე-13 ელემენტის მჟავა ხსნარებთან შერწყმით. რეაქცია ასევე მოხდება ტუტეებთან, მაგრამ მხოლოდ ოქსიდის ფირის ამოღების შემდეგ. სუფთა წყალბადი გამოიყოფა.

ალუმინის გამოყენება

სარკეებზე ასხურება ლითონი. კარგი სინათლის ასახვა. პროცესი ვაკუუმის პირობებში მიმდინარეობს. ისინი ამზადებენ არა მხოლოდ სტანდარტულ სარკეებს, არამედ ობიექტებს სარკის ზედაპირით. ესენია: კერამიკული ფილები, საყოფაცხოვრებო ტექნიკა, ნათურები.

დუეტი ალუმინის-სპილენძის- დურალუმინის ბაზა. მას უბრალოდ დურალი ჰქვია. როგორც დამატებულია. კომპოზიცია 7-ჯერ უფრო ძლიერია ვიდრე სუფთა ალუმინი, შესაბამისად, ის შესაფერისია მექანიკური ინჟინერიისა და თვითმფრინავების დიზაინისთვის.

სპილენძი აძლევს მე-13 ელემენტს სიმტკიცეს, მაგრამ არა სიმძიმეს. დურალი რკინაზე 3-ჯერ მსუბუქია. პატარა ალუმინის მასა- მანქანების, თვითმფრინავების, გემების სიმსუბუქის პირობა. ეს ამარტივებს ტრანსპორტირებას, ექსპლუატაციას, ამცირებს პროდუქციის ფასს.

შეიძინეთ ალუმინიმანქანის მწარმოებლები ასევე ცდილობენ, რადგან დამცავი და დეკორატიული ნაერთები ადვილად გამოიყენება მის შენადნობებზე. საღებავი დნება უფრო სწრაფად და თანაბრად, ვიდრე ფოლადზე, პლასტმასზე.

ამავდროულად, შენადნობები არის ელასტიური, ადვილად დასამუშავებელი. ეს ღირებულია, თუ გავითვალისწინებთ მოხვევების მასას და კონსტრუქციულ გადასვლებს თანამედროვე ავტომობილების მოდელებზე.

მე-13 ელემენტი არა მხოლოდ ადვილად შესაღებია, არამედ შეუძლია თავადაც საღებავად იმოქმედოს. შეძენილია ტექსტილის ინდუსტრიაში ალუმინის სულფატი. ის ასევე გამოდგება ბეჭდვაში, სადაც საჭიროა უხსნადი პიგმენტები.

საინტერესოა რომ გამოსავალისულფატი ალუმინისასევე გამოიყენება წყლის გასაწმენდად. "აგენტის" თანდასწრებით, მავნე მინარევები გროვდება და ნეიტრალდება.

ანეიტრალებს მე-13 ელემენტს და მჟავებს. ის განსაკუთრებით კარგად ასრულებდა ამ როლს. ალუმინის ჰიდროქსიდი. მას აფასებენ ფარმაკოლოგიაში, მედიცინაში, ემატება გულძმარვის წამლებს.

ჰიდროქსიდი ინიშნება აგრეთვე წყლულების, ნაწლავის ტრაქტის ანთებითი პროცესების დროს. ასე რომ, არსებობს სააფთიაქო წამალიც ალუმინის. მჟავაკუჭში - მიზეზი, რომ გაიგოთ მეტი ასეთი წამლების შესახებ.

სსრკ-ში ასევე იჭრებოდა ბრინჯაოები ალუმინის 11% დამატებით. ნიშნების ღირებულებაა 1, 2 და 5 კაპიკი. მათ წარმოება დაიწყეს 1926 წელს, დასრულდა 1957 წელს. მაგრამ დაკონსერვებული ალუმინის ქილების წარმოება არ შეჩერებულა.

ჩაშუშული ხორცი, საური და ტურისტების სხვა საუზმები კვლავ იფუთება კონტეინერებში მე-13 ელემენტზე დაფუძნებული. ასეთი ქილა არ რეაგირებს საკვებთან, მაშინ როცა ისინი მსუბუქი და იაფია.

ალუმინის ფხვნილი არის მრავალი ფეთქებადი ნარევების ნაწილი, მათ შორის პიროტექნიკა. ინდუსტრიაში გამოიყენება დივერსიული მექანიზმები, რომლებიც დაფუძნებულია ტრინიტროტოლუენზე და დამსხვრეულ ელემენტზე 13. მძლავრი ასაფეთქებელი ნივთიერება ასევე მიიღება ალუმინის ამონიუმის ნიტრატის დამატებით.

ნავთობის მრეწველობას სჭირდება ალუმინის ქლორიდი. ის ასრულებს კატალიზატორის როლს ორგანული ნივთიერებების ფრაქციებად დაშლაში. ზეთს აქვს უნარი გამოუშვას ბენზინის ტიპის აირისებრი, მსუბუქი ნახშირწყალბადები, რომლებიც ურთიერთქმედებენ მე-13 ლითონის ქლორიდთან. რეაგენტი უნდა იყოს უწყლო. ქლორიდის დამატების შემდეგ ნარევი თბება 280 გრადუს ცელსიუსამდე.

მშენებლობაში ხშირად ვურევ ნატრიუმისდა ალუმინის. გამოდის ბეტონის დანამატი. ნატრიუმის ალუმინატი აჩქარებს მის გამკვრივებას დატენიანების დაჩქარებით.

მიკროკრისტალიზაციის სიჩქარე იზრდება, რაც ნიშნავს, რომ იზრდება ბეტონის სიმტკიცე და სიმტკიცე. გარდა ამისა, ნატრიუმის ალუმინატი იცავს ხსნარში ჩაყრილ ფიტინგებს კოროზიისგან.

ალუმინის მოპოვება

მეტალი ხურავს დედამიწაზე ყველაზე გავრცელებულ სამეულს. ეს ხსნის მის ხელმისაწვდომობას და ფართო გამოყენებას. თუმცა, ბუნება არ აძლევს ადამიანს ელემენტს მისი სუფთა სახით. ალუმინი უნდა იყოს იზოლირებული სხვადასხვა ნაერთებისგან. მე-13 ელემენტის უმეტესი ნაწილი ბოქსიტებშია. ეს არის თიხის მსგავსი ქანები, კონცენტრირებული ძირითადად ტროპიკულ ზონაში.

ბოქსიტს ამტვრევენ, შემდეგ აშრობენ, ისევ აწურებენ და მცირე მოცულობის წყლის თანდასწრებით ფქვავენ. გამოდის სქელი მასა. თბება ორთქლით. ამავდროულად, რომელთა უმეტესობა ბოქსიტი ასევე არ არის ცუდი, აორთქლდება. რჩება მე-13 ლითონის ოქსიდი.

მოთავსებულია სამრეწველო აბანოებში. ისინი უკვე შეიცავენ გამდნარ კრიოლიტს. ტემპერატურა ინახება დაახლოებით 950 გრადუს ცელსიუსზე. ჩვენ ასევე გვჭირდება ელექტრო დენი მინიმუმ 400 კA სიმძლავრით. ანუ ელექტროლიზი გამოიყენება, ისევე როგორც 200 წლის წინ, როცა ელემენტი იზოლირებული იყო ჩარლზ ჰოლმა.

ცხელ ხსნარში გავლისას დენი არღვევს კავშირებს ლითონსა და ჟანგბადს შორის. შედეგად, აბაზანების ბოლოში რჩება სუფთა ალუმინის. რეაქციებიდასრულდა. პროცესი სრულდება ნალექიდან ჩამოსხმით და მომხმარებლამდე გაგზავნით, ან, ალტერნატიულად, მათი გამოყენებით სხვადასხვა შენადნობების შესაქმნელად.

ალუმინის ძირითადი წარმოება განლაგებულია იმავე ადგილას, სადაც ბოქსიტის საბადოებია. წინა პლანზე გვინეა. მე-13 ელემენტის თითქმის 8 000 000 ტონა იმალება მის ნაწლავებში. მე-2 ადგილზეა ავსტრალია 6 000 000 მაჩვენებლით, ბრაზილიაში ალუმინი უკვე 2-ჯერ ნაკლებია. გლობალური მარაგი შეფასებულია 29 000 000 ტონაზე.

ალუმინის ფასი

ერთი ტონა ალუმინისთვის თითქმის 1500 აშშ დოლარს ითხოვენ. ეს არის ფერადი ლითონების ბირჟების მონაცემები 2016 წლის 20 იანვრის მდგომარეობით. ღირებულებას ძირითადად მრეწველები ადგენენ. უფრო სწორედ, ალუმინის ფასზე გავლენას ახდენს ნედლეულზე მათი მოთხოვნა. ეს გავლენას ახდენს მომწოდებლების მოთხოვნებზე და ელექტროენერგიის ღირებულებაზე, რადგან მე-13 ელემენტის წარმოება ენერგო ინტენსიურია.

სხვა ფასები დაწესებულია ალუმინზე. ის მიდის დნობისკენ. ღირებულება გამოცხადებულია კილოგრამზე და მნიშვნელობა აქვს მიწოდებული მასალის ბუნებას.

ასე რომ, ელექტრო ლითონისთვის ისინი დაახლოებით 70 რუბლს აძლევენ. საკვები კლასის ალუმინისთვის შეგიძლიათ მიიღოთ 5-10 მანეთი ნაკლები. იგივე იხდიან ძრავის ლითონს. თუ შერეული ჯიში ქირავდება, მისი ფასი კილოგრამზე 50-55 რუბლს შეადგენს.

ჯართის ყველაზე იაფი სახეობაა ალუმინის საპარსი. ამისთვის ის ახერხებს მხოლოდ 15-20 რუბლის მოგებას. ცოტა მეტი მოგეცემათ მე-13 ელემენტისთვის. ეს ეხება სასმელების კონტეინერებს, დაკონსერვებულ საკვებს.

ასევე არ არის შეფასებული ალუმინის რადიატორები. ერთი კილოგრამი ჯართის ფასი დაახლოებით 30 რუბლია. ეს არის საშუალო მაჩვენებლები. სხვადასხვა რეგიონში, სხვადასხვა წერტილში, ალუმინი მიიღება უფრო ძვირად ან იაფად. ხშირად მასალების ღირებულება დამოკიდებულია მიწოდებულ მოცულობებზე.

ალუმინის ნაერთები ადამიანისთვის ცნობილია უძველესი დროიდან. ერთ-ერთი მათგანი იყო ბაინდერები, რომელშიც შედის ალუმინის-კალიუმის ალუმი КAl(SO4)2. ისინი ფართოდ გამოიყენეს. მათ იყენებდნენ როგორც სისხლძარღვთა და სისხლის შესაჩერებლად. ხის გაჟღენთვამ კალიუმის ალუმის ხსნარით გახადა იგი არაწვად. ცნობილია საინტერესო ისტორიული ფაქტი, თუ როგორ სპარსელებთან ომის დროს რომის სარდალმა არქელაუსმა ბრძანა, რომ კოშკები, რომლებიც თავდაცვითი ნაგებობების ფუნქციას ასრულებდნენ, ალმით შეასხეს. სპარსელებმა მათი დაწვა ვერასოდეს მოახერხეს.

ალუმინის კიდევ ერთი ნაერთი იყო ბუნებრივი თიხა, რომელშიც შედის ალუმინის ოქსიდი Al2O3.

ალუმინის მოპოვების პირველი მცდელობები მხოლოდ XIX საუკუნის შუა ხანებში. დანიელი მეცნიერის H.K.Oersted-ის მცდელობა წარმატებით დასრულდა. მის მისაღებად მან გამოიყენა გაერთიანებული კალიუმი, როგორც ალუმინის ოქსიდის შემცირების საშუალება. მაგრამ რა სახის ლითონი იყო მოპოვებული, ამის გარკვევა ვერ მოხერხდა. რამდენიმე ხნის შემდეგ, ორი წლის შემდეგ, ალუმინი მოიპოვა გერმანელმა ქიმიკოსმა ველერმა, რომელმაც მიიღო ალუმინი უწყლო ალუმინის ქლორიდის კალიუმის მეტალთან გათბობის გამოყენებით. გერმანელი მეცნიერის მრავალწლიანი შრომა უშედეგო არ ყოფილა. 20 წლის განმავლობაში მან მოახერხა მარცვლოვანი ლითონის მომზადება. აღმოჩნდა, რომ ის ვერცხლის მსგავსი იყო, მაგრამ მასზე ბევრად მსუბუქი იყო. ალუმინი ძალიან ძვირადღირებული ლითონი იყო და მე-20 საუკუნის დასაწყისამდე მისი ღირებულება ოქროზე მაღალი იყო. ამიტომ, მრავალი, მრავალი წლის განმავლობაში, ალუმინი გამოიყენება როგორც სამუზეუმო ექსპონატი. დაახლოებით 1807 წელს დევიმ სცადა ალუმინის ელექტროლიზის ჩატარება, მიიღო ლითონი, რომელსაც ეწოდა ალუმინი (ალუმიუმი) ან ალუმინი (ალუმინი), რომელიც ლათინურიდან ითარგმნება როგორც ალუმი.

თიხისგან ალუმინის მიღება საინტერესო იყო არა მხოლოდ ქიმიკოსებისთვის, არამედ მრეწველებისაც. ძალიან რთული იყო ალუმინის გამოყოფა სხვა ნივთიერებებისგან, რამაც განაპირობა ის, რომ ის უფრო ძვირი იყო ვიდრე ოქრო. 1886 წელს ქიმიკოსმა ჩ.მ. ჰოლმა შემოგვთავაზა მეთოდი, რამაც შესაძლებელი გახადა ლითონის დიდი რაოდენობით მიღება. კვლევის ჩატარებისას მან ალუმინის ოქსიდი გახსნა კრიოლიტის AlF3 nNaF დნობაში. მიღებული ნარევი მოათავსეს გრანიტის ჭურჭელში და მუდმივი ელექტრული დენი გადიოდა დნობის მეშვეობით. მას ძალიან გაუკვირდა, როდესაც გარკვეული დროის შემდეგ ჭურჭლის ძირში სუფთა ალუმინის ფირფიტები აღმოაჩინა. ეს მეთოდი ჯერ კიდევ მთავარია სამრეწველო მასშტაბით ალუმინის წარმოებისთვის. შედეგად მიღებული ლითონი კარგი იყო ყველაფრისთვის, გარდა სიმტკიცისა, რაც მრეწველობისთვის იყო საჭირო. და ეს პრობლემა მოგვარებულია. გერმანელმა ქიმიკოსმა ალფრედ ვილმმა ალუმინი შეაერთა სხვა ლითონებთან: სპილენძთან, მანგანუმთან და მაგნიუმთან. შედეგი იყო შენადნობი, რომელიც ბევრად უფრო ძლიერი იყო ვიდრე ალუმინი.

§2. როგორ მივიღოთ

გამოგონება ეხება ალუმინის წარმოების მეთოდს წყალბადის წყალხსნარებიდან ელექტროლიტური გამოყოფით წყალბადთან ერთად. მეთოდი იყენებს თხევადი ლითონის კათოდს, როგორიცაა გალიუმი. მეტალში ალუმინის შემცველობა იზრდება 6 წონამდე, შენადნობი ამოღებულია ელექტროლიზატორიდან, გაცივდება 98-დან 26°C-მდე და ალუმინის იზოლირებულია კრისტალიზაციით, მიიღება პირველადი გაჯერებული მყარი ხსნარი ალუმინის შემცველობით. დაახლოებით 80 wt.%. ევტექტიკური შემადგენლობის დედა ლიქიორ-შენადნობი უბრუნდება ელექტროლიზს, როგორც კათოდური ლითონი, ხოლო პირველადი მყარი ხსნარი დნება და ექვემდებარება რეკრისტალიზაციას 660°C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე, თანმიმდევრულად გამოყოფს მეორადს, მესამეულს და ა.შ. მყარი ხსნარები თხევადიდან ტექნიკური სისუფთავის ალუმინის წარმოებამდე მათგან. ალუმინის წარმოების ალტერნატიული მეთოდები - კარბოთერმული პროცესი, ტოდტის პროცესი, კუვაჰარას პროცესი, ქლორიდების ელექტროლიზი, ალუმინის ნატრიუმით შემცირება - არ აჩვენა უპირატესობა ერუ-ჰოლის მეთოდთან შედარებით. წინამდებარე გამოგონების პროტოტიპი არის ჩვენი წინა წინადადება ამავე სახელწოდებით N-ის ქვეშ. წყალხსნარებიდან ალუმინის მიღება წყალბადთან ერთად, რაც ამ გამოგონების არსია, უკიდურესად მაცდურია, მაგრამ მისი განხორციელება შეუძლებელია პასივაციის პროცესების გამო. მყარი ალუმინის კათოდი ცვლადი შემადგენლობის ოქსიდ-ჰიდროქსიდის ფილებით. ჩვენი მცდელობები, განეხორციელებინათ პროცესი ტუტე ალუმინატის, გოგირდმჟავას, მარილმჟავას და აზოტის მჟავას ხსნარებში, ერთნაირად წარუმატებელი აღმოჩნდა. ამასთან დაკავშირებით, ჩვენ ვთავაზობთ ალუმინის და წყალბადის მიღებას თხევადი ლითონის კათოდზე, მაგალითად, გალიუმის კათოდზე ან გალიუმის და ალუმინის შენადნობისგან შემდგარზე. ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა დაბალი დნობის შენადნობები. კათოდი. შედეგად, ელექტროლიზი ხორციელდება მარტივად და, პირველი მიახლოებით, უბრალოდ ალუმინის გარანტირებული გათავისუფლებით კათოდის შენადნობაში.

მრეწველობაში ალუმინი მიიღება Al2O3-ის ელექტროლიზით Na3 კრიოლიტის დნობაში 950 ტემპერატურაზე.

2Al2O3 = 4Al(3+) + 6O(2-) = 2Al + 3O2

პროცესების ძირითადი რეაქციები:

CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 (15.სთ)

SiO2 + 6HF →H2SiF6 + 2H2

HF და H2SiF6 არის აირისებრი პროდუქტები წყალში ჩარჩენილი. მიღებული ხსნარის დესილიკონიზაციისთვის, მასში პირველად შეჰყავთ სოდას გამოთვლილი რაოდენობა:

H2SiF6 + Na2CO3 → Na2SiF6 + CO2 + H2O (15.i)

ნაკლებად ხსნადი Na2SiF6 გამოიყოფა და დარჩენილი ჰიდროფთორმჟავას ხსნარი ანეიტრალებს ჭარბი სოდასა და ალუმინის ჰიდროქსიდს კრიოლიტის მისაღებად:

12HF + 3Na2CO3 + 2Al(OH)3 → 2(3NaF AlF3) + 3CO2 + 9H2O (15.c)

ანალოგიურად, NaF და AlF3 შეიძლება მიღებულ იქნას ცალ-ცალკე, თუ დეზილიკონიზებული ჰიდროფთორმჟავას ხსნარი განეიტრალება Na2CO3 ან Al(OH)3 გამოთვლილი რაოდენობით.

შესავალი.

დაახლოებით 100 წლის წინ ნიკოლაი გავრილოვიჩ ჩერნიშევსკიმ ალუმინის შესახებ თქვა, რომ ეს ლითონი დიდი მომავლისთვის იყო განკუთვნილი, რომ ალუმინი სოციალიზმის ლითონი იყო. ის ხედვარე გამოდგა: მე-20 საუკუნეში. ელემენტი No13 ალუმინი გახდა მრავალი სტრუქტურული მასალის საფუძველი. მე-3 პერიოდის ელემენტი და პერიოდული სისტემის IIIA ჯგუფი. ჟანგვის მდგომარეობის ატომის 3S23p1 ელექტრონული ფორმულა არის + III და 0.

ელექტროუარყოფითობით (1,47) იგივეა, რაც ბერილიუმი, ავლენს ამფოტერულ (მჟავე და ფუძე) თვისებებს. ნაერთებში ის შეიძლება იყოს კათიონებისა და ანიონების შემადგენლობაში. ბუნებაში, მეოთხე ყველაზე გავრცელებული ელემენტი (მეტალებს შორის პირველი) ქიმიურად შეკრულ მდგომარეობაშია. ეს არის მრავალი ალუმინის სილიკატური მინერალების, ქანების (გრანიტები, პორფირიები, ბაზალტები, გნაისები, ფიქლები), სხვადასხვა თიხები (თეთრი თიხა ე.წ. კაოლინი),ბოქსიტი და ალუმინი Al2O3.

საინტერესოა თვალყური ადევნოთ ალუმინის წარმოების დინამიკას საუკუნენახევრის განმავლობაში, რაც გავიდა მას შემდეგ, რაც ადამიანმა პირველად აიღო მსუბუქი ვერცხლისფერი ლითონის ნაჭერი.

პირველი 30 წლის განმავლობაში, 1825 წლიდან 1855 წლამდე, ზუსტი ციფრები არ არსებობს. ალუმინის წარმოების სამრეწველო მეთოდები არ არსებობდა; ლაბორატორიებში მას საუკეთესო შემთხვევაში კილოგრამებში იღებდნენ, არამედ გრამებში. როდესაც 1855 წელს პარიზში გამართულ მსოფლიო გამოფენაზე პირველად გამოიფინა ალუმინის ინგოტი, იგი იშვიათ ძვირფასი ძვირფასი ქვა იყო. და ის გამოჩნდა გამოფენაზე, რადგან მხოლოდ 1855 წელს ფრანგმა ქიმიკოსმა ჰენრი ეტიენ სენტ-კლერ დევილმა შეიმუშავა ალუმინის წარმოების პირველი სამრეწველო მეთოდი, რომელიც ეფუძნება მე-13 ელემენტის ნატრიუმის მეტალის გადაადგილებას ორმაგი ნატრიუმის ქლორიდისა და ალუმინის NaCl AlCl3-დან.

36 წლის განმავლობაში, 1855 წლიდან 1890 წლამდე, სენ-კლერ დევილის მეთოდით მიიღეს 200 ტონა ალუმინის ლითონი.

მე-19 საუკუნის ბოლო ათწლეულში (უკვე ახალი მეთოდით) მსოფლიოში 28 ათასი ტონა ალუმინი იქნა მიღებული.

1930 წელს ამ ლითონის მსოფლიო დნობამ შეადგინა 300 ათასი ტონა.

1975 წელს მხოლოდ კაპიტალისტურმა ქვეყნებმა აწარმოეს დაახლოებით 10 მილიონი ტონა ალუმინი და ეს მაჩვენებლები არ არის ყველაზე მაღალი. American Engineering and Mining Journal-ის მიხედვით, 1975 წელს კაპიტალისტურ ქვეყნებში ალუმინის წარმოება 1974 წელთან შედარებით 11%-ით, ანუ 1,4 მილიონი ტონით შემცირდა.

ისეთივე გასაოცარია ალუმინის ღირებულების ცვლილებები. 1825 წელს ის 1500-ჯერ ძვირი ღირდა რკინაზე, დღეს კი მხოლოდ სამჯერ ღირს. დღეს ალუმინი უფრო ძვირია, ვიდრე ჩვეულებრივი ნახშირბადოვანი ფოლადი, მაგრამ უფრო იაფი ვიდრე უჟანგავი ფოლადი. თუ გამოვთვლით ალუმინის და ფოლადის ნაწარმის ღირებულებას, მათი წონისა და კოროზიის მიმართ შედარებითი წინააღმდეგობის გათვალისწინებით, გამოდის, რომ დღეს ხშირ შემთხვევაში ბევრად უფრო მომგებიანია ალუმინის გამოყენება, ვიდრე ფოლადი.

ფიზიკური თვისებები ალ

მოვერცხლისფრო-თეთრი, მბზინავი, დრეკადი ლითონი. ჰაერში იგი დაფარულია Al2O3-ის მქრქალი დამცავი ფილმით, რომელიც ძალიან სტაბილურია და იცავს ლითონს კოროზიისგან; პასივირებულია კონცენტრირებულ HNO3-ში.

ფიზიკური მუდმივები:

M, = 26,982 » 27, p = 2,70 გ/სმ3

mp 660,37 °С, tbp=2500°С

ქიმიური თვისებები ა ლ

ქიმიურად აქტიური, ავლენს ამფოტერულ თვისებებს - რეაგირებს მჟავებთან და ტუტეებთან:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + ZH2

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na] + 3H2

2Al + 6NaOH(t) = 2NaAlO2+ + 3H2 + 2Na2O

გაერთიანებული ალუმინი ენერგიულად რეაგირებს წყალთან:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 ¯ + 3H2 + 836 kJ

ძლიერი შემცირების აგენტი, გაცხელებისას, ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან, გოგირდთან, აზოტთან და ნახშირბადთან:

4Al+3O2=2Al2O3, 2Al+3S=Al2S3

2Al+N2=2AlN, 4Al+3C=Al4Cz

ქლორთან, ბრომთან და იოდთან რეაქცია მიმდინარეობს ოთახის ტემპერატურაზე (იოდს სჭირდება კატალიზატორი - H2O წვეთი), წარმოიქმნება ჰალოიდები AlCl3, AlBr3 და AlI3.

ინდუსტრიულად მნიშვნელოვანი მეთოდი ალუმინოთერმია:

2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr

10Al + ZV2O5 = 5Al2O3 + 6V

ალუმინი ამცირებს Nv-ს N-III-მდე:

8Al + 30HNO3 (ძლიერად განზავებული) \u003d 8Al (NO3) 3 + 3NH4NO3 + 9H2O

8Al + 18H2O + 5KOH + 3KNO3 = 8K + 3NH3

(ამ რეაქციების მამოძრავებელი ძალაა ატომური წყალბადის H° შუალედური გამოყოფა, ხოლო მეორე რეაქციაში სტაბილური ჰიდროქსოკომპლექსის [Al (OH) 4] 3- წარმოქმნა).

მიღება და გამოყენება ალ

Al-ის მიღება მრეწველობაში - Al2O3-ის ელექტროლიზი დნობაში კრიოლიტი Na3[AlF6] 950 °С-ზე:

იგი გამოიყენება როგორც რეაგენტი ალუმინოთერმიაში იშვიათი ლითონების მისაღებად და ფოლადის კონსტრუქციების შედუღებისთვის.

ალუმინი არის ყველაზე მნიშვნელოვანი სტრუქტურული მასალა, მსუბუქი კოროზიისადმი მდგრადი შენადნობების საფუძველი (მაგნიუმით - დურალუმინი,ან დურალუმინთან ერთადსპილენძი -- ალუმინის ბრინჯაო,საიდანაც მცირე ცვლილებაა მოჭრილი). სუფთა ალუმინი დიდი რაოდენობით მიდის ჭურჭლისა და ელექტრო სადენების წარმოებაში.

ალუმინის ოქსიდი ალ 2 ო 3

თეთრი ამორფული ფხვნილი ან ძალიან მყარი თეთრი კრისტალები. ფიზიკური მუდმივები:

Mr = 101,96»102, p = 3,97 გ/სმ3 დნობა = 2053°С, დუღილი = 3000°С

კრისტალური Al2O3 ქიმიურად პასიურია, ამორფული უფრო აქტიური. ნელა რეაგირებს მჟავებთან და ტუტეებთან ხსნარში, ავლენს ამფოტერულ თვისებებს:

Al2O3 + 6HCl(კონს.) = 2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + 2NaOH(კონს.) + 3H2O = 2Na

(NaAlO2 წარმოიქმნება ტუტე დნობაში). მეორე რეაქცია გამოიყენება ბოქსიტების "გახსნისთვის".

ალუმინის წარმოებისთვის ნედლეულის გარდა, Al2O3 ფხვნილის სახით ემსახურება როგორც ცეცხლგამძლე, ქიმიურად მდგრადი და აბრაზიული მასალების კომპონენტს. კრისტალების სახით გამოიყენება ლაზერებისა და სინთეზური ძვირფასი ქვების (რუბი, საფირონები და ა.შ.) დასამზადებლად, შეღებილი სხვა ლითონის ოქსიდების - Cr2O3 (წითელი), Ti2O3 და Fe2O3 (ლურჯი) მინარევებით.

ალუმინის ჰიდროქსიდი Al(OH)3

თეთრი ამორფული (გელის მსგავსი) ან კრისტალური. პრაქტიკულად არ იხსნება წყალში. ფიზიკური მუდმივები:

Mr=78.00, p=3.97 გ/სმ3,

t decom > 170 °С

როდესაც გაცხელდება, ის იშლება ეტაპობრივად, წარმოქმნის შუალედურ პროდუქტს - მეტაჰიდროქსიდი AlO(OH):

აჩვენებს ამფოტერულ, თანაბრად გამოხატულ მჟავე და ფუძე თვისებებს:

NaOH-თან შერწყმისას წარმოიქმნება NaAlO.

ამისთვის მიღებანალექი Al (OH) 3 ტუტე ჩვეულებრივ არ გამოიყენება (ნალექის ხსნარში გადასვლის სიმარტივის გამო), მაგრამ ალუმინის მარილებს მოქმედებენ ამიაკის ჰიდრატით;

Al (OH) 3 წარმოიქმნება ოთახის ტემპერატურაზე, ხოლო ნაკლებად აქტიური AlO (OH) წარმოიქმნება დუღილის დროს:

Al(OH)3-ის მისაღებად მოსახერხებელი გზაა CO2-ის გავლა ჰიდროქსოკომპლექსური ხსნარით:

[Al(OH)4]- + CO2 = Al(OH)3¯+ HCO3-

გამოიყენება ალუმინის მარილების, ორგანული საღებავების სინთეზისთვის; როგორც კუჭის წვენის ჰიპერმჟავიანობის სამკურნალო საშუალება.

ალუმინის მარილები

ალუმინის და ძლიერი მჟავების მარილები წყალში ძალიან ხსნადია და დიდწილად განიცდიან კათიონურ ჰიდროლიზს, რაც ქმნის ძლიერ მჟავე გარემოს, რომელშიც იხსნება ლითონები, როგორიცაა მაგნიუმი და თუთია:

ა) AlCl3 \u003d Alz ++ ZCl-

Al3++H2OÛAlOH2++H+

ბ) Zn+2H+=Zn2++H2

AlF3 ფტორი და AlPO4 ორთოფოსფატი წყალში უხსნადია და ძალიან სუსტი მჟავების მარილები, მაგალითად H2CO3, საერთოდ არ წარმოიქმნება წყალხსნარიდან ნალექით.

ცნობილია ალუმინის ორმაგი მარილები - ალუმიშემადგენლობა MIal(SO4)2 12H2O (MI=Na+, K+, Rb+, Cs+, TI+, NH4+), მათგან ყველაზე გავრცელებული კალიუმის ალუმი KAl(SO4)2 12H2O.

ალუმინის ორობითი ნაერთები

ნაერთები უპირატესად კოვალენტური ბმებით, როგორიცაა AlS3 სულფიდი და AlC3 კარბიდი.

მთლიანად იშლება წყლით:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 ¯ + 3H2S

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 ¯+ CH4

ეს ნაერთები გამოიყენება როგორც სუფთა აირების წყაროები - H2S და CH4.

ინტერესი, ინტერესი...

დედამიწის ქერქის მასის 8,80% შედგება ალუმინისგან - მესამე ყველაზე გავრცელებული ელემენტი ჩვენს პლანეტაზე. ალუმინის მსოფლიო წარმოება მუდმივად იზრდება. ახლა ეს არის ფოლადის წარმოების დაახლოებით 2%, თუ დათვლილი წონით. და თუ მოცულობით, მაშინ 5 ... 6%, რადგან ალუმინი თითქმის სამჯერ მსუბუქია, ვიდრე ფოლადი. ალუმინის დამაჯერებლად აიძულა სპილენძი და ყველა სხვა ფერადი ლითონი მესამე და შემდგომ ადგილებზე, გახდა მეორე ყველაზე მნიშვნელოვანი ლითონი მიმდინარე რკინის ხანაში. პროგნოზების მიხედვით, ამ საუკუნის ბოლოსთვის ალუმინის წილი ლითონების მთლიან წარმოებაში წონით 4...5%-ს უნდა მიაღწიოს.

ამის მრავალი მიზეზი არსებობს, მთავარია, ერთის მხრივ, ალუმინის გავრცელება და თვისებების შესანიშნავი ნაკრები - სიმსუბუქე, ელასტიურობა, კოროზიის წინააღმდეგობა, ელექტროგამტარობა, მრავალფეროვნება ამ სიტყვის სრული გაგებით. .

ალუმინი ტექნოლოგიაში გვიან მოვიდა, რადგან ბუნებრივ ნაერთებში ის მტკიცედ არის შეკრული სხვა ელემენტებთან, ძირითადად ჟანგბადთან და ჟანგბადის მეშვეობით სილიციუმთან, და ამ ნაერთების განადგურებას და მათგან მსუბუქი ვერცხლისფერი ლითონის გამოთავისუფლებას დიდი ძალისხმევა და ენერგია სჭირდება.

პირველი მეტალის ალუმინი 1825 წელს მოიპოვა ცნობილმა დანიელმა ფიზიკოსმა ჰანს კრისტიან ოერსტედმა, რომელიც ცნობილია ძირითადად ელექტრომაგნიტიზმზე მუშაობისთვის. ოერსტედმა ქლორი გადაიტანა ალუმინის ცხელ ნარევში (ალუმინა Al2O3) ნახშირთან და მიღებულ უწყლო ალუმინის ქლორიდს აცხელებდა კალიუმის ამალგამით. შემდეგ, როგორც დევიმ გააკეთა, რომელმაც, სხვათა შორის, ვერ მიიღო ალუმინი ალუმინის ელექტროლიზით, ამალგამი გახურებით დაიშალა, ვერცხლისწყალი აორთქლდა და ალუმინი დაიბადა.

1827 წელს ფრიდრიხ უოლერმა ალუმინი სხვა გზით მიიღო, იგივე ქლორიდიდან კალიუმის ლითონთან ერთად გადაანაცვლა. ალუმინის წარმოების პირველი სამრეწველო მეთოდი, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, შეიქმნა მხოლოდ 1855 წელს, ხოლო ალუმინი ტექნიკურად მნიშვნელოვან ლითონად იქცა მხოლოდ მე-19 ... მე-20 საუკუნის ბოლოს. რატომ?

თავისთავად ცხადია, რომ ყველა ბუნებრივი ალუმინის ნაერთი არ შეიძლება ჩაითვალოს ალუმინის მადნად. შუა და კიდევ XIX საუკუნის ბოლოს. რუსულ ქიმიურ ლიტერატურაში ალუმინს ხშირად თიხას უწოდებდნენ, მის ოქსიდს დღესაც ალუმინს უწოდებენ. ამ ტერმინებით - პირდაპირი მითითება ყოვლისმომცველ თიხაში No13 ელემენტის არსებობის შესახებ. მაგრამ თიხა არის სამი ოქსიდის საკმაოდ რთული კონგლომერატი - ალუმინი, სილიციუმი და წყალი (პლუს სხვადასხვა დანამატები); მისგან ალუმინის მოპოვება შესაძლებელია, მაგრამ ამის გაკეთება ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე იგივე ალუმინის მიღება საკმაოდ გავრცელებული, ჩვეულებრივ წითელ-ყავისფერი კლდიდან, რომელმაც თავისი სახელი მიიღო სამხრეთ საფრანგეთში მდებარე Les Baux-ის ტერიტორიიდან.

ეს კლდე-ბოქსიტი შეიცავს 28-დან 60%-მდე Al2O3-ს. მისი მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ შეიცავს მინიმუმ ორჯერ მეტ ალუმინს, ვიდრე სილიციუმს. სილიციუმი კი ამ შემთხვევაში ყველაზე მავნე მინარევებია, ყველაზე ძნელია მისი მოშორება. ამ ოქსიდების გარდა, ბოქსიტი ყოველთვის შეიცავს რკინის ოქსიდს Fe2O3, ის ასევე შეიცავს ტიტანის, ფოსფორის, მანგანუმის, კალციუმის და მაგნიუმის ოქსიდებს.

მეორე მსოფლიო ომის დროს, როდესაც ბევრ მეომარ ქვეყანას არ ჰქონდა საკმარისი ალუმინი ბოქსიტიდან მიღებული, საჭიროების შემთხვევაში გამოიყენებოდა სხვა სახის ნედლეულიც: იტალიამ მიიღო ალუმინი ვეზუვის ლავიდან, აშშ და გერმანია - კაოლინის თიხებიდან, იაპონია. - ფიქალიდან და ალუნიტიდან. მაგრამ ეს ალუმინი საშუალოდ ხუთჯერ ძვირი ღირდა, ვიდრე ბოქსიტის ალუმინი, და ომის შემდეგ, როდესაც ამ კლდის კოლოსალური რეზერვები აღმოაჩინეს აფრიკაში, სამხრეთ ამერიკაში და მოგვიანებით ავსტრალიაში, ალუმინის ინდუსტრია მთელ მსოფლიოში დაუბრუნდა ტრადიციულ ბოქსიტის ნედლეულს.

საბჭოთა კავშირში არსებობს ნეფელინოზიენიტისა და ნეფელინაპატიტის ქანების საფუძველზე ალუმინის წარმოების ქარხნულად გამოცდილი მეთოდები. აზერბაიჯანის სსრ-ში ალუნიტის, როგორც რთული ნედლეულის, მათ შორის ალუმინის, ინდუსტრიული განვითარება დიდი ხნის წინ დაიწყო. მაგრამ ბუნებამ არ დაგვაკლდა ალუმინის საუკეთესო ნედლეული - ბოქსიტი. ჩვენ გვაქვს ჩრდილოეთ ურალის და ტურგაის (მდებარეობს ყაზახეთში) ბოქსიტის შემცველი რეგიონები: ბოქსიტებია დასავლეთ და აღმოსავლეთ ციმბირში, ქვეყნის ევროპული ნაწილის ჩრდილო-დასავლეთით. ტიხვინის ბოქსიტის საბადოსა და ვოლხოვსკაიას ჰიდროელექტროსადგურის ენერგიის საფუძველზე, შიდა ალუმინის ინდუსტრიის პირველმა, ვოლხოვის ალუმინის ქარხანამ დაიწყო მუშაობა 1932 წელს. იაფი ელექტროენერგია უზარმაზარი ციმბირის ჰიდროელექტროსადგურებიდან და სახელმწიფო უბნის ელექტროსადგურებიდან გახდა ციმბირის სწრაფად განვითარებადი ალუმინის ინდუსტრიის მნიშვნელოვანი "კომპონენტი".

ენერგიაზე საუბარი შემთხვევით არ დავიწყეთ. ალუმინის წარმოება ენერგო ინტენსიურია. სუფთა ალუმინის ოქსიდი დნება 2050°C ტემპერატურაზე და არ იხსნება წყალში, ხოლო ალუმინის მისაღებად უნდა დაექვემდებაროს ელექტროლიზს. საჭირო იყო გზის პოვნა, რომ როგორმე შემცირდეს ალუმინის დნობის წერტილი მინიმუმ 1000 ° C-მდე; მხოლოდ ამ პირობებში შეიძლება ალუმინი გახდეს ტექნიკურად მნიშვნელოვანი ლითონი. ეს პრობლემა ბრწყინვალედ მოაგვარა ახალგაზრდა ამერიკელმა მეცნიერმა ჩარლზ მარტინ ჰოლმა და თითქმის ერთდროულად ფრანგმა პოლ ჰერუმ. მათ აღმოაჩინეს, რომ ალუმინა კარგად იხსნება კრიოლიტში 3NaF · AlF3. ეს ხსნარი ექვემდებარება ელექტროლიზს მიმდინარე ალუმინის ქარხნებში 950°C ტემპერატურაზე.

ელექტროლიზის აპარატი არის რკინის აბაზანა, რომელიც მოპირკეთებულია ცეცხლგამძლე აგურით ნახშირის ბლოკებით, რომლებიც მოქმედებენ როგორც კათოდები. მათზე გამოიყოფა გამდნარი ალუმინი, ანოდებზე კი ჟანგბადი, რომელიც რეაგირებს ანოდის მასალასთან (ჩვეულებრივ ნახშირთან). აბანოები მუშაობს დაბალ ძაბვაზე - 4.0 ... 4.5 ვ, მაგრამ მაღალი დენით - 150 ათას ა-მდე.

ამერიკული მონაცემებით, ბოლო სამი ათწლეულის განმავლობაში, ენერგიის მოხმარება ალუმინის დნობისას შემცირდა ერთი მესამედით, მაგრამ ეს წარმოება მაინც საკმაოდ ენერგო ინტენსიურია.

როგორია ის

ელექტროლიტური აბაზანებიდან ალუმინს, როგორც წესი, აშორებენ ვაკუუმური კაბის გამოყენებით, ხოლო ქლორით გაწმენდის შემდეგ (ძირითადად არალითონური მინარევების მოსაშორებლად) ასხამენ ფორმებში. ბოლო წლების განმავლობაში, ალუმინის ინგოტები სულ უფრო და უფრო ხშირად იყრება უწყვეტი მეთოდით. გამოდის ტექნიკურად სუფთა ალუმინი, რომელშიც ძირითადი ლითონი არის 99,7% (ძირითადი მინარევები: ნატრიუმი, რკინა, სილიციუმი, წყალბადი). სწორედ ეს ალუმინი მიდის ინდუსტრიების უმეტესობაში. თუ საჭიროა უფრო სუფთა ლითონი, ალუმინი ამა თუ იმ გზით იხვეწება. ორგანული ელექტროლიტებით ელექტროლიტური გადამუშავება შესაძლებელს ხდის 99,999% სისუფთავის ალუმინის მიღებას. კიდევ უფრო სუფთა ალუმინი ნახევარგამტარული ინდუსტრიის საჭიროებისთვის მიიღება ზონის დნობის ან დისტილაციით სუბფლორიდის საშუალებით.

ამ უკანასკნელს, როგორც ჩანს, ახსნა სჭირდება. გასაწმენდი ალუმინი თბება ვაკუუმში 1000°C-მდე AlF3-ის თანდასწრებით. ეს მარილი სუბლიმირებულია დნობის გარეშე. ალუმინის ალუმინის ფტორთან ურთიერთქმედება იწვევს AlF სუბფტორიდის წარმოქმნას, არასტაბილურ ნივთიერებას, რომელშიც ალუმინი ფორმალურად ერთვალენტიანია. 800°C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე სუბფლორიდი კვლავ იშლება ფტორად და სუფთა ალუმინად, ხაზგასმით აღვნიშნავთ, რომ სუფთაა, რადგან ამ დარღვევის შედეგად მინარევები გადადის ფტორის შემადგენლობაში.

ლითონის სისუფთავის გაზრდა გავლენას ახდენს მის თვისებებზე. რაც უფრო სუფთაა ალუმინი, მით უფრო მსუბუქია ის, თუმცა არა დიდად, მით უფრო მაღალია მისი თერმული და ელექტრული გამტარობა, არეკვლა და ელასტიურობა. განსაკუთრებით შესამჩნევია ქიმიური წინააღმდეგობის მატება. ეს უკანასკნელი აიხსნება დამცავი ოქსიდის ფირის უფრო დიდი უწყვეტობით, რომელიც ფარავს როგორც ულტრასუფთა, ისე ჩვეულებრივ ტექნიკურ ალუმინს ჰაერში.

თუმცა, ულტრასუფთა ალუმინის ყველა ჩამოთვლილი უპირატესობა გარკვეულწილად დამახასიათებელია ჩვეულებრივი ალუმინისთვისაც. ალუმინი მსუბუქია - ეს ყველამ იცის, მისი სიმკვრივეა 2,7 გ/სმ3 - თითქმის 3-ჯერ ნაკლები, ვიდრე ფოლადისა და 3,3-ჯერ ნაკლები ვიდრე სპილენძისა. ხოლო ალუმინის ელექტრული გამტარობა მხოლოდ ერთი მესამედით ჩამორჩება სპილენძის ელექტროგამტარობას. ამ გარემოებებმა და იმ ფაქტმა, რომ ალუმინი სპილენძზე გაცილებით იაფი გახდა (დღეს - დაახლოებით 2,5-ჯერ) გამოიწვია ალუმინის მასიური გამოყენება მავთულხლართებში და ზოგადად ელექტროტექნიკაში.

მაღალი თერმული კონდუქტომეტრულობით, დამაკმაყოფილებელ ქიმიურ წინააღმდეგობასთან ერთად, ალუმინი პერსპექტიულ მასალად აქცია სითბოს გადამცვლელთა და ქიმიური მრეწველობის სხვა მოწყობილობებისთვის, სახლის მაცივრებისთვის, მანქანისა და ტრაქტორის რადიატორებისთვის. ალუმინის მაღალი არეკვლა ძალიან სასარგებლო აღმოჩნდა მის ბაზაზე მძლავრი რეფლექტორების, დიდი ტელევიზორის ეკრანებისა და სარკეების წარმოებაში. ნეიტრონების მცირე დაჭერამ ალუმინი ერთ-ერთ ყველაზე მნიშვნელოვან ლითონად აქცია ბირთვულ ტექნოლოგიაში.

ალუმინის ყველა ეს მრავალი უპირატესობა კიდევ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება, რადგან ეს ლითონი უაღრესად ტექნოლოგიურია. მშვენივრად მუშავდება წნევით - გორვა, წნეხი, ჭედურობა, ჭედვა. ეს სასარგებლო თვისება დაფუძნებულია ალუმინის კრისტალურ სტრუქტურაზე. მისი ბროლის გისოსი შედგება კუბებისგან ცენტრისკენ მიმართული სახეებით; მანძილი პარალელურ სიბრტყეებს შორის 4.04 Ǻ. ამ გზით აშენებული ლითონები ჩვეულებრივ კარგად იღებენ პლასტმასის დეფორმაციას. ალუმინი არ არის გამონაკლისი.

თუმცა, ალუმინი სუსტია. სუფთა ალუმინის დაჭიმვის სიმტკიცე მხოლოდ 6...8 კგ/მმ3-ია და რომ არა მისი უნარი წარმოქმნას ბევრად უფრო ძლიერი შენადნობები, ალუმინი ძნელად თუ გახდებოდა მე-20 საუკუნის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ლითონი.

დაბერების და გაძლიერების ფაზების სარგებლიანობაზე

„ალუმინი ძალიან ადვილად აყალიბებს შენადნობებს სხვადასხვა ლითონებთან. მათგან მხოლოდ სპილენძის შენადნობას აქვს ტექნიკური გამოყენება. მას უწოდებენ ალუმინის ბრინჯაოს ... "

ეს სიტყვები მენდელეევის ქიმიის საფუძვლებიდან ასახავს რეალურ მდგომარეობას, რომელიც არსებობდა ჩვენი საუკუნის პირველ წლებში. სწორედ მაშინ გამოიცა ცნობილი წიგნის უკანასკნელი გამოცემა ავტორის უახლესი შესწორებებით. მართლაც, პირველი ალუმინის შენადნობებიდან (პირველი მათგანი იყო სილიკონის შენადნობი, რომელიც მიღებული იყო გასული საუკუნის 50-იან წლებში), მხოლოდ მენდელეევის მიერ ნახსენებმა შენადნობმა იპოვა პრაქტიკული გამოყენება. თუმცა მასში ალუმინი მხოლოდ 11%-ს შეადგენდა და ძირითადად ამ შენადნობიდან მზადდებოდა კოვზები და ჩანგლები. ძალიან ცოტა ალუმინის ბრინჯაო შევიდა საათის ინდუსტრიაში.

ამასობაში, XX საუკუნის დასაწყისში. მიიღეს დურალუმინის ოჯახის პირველი შენადნობები. ალუმინის დაფუძნებული ეს შენადნობები სპილენძისა და მაგნიუმის დანამატებით იქნა მიღებული და შესწავლილი 1903-1911 წლებში. ცნობილი გერმანელი მეცნიერი ა.ვილმ. მან აღმოაჩინა ამ შენადნობებისთვის დამახასიათებელი ბუნებრივი დაბერების ფენომენი, რაც იწვევს მათი სიძლიერის თვისებების მკვეთრ გაუმჯობესებას.

დურალუმინში, გამკვრივების შემდეგ - მკვეთრი გაგრილება 500 ° C-დან ოთახის ტემპერატურამდე და ამ ტემპერატურაზე შენახვა 4 ... 5 დღის განმავლობაში - სიმტკიცე და სიმტკიცე ბევრჯერ იზრდება. ამასთან, დეფორმაციის უნარი არ იკლებს და დრეკადობა იზრდება 6...8-დან 36...38 კგ/მმ2-მდე. ამ აღმოჩენას უდიდესი მნიშვნელობა ჰქონდა ალუმინის ინდუსტრიის განვითარებისთვის.

და მაშინვე დაიწყო დისკუსია შენადნობების ბუნებრივი დაბერების მექანიზმის შესახებ, თუ რატომ ხდება გამკვრივება. ვარაუდობდნენ, რომ მატრიციდან გამაგრებული დურალუმინის დაძველებისას - სპილენძის ზეგაჯერებული ხსნარი ალუმინში - წარმოიქმნება CuAl2 შემადგენლობის უმცირესი კრისტალები და ეს გამაგრების ფაზა იწვევს შენადნობის სიმტკიცესა და სიმტკიცეს. მთლიანი.

ეს ახსნა საკმაოდ დამაკმაყოფილებელი ჩანდა, მაგრამ მისი გამოჩენის შემდეგ ვნებები კიდევ უფრო გაღვივდა, რადგან ვერავინ მოახერხა კომპოზიციის CuAl2 ნაწილაკების გამოკვლევა ოპტიკური მიკროსკოპით გაპრიალებულ დურალუმინის ფირფიტებზე. და ბუნებრივად დაძველებულ შენადნობში მათი არსებობის რეალობა კითხვის ნიშნის ქვეშ დადგა. ეს მით უფრო გამართლებული იყო, რადგან მატრიციდან სპილენძის გამოყოფას უნდა შეემცირებინა მისი ელექტრული წინააღმდეგობა, მაგრამ ამასობაში, დურალუმინის ბუნებრივ დაბერებასთან ერთად, ის გაიზარდა და ეს პირდაპირ მიუთითებდა, რომ სპილენძი მყარ ხსნარში რჩებოდა.

სიტუაციის გარკვევა მხოლოდ რენტგენის დიფრაქციული ანალიზით მოხდა. ცოტა ხნის წინ, მძლავრი ელექტრონული მიკროსკოპების წყალობით, რომლებიც შესაძლებელს ხდის თხელი ლითონის ფენების დათვალიერებას, სურათი ნათელი გახდა. სიმართლე სადღაც შუაში აღმოჩნდა. სპილენძი არ გამოიყოფა მყარი ხსნარისგან და არ რჩება მის შიგნით იმავე მდგომარეობაში. დაბერების პროცესში ის გროვდება დისკის ფორმის ადგილებში 1-3 ატომური ფენის სისქით და დაახლოებით 90 Å დიამეტრით, რაც ქმნის ეგრეთ წოდებულ გინიე-პრესტონის ზონებს. მათ აქვთ დამახინჯებული მყარი ხსნარის კრისტალური სტრუქტურა; ასევე დამახინჯებულია თავად მყარი ხსნარის ზონის მიმდებარე ტერიტორია.

ასეთი წარმონაქმნების რაოდენობა უზარმაზარია - ის გამოიხატება როგორც ერთეული 16 ... 18 ნულით 1 სმ შენადნობისთვის. გვინიე-პრესტონის ზონების წარმოქმნისას (ზონის დაბერება) ბროლის გისოსის ცვლილებები და დამახინჯება ბუნებრივი დაბერების დროს დურალუმინის სიძლიერის გაზრდის მიზეზია. იგივე ცვლილებები ზრდის შენადნობის ელექტრულ წინააღმდეგობას. დაბერების ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ალუმინის სტრუქტურასთან ახლოს მყოფი ზონების ნაცვლად, ჩნდება მეტასტაბილური ფაზების უმცირესი ნაწილაკები საკუთარი ბროლის ბადით (ხელოვნური, ან, უფრო ზუსტად, ფაზური დაბერება). სტრუქტურის ეს შემდგომი ცვლილება იწვევს მცირე პლასტიკური დეფორმაციებისადმი წინააღმდეგობის მკვეთრ ზრდას.

გადაჭარბების გარეშე შეიძლება ითქვას, რომ თვითმფრინავის ფრთებს ჰაერში აკავებენ ზონები ან მეტასტაბილური ნაწილაკები და თუ გაცხელების შედეგად ზონებისა და ნაწილაკების ნაცვლად სტაბილური ნალექები გამოჩნდება, ფრთები დაკარგავენ სიმტკიცეს და უბრალოდ იხრება.

საბჭოთა კავშირში 1920-იან წლებში მეტალურგიის ინჟინერი ვ.ა. ბუტალოვმა შეიმუშავა დურალუმინის შიდა ვერსია, სახელწოდებით ჯაჭვის ალუმინი. სიტყვა "duralumin" მომდინარეობს გერმანიის ქალაქ დიურენის სახელიდან, სადაც დაიწყო ამ შენადნობის სამრეწველო წარმოება. და ჯაჭვი-ალუმინი დამზადდა ვლადიმირის რაიონის სოფელ კოლჩუგინოში (ახლანდელი ქალაქი). პირველი საბჭოთა ლითონის თვითმფრინავი ANT-2, რომელიც შექმნილია A.N.-ის მიერ დამზადდა ჯაჭვი-ალუმინისგან. ტუპოლევი.

ასეთი შენადნობები ჯერ კიდევ მნიშვნელოვანია ტექნოლოგიისთვის. შენადნობიდან D1, კერძოდ, მზადდება თვითმფრინავის პროპელერების პირები. ომის დროს, როცა პილოტებს ხშირად უწევდათ დაშვება შემთხვევით პლატფორმებზე ან, სადესანტო მექანიზმის გათავისუფლების გარეშე, „მუცელზე“, არაერთხელ მომხდარა, რომ პროპელერის პირები მიწაზე დაჯახებისას მოხრილიყო. მოხრილი მაგრამ არ გატყდა! იქვე მინდორში გაასწორეს და ისევ იგივე პროპელერით გაფრინდნენ... იგივე დურალუმინის ოჯახის კიდევ ერთი შენადნობი - D16 სხვაგვარად გამოიყენება თვითმფრინავების მრეწველობაში - მისგან მზადდება ქვედა ფრთის პანელები.

ფუნდამენტურად ახალი შენადნობები ჩნდება ახალი გამაგრების ფაზების აღმოჩენისას. ისინი გაჩხრიკეს, ეძებდნენ და მოძებნიან მკვლევარები. ფაზები, არსებითად, არის ქიმიური ნაერთები-მეტალთაშორისი ნაერთები, რომლებიც წარმოიქმნება შენადნობაში და მნიშვნელოვნად მოქმედებს მის თვისებებზე. სხვადასხვა ფაზა ზრდის სიმტკიცეს, კოროზიის წინააღმდეგობას და შენადნობის სხვა პრაქტიკულად მნიშვნელოვან მახასიათებლებს სხვადასხვა გზით. თუმცა, ვილმის აღმოჩენის შემდეგ, ძალიან ცოტა იქნა ნაპოვნი - ათზე ნაკლები. მათი ფორმირება შესაძლებელია მხოლოდ ალუმინში შესაბამისი ელემენტების ხსნადობის პირობებში. ცხადია, გაძლიერების თითოეული ეტაპი იმსახურებს საკმაოდ დეტალურ ისტორიას.

უკვე აღინიშნა, რომ პირველი ალუმინის შენადნობი იყო მისი შენადნობი სილიკონით, მეზობელი პერიოდულ სისტემაზე. მაგრამ ამ შენადნობის თვისებები არადამაკმაყოფილებელი იყო და ამიტომ დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ ალუმინის სილიციუმის დამატება საზიანო იყო. მაგრამ უკვე ჩვენი საუკუნის 20-იანი წლების დასაწყისში მტკიცედ დადგინდა, რომ Al - Mg - Si სისტემის შენადნობები (Mg2Si ფაზა), ისევე როგორც დურალუმინებს, აქვთ დაბერების დროს გამკვრივების ეფექტი. ასეთი შენადნობების დაჭიმვის სიმტკიცეა 12-დან 36 კგ/მმ2-მდე, რაც დამოკიდებულია სილიციუმის და მაგნიუმის შემცველობაზე და სპილენძისა და მანგანუმის დამატებით.

ეს შენადნობები ფართოდ გამოიყენება გემთმშენებლობაში, ასევე თანამედროვე მშენებლობაში. საინტერესო დეტალი: დღეს ზოგიერთ ქვეყანაში (მაგალითად, აშშ-ში) უფრო მეტი ალუმინი იხარჯება მშენებლობაზე, ვიდრე ტრანსპორტის ყველა რეჟიმზე ერთად: თვითმფრინავები, გემები, რკინიგზის ვაგონები, მანქანები. ჩვენს ქვეყანაში ალუმინის შენადნობები ფართოდ გამოიყენებოდა პიონერთა სასახლის ლენინის ბორცვებზე და სსრკ სტანდარტების კომიტეტის შენობის მშენებლობაში ლენინსკის პროსპექტზე მოსკოვში, სპორტის სასახლე კიევში და მრავალი სხვა თანამედროვე შენობა. ათასობით ასაწყობი ალუმინის სახლი წარმატებით "მუშაობს" არქტიკაში და მთიან რეგიონებში, სადაც არ არის ადგილობრივი სამშენებლო მასალები, ან მშენებლობა სავსეა უზარმაზარი სირთულეებით. ასეთ ადგილებში ალუმინის (ძირითადად) სახლებს ალუმინის (ძირითადად) თვითმფრინავებითა და ვერტმფრენებით აწვდიან.

სხვათა შორის, ვერტმფრენების შესახებ. მათი პროპელერების პირები მთელ მსოფლიოში მზადდება Al - Mg - Si სისტემის შენადნობებისგან, რადგან ამ შენადნობებს აქვთ ძალიან მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა და კარგად უძლებენ ვიბრაციის დატვირთვას. სწორედ ამ ქონებას აქვს გადამწყვეტი მნიშვნელობა ვერტმფრენის პილოტებისთვის და მათი მგზავრებისთვის. უმცირესი კოროზიის დეფექტებმა შეიძლება მკვეთრად დააჩქაროს დაღლილობის ბზარების განვითარება. მგზავრების სიმშვიდისთვის აღვნიშნავთ, რომ სინამდვილეში დაღლილობის ბზარები საკმაოდ ნელა ვითარდება და ყველა ვერტმფრენი აღჭურვილია მოწყობილობებით, რომლებიც პილოტს აძლევს სიგნალს პირველი პატარა ბზარის გაჩენის შესახებ. შემდეგ კი პირები იცვლება, მიუხედავად იმისა, რომ მათ შეეძლოთ ასობით საათის განმავლობაში მუშაობა.

დაბერების ეფექტი ასევე თანდაყოლილია Al-Zn-Mg სისტემის შენადნობებში. ეს სისტემა მაშინვე აღმოჩნდა ორჯერ რეკორდსმენი: სიძლიერის რეკორდსმენი - ჯერ კიდევ 20-იან წლებში, ალუმინის-თუთია-მაგნიუმის შენადნობები 55-იანი სიმტკიცით ... სამიანი შენადნობები დაბზარული იყო, ან თუნდაც დაიშალა ატმოსფერული კოროზიის გავლენის ქვეშ. თუნდაც დაძველების პროცესში, სწორედ ქარხნის ეზოში.

ათწლეულების განმავლობაში, მკვლევარები სხვადასხვა ქვეყნიდან ეძებდნენ შესაძლებლობას გააუმჯობესონ ასეთი შენადნობების კოროზიის წინააღმდეგობა. საბოლოოდ, უკვე 50-იან წლებში გამოჩნდა მაღალი სიმტკიცის ალუმინის შენადნობები თუთიით და მაგნიუმით, რომლებსაც ჰქონდათ დამაკმაყოფილებელი კოროზიის წინააღმდეგობა. მათ შორისაა შიდა შენადნობები B95 და B96. ამ შენადნობებში, სამი ძირითადი კომპონენტის გარდა, ასევე არის სპილენძი, ქრომი, მანგანუმი, ცირკონიუმი. ქიმიური ელემენტების ასეთი კომბინაციით, ზეგაჯერებული მყარი ხსნარის დაშლის ბუნება მნიშვნელოვნად იცვლება, რის გამოც იზრდება შენადნობის კოროზიის წინააღმდეგობა.

თუმცა, როდესაც თვითმფრინავის დიზაინერი O.K. ანტონოვმა დაიწყო გიგანტური თვითმფრინავის "Antey" შექმნა და ძალაუფლების ჩარჩო "Antey"-სთვის საჭირო იყო დიდი გაყალბება და შტამპები, თანაბარი სიმტკიცე ყველა მიმართულებით, შენადნობები B95 და B96 არ ჯდებოდა. ანტეის შენადნობში მანგანუმის, ცირკონიუმის და ქრომის მცირე დანამატები უნდა შეიცვალოს რკინით. ასე გაჩნდა ცნობილი B93 შენადნობი.

ბოლო ათწლეულში ახალი მოთხოვნები გაჩნდა. ახლო მომავლის ეგრეთ წოდებული ფართო ტანის თვითმფრინავისთვის, რომელიც განკუთვნილია 300 ... 500 მგზავრზე და 30 ... 50 ათასი ფრენის საათისთვის, მთავარი კრიტერიუმები იზრდება - საიმედოობა და გამძლეობა. ფართო ტანის თვითმფრინავები და აირბუსები შედგებიან 70...80% ალუმინის შენადნობებისგან, რომლებიც საჭიროებენ როგორც ძალიან მაღალ სიმტკიცეს, ასევე ძალიან მაღალ კოროზიის წინააღმდეგობას. რატომ არის გასაგები სიძლიერე, რატომ არის ქიმიური წინააღმდეგობა ნაკლებად, თუმცა ზემოთ მოყვანილი მაგალითი ვერტმფრენის პირებით აშკარად საკმაოდ ნათელია ...

წარმოიშვა უსაფრთხოდ დაზიანებული სტრუქტურების კონცეფცია, რომელიც ამბობს: თუ ნაპრალი ჩნდება სტრუქტურაში, ის ნელა უნდა განვითარდეს და თუნდაც ის მნიშვნელოვან ზომას მიაღწიოს და ადვილად აღმოაჩინოს, ეს ბზარი არავითარ შემთხვევაში არ უნდა გამოიწვიოს მისი განადგურება. სტრუქტურა მთლიანად. ეს ნიშნავს, რომ ასეთი თვითმფრინავების მაღალი სიმტკიცის ალუმინის შენადნობებს უნდა ჰქონდეთ მაღალი გატეხვის სიმტკიცე, მაღალი ნარჩენი სიმტკიცე ბზარის არსებობისას და ეს შესაძლებელია მხოლოდ მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობის შემთხვევაში.

ყველა ეს თვისება მშვენივრად არის შერწყმული მაღალი სისუფთავის ალუმინის შენადნობებში: რკინის მინარევები - პროცენტის მეათედი, სილიციუმი - მეასედი და ნატრიუმი, რომელთა მიკრო დანამატები მნიშვნელოვნად აუმჯობესებენ ალუმინის-სილიციუმის შენადნობების თვისებებს, არ უნდა აღემატებოდეს რამდენიმეს. პროცენტის ათი ათასი. და ასეთი შენადნობების საფუძველია Al - Zn - Mg - Cu სისტემა. ამ შენადნობების დაძველება ხდება ისე, რომ გამკვრივების ნაწილაკები ჩვეულებრივზე ოდნავ დიდი ხდება (კოაგულაციის დაძველება). მართალია, ამ შემთხვევაში სიძლიერე გარკვეულწილად იკარგება და ზოგიერთი ნაწილი უფრო სქელი კედლებით უნდა გაკეთდეს, მაგრამ ეს მაინც გარდაუვალი ფასია რესურსისა და საიმედოობისთვის. ბედის ირონიით, ალუმინის შენადნობები თუთიით და მაგნიუმით, ერთ დროს ყველაზე მდგრადი კოროზიის მიმართ, მეცნიერება გადაიქცა კოროზიის წინააღმდეგობის ერთგვარ სტანდარტად. ამ სასწაულებრივი ტრანსფორმაციის მიზეზები სპილენძისა და რაციონალური დაბერების რეჟიმების დამატებაა.

დიდი ხნის ცნობილი სისტემებისა და შენადნობების გაუმჯობესების კიდევ ერთი მაგალითი. თუ კლასიკურ დურალუმინში მაგნიუმის შემცველობა მკვეთრად შემოიფარგლება (პროცენტის მეასედამდე), მაგრამ მანგანუმი შენარჩუნებულია და სპილენძის კონცენტრაცია იზრდება, მაშინ შენადნობი იძენს დნობის შედეგად კარგად შედუღების უნარს. ასეთი შენადნობებისგან დამზადებული სტრუქტურები კარგად მუშაობს ტემპერატურის დიაპაზონში აბსოლუტური ნულიდან +150...200°C-მდე.

დღესდღეობით, ზოგიერთ ტექნიკურ პროდუქტს მონაცვლეობით უწევს ზომიერი სიცხის ან არაზომიერი სიცივის აღქმა. შემთხვევითი არ არის, რომ თხევადი წყალბადის და თხევადი ჟანგბადის ავზები ამერიკულ სატურნის რაკეტებზე ასეთი შენადნობებისგან მზადდებოდა, რომლებმაც კოსმოსური ხომალდის Apollo-ს ეკიპაჟები მთვარეზე მიიტანეს.

თხევადი აირის ტრანსპორტირებისა და შენახვის მიწიერი პრობლემების გადაჭრისას სამკომპონენტიანი შენადნობებით Al-Cu-Mn საკმაოდ წარმატებით ეჯიბრებიან მაგნიუმ-მაგნიუმს ალუმინის ძალიან მსუბუქი ორკომპონენტიანი შენადნობები. მაგნალია არ გამკვრივდება თერმული დამუშავებით. დამზადების ტექნოლოგიიდან და მაგნიუმის შემცველობიდან გამომდინარე, მათი სიძლიერე მერყეობს 8-დან 38 კგ/მმ2-მდე. თხევადი წყალბადის ტემპერატურაზე ისინი მყიფეა, მაგრამ საკმაოდ წარმატებით მუშაობენ თხევად ჟანგბადსა და თხევად წვად აირებში. მათი გამოყენების სფერო ძალიან ფართოა. კერძოდ, მათ დაამტკიცეს საკუთარი თავი გემთმშენებლობაში: ჰიდროფოლური გემების - Rocket-ისა და Meteors-ის კორპუსი მაგნალიუმისგანაა დამზადებული. ისინი ასევე გამოიყენება ზოგიერთი რაკეტის დიზაინში.

განსაკუთრებით აღსანიშნავია საკვების შესაფუთად დაბალი შენადნობის მაგნალების გამოყენების შესაძლებლობა. თუნუქის ქილა, ყველის შეფუთვა, ხორცის ჩაშუშვის ფოლგა, ლუდის ქილა, ბოთლის თავსახურები რძის პროდუქტებისთვის - ეს არ არის ამ შენადნობების საკვებთან დაკავშირებული აპლიკაციების სრული სია. მალე ჩვენს ქვეყანაში ალუმინის ქილებს მილიარდობით ცალი აწარმოებენ, შემდეგ კი ალექსანდრე ევგენიევიჩ ფერსმანის განმარტება - „ქილის ლითონი“ - თუნუქიდან ალუმინისზე გადავა. მაგრამ დაუბრუნდით გაძლიერების ფაზებს.

1965 წელს საბჭოთა მეცნიერთა ჯგუფმა აღმოაჩინა დაბერების დროს გამკვრივების ეფექტი Al-Li-Mg სისტემის შენადნობებში. ამ შენადნობებს, კერძოდ შენადნობას 01420, აქვთ იგივე სიმტკიცე, როგორც დურალუმი, მაგრამ ისინი 12% მსუბუქია და აქვთ ელასტიურობის უფრო მაღალი მოდული. თვითმფრინავების დიზაინში ეს შესაძლებელს ხდის წონის 12-14%-ით მატებას. გარდა ამისა, შენადნობი 01420 კარგად არის შედუღებული და აქვს მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა. ამ სისტემის შენადნობების მიმართ და დღეს მთელ მსოფლიოში იჩენს მზარდ ინტერესს.

კრისტალების სწრაფი გაგრილება

ალუმინის შენადნობისგან ჯოხების ან ფორმის ჩამოსხმის მიღებამდე ლითონი უნდა გაიწმინდოს გაზებისა და მყარი არალითონური ჩანართებისგან. თხევადი ალუმინის გაზებიდან ძირითადად წყალბადი იხსნება. რაც უფრო მაღალია დნობის ტემპერატურა, მით მეტია ის. გაციების და კრისტალიზაციის დროს მას არ აქვს დრო, რომ გამოირჩეოდეს და რჩება მეტალში პაწაწინა, ზოგჯერ კი საკმაოდ დიდი ფორების სახით. წყალბადს ბევრი უბედურება მოაქვს: სიცარიელეები ფორმის ჩამოსხმაში, ბუშტები ფურცლებში და პროფილებში, ფორები შედუღებისას. და მხოლოდ ერთ შემთხვევაში, წყალბადი ძალიან სასარგებლო აღმოჩნდა - ჩვენ ვსაუბრობთ ეგრეთ წოდებულ ალუმინის ქაფზე, რომელიც მოგაგონებთ კარგ ჰოლანდიურ ყველს (მხოლოდ ასეთ ლითონში გაცილებით მეტი ფორებია და ის არ უშვებს ” ცრემლი”). ალუმინის ქაფის ხვედრითი წონა შეიძლება გაიზარდოს 0,3...0,5 გ/სმ3-მდე. მასში ფორები დახურულია და ლითონი თავისუფლად ცურავს წყალში. აქვს გამორჩეულად დაბალი თბოგამტარობა და ხმის გამტარობა, ჭრიან და შედუღებულია. სიცარიელეების რეკორდული რაოდენობის მისაღებად თხევადი ალუმინი, პროფესორ მ.ბ.-ს „რეცეპტის“ მიხედვით. ალტმანი, გადახურეთ და შემდეგ შეიტანეთ მასში ცირკონიუმის ან ტიტანის ჰიდრიდი, რომელიც მაშინვე იშლება და გამოიყოფა წყალბადი. მყისვე, ლითონი, რომელიც ადუღდება დიდი რაოდენობით ბუშტებით, სწრაფად შეედინება ფორმებში.

მაგრამ ყველა სხვა შემთხვევაში ისინი ცდილობენ წყალბადის მოშორებას. ამის საუკეთესო საშუალებაა დნობის ქლორით აფეთქება. ქლორის ბუშტები, რომლებიც მოძრაობენ თხევად ალუმინში, შთანთქავენ ატომებს და წყალბადის პაწაწინა ბუშტებს, იჭერენ წიდის და ოქსიდის ფირის შეჩერებულ ნაწილაკებს. დიდ ეფექტს იძლევა თხევადი ალუმინის ევაკუაცია, რაც დამაჯერებლად აჩვენა საბჭოთა მეცნიერმა კ.ნ. მიხაილოვი.

ყველა არალითონური ჩანართები განსაკუთრებით საზიანოა, როდესაც ლითონი ნელა კრისტალდება, ამიტომ ჩამოსხმისას ისინი ყოველთვის ცდილობენ კრისტალიზაციის სიჩქარის გაზრდას. ფორმის ნაწილები ჩამოსხმული ხდება არა მიწის ყალიბებში, არამედ ლითონის ყალიბებში; ინგოტების ჩამოსხმისას თუჯის ყალიბები იცვლება წყლის გაგრილებული სპილენძის ყალიბებით. მაგრამ ყალიბის ან ყალიბის კედლიდან სითბოს ყველაზე სწრაფი მოცილების შემთხვევაშიც კი, პირველი თხელი ფენის კრისტალიზაციის შემდეგ კედელსა და ამ ქერქს შორის ჰაერის უფსკრული ჩნდება. ჰაერი კარგად არ ატარებს სითბოს... მეტალისგან სითბოს გამოყოფის სიჩქარე მკვეთრად ეცემა.

დიდი ხნის განმავლობაში, ყველა მცდელობა, რადიკალურად დაეჩქარებინა კედლების გაგრილება, ამ ჰაერის უფსკრულის გამო ჩავარდა. საბოლოო ჯამში, იპოვეს სწორი გამოსავალი, როგორც ეს ხშირად ხდება ტექნოლოგიაში, რომ შესრულდეს "მეორე მხრივ": ჰაერის უფსკრული სითბოს დაკარგვასთან ბრძოლის ნაცვლად, თავად უფსკრული აღმოიფხვრა. გამაგრილებელმა წყალმა დაიწყო უშუალოდ კრისტალიზებული ლითონის მორწყვა. ასე დაიბადა ალუმინის ჯოხების უწყვეტი ჩამოსხმის მეთოდი.

თხევადი ლითონი შეედინება მცირე სიმაღლის სპილენძის ან ალუმინის ყალიბში. პლატა ჩასმულია ყალიბში, ჩაანაცვლებს ფიქსირებულ ფსკერს. როგორც კი ალუმინის გამაგრება იწყება, პლატა ნელ-ნელა იკლებს - თანდათანობით და იმავე სიჩქარით, როგორც კრისტალიზაციის პროცესი. და ზემოდან განუწყვეტლივ ემატება თხევადი ლითონი.

პროცესი კონტროლდება ისე, რომ გამდნარი ალუმინის ხვრელი ძირითადად ყალიბის კიდეს ქვემოთ იყოს, სადაც წყალი მიეწოდება უშუალოდ გამაგრებულ ინგოტს.

ალუმინის შენადნობებისგან ინგოტების უწყვეტი ჩამოსხმის განვითარება მოხდა ომის რთულ წლებში. მაგრამ 1945 წლისთვის ჩვენს მეტალურგიულ ქარხნებში არც ერთი ყალიბი არ დარჩენილა ალუმინის ინგოტებისთვის. რადიკალურად გაუმჯობესდა ჩამოსხმული ლითონის ხარისხი. უწყვეტი ალუმინის ჩამოსხმის განვითარებაში დიდი როლი ეკუთვნის A.F. ბელოვი, ვ.ა. ლივანოვი, ს.მ. ვორონოვი და ვ.ი. დობატკინი. სხვათა შორის, შავი მეტალურგიაში ფოლადის უწყვეტი ჩამოსხმის მეთოდი, რომლის განვითარებაც შემდგომ წლებში დაიწყო, დიდწილად განპირობებულია ალუმინის უწყვეტი ჩამოსხმის წარმატებით განვითარებასთან.

მოგვიანებით F.I. კვასოვი, 3.ნ. გეცელევი და გ.ა. ბალახონცევმა წამოაყენა ორიგინალური იდეა, რამაც შესაძლებელი გახადა მრავალტონიანი ალუმინის ჯოხების კრისტალიზაცია ყალიბების გარეშე. კრისტალიზაციის პროცესში თხევადი ლითონი შეჩერებულია ელექტრომაგნიტური ველით.

არანაკლებ მახვილგონივრული იყო ვ.გ. გოლოვკინი, 9 მმ-მდე დიამეტრის თუჯის ალუმინის მავთულის წარმოების უწყვეტი მეთოდი. თხევადი ლითონის ჭავლი განუწყვეტლივ იღვრება ღუმელის ჰორიზონტალური ხვრელიდან. სწორედ გამოსასვლელთან, გამაგრილებელი წყალი მიეწოდებოდა ლითონს და მალე ნაწილობრივ დაწუნებული ნაკადი აიღო ლილვაკებით და გაიყვანა შემდგომ. ასეთი მავთულის ზედაპირი გლუვი და მბზინავი აღმოჩნდა, იგი სიძლიერით არ ჩამოუვარდებოდა ცივად გამოყვანილ მავთულს. და ამის საჭიროება უზარმაზარი იყო. ყველას, ვინც თვითმფრინავით ფრენა, უნახავს მოქლონების გაუთავებელი რიგები ფრთებზე და ფიუზელაჟზე. მაგრამ, როგორც ჩანს, ყველამ არ იცის, რომ ომის დროს მებრძოლზე ამ მოქლონების რაოდენობამ მიაღწია 100 ... 200 ათას ცალს, ხოლო ბომბდამშენზე - მილიონამდეც კი ...

გამკვრივების ფაზებზე საუბრისას ხაზგასმით აღვნიშნეთ, რომ ისინი ალუმინისში შესაბამისი ლითონების დაშლისა და მასთან ქიმიური ურთიერთქმედების შედეგია. ეს არის ძალიან სასარგებლო ჩანართები. ოქსიდის ჩანართებით, წარმოების ყველა ეტაპზე ჯიუტი ბრძოლა მიმდინარეობს. მაგრამ ასეთია ნივთიერების თვისებების დიალექტიკა: ალუმინში უხსნად ოქსიდის ჩანართებმა მთლიანად შეცვალა მათი ხარისხი, როგორც კი ისინი გადაკეთდა ყველაზე თხელ ფენებად.

SAP და SAS

თხევადი ალუმინის შესხურების შემთხვევაში მიიღება მეტ-ნაკლებად მომრგვალებული ნაწილაკები, რომლებიც მთლიანად დაფარულია ოქსიდის თხელი ფენებით. ამ ნაწილაკებს (მათ პულვერიზატს უწოდებენ) დაფქვავენ ბურთის წისქვილში. მიიღება 0,1 მიკრონი სისქის ყველაზე თხელი „ტორტები“. თუ ასეთი ფხვნილი ადრე არ არის დაჟანგული, მაშინ ჰაერთან შეხებისას ის მყისიერად აფეთქდება - მოხდება ძალადობრივი დაჟანგვა. ამრიგად, ქარხნებში იქმნება ინერტული ატმოსფერო კონტროლირებადი ჟანგბადის შემცველობით და ფხვნილის დაჟანგვის პროცესი თანდათანობით მიმდინარეობს.

დაფქვის პირველ ეტაპზე ფხვნილის ნაყარი მცირდება 0,2 გ/სმ3-მდე, ალუმინის ოქსიდის შემცველობა თანდათან იზრდება 4...8%-მდე. დაფქვა გრძელდება, მცირე ნაწილაკები უფრო მჭიდროდ ჯდება, არ ებმება ერთმანეთს, ვინაიდან ფხვნილს სპეციალურად ემატება ცხიმი და მასალის სიმკვრივე იზრდება 0,8 გ/სმ3-მდე. დაჟანგვა საკმაოდ ინტენსიურად ხდება, ალუმინის ოქსიდის შემცველობა კი 9...14%-ს აღწევს. თანდათანობით, ცხიმი თითქმის მთლიანად ქრება და უმცირესი დაჟანგული ნაწილაკები "მოქლონდება", გაერთიანებულია უფრო დიდ კონგლომერატებში.

ასეთი "მძიმე" ფხვნილი (ის შეიცავს 20 ... 25% ოქსიდს) ფუმფულავით აღარ დაფრინავს, მისი უსაფრთხოდ ჩასხმა შესაძლებელია ჭიქებში. შემდეგ ფხვნილს ბრიკეტებენ წნეხებში 30...60 კგ/მმ2 წნევით და 550...650ºС ტემპერატურაზე. ამის შემდეგ მასალა იძენს მეტალის ბზინვარებას, აქვს შედარებით მაღალი სიმტკიცე, ელექტრო და თბოგამტარობა. ბრიკეტები შეიძლება იყოს დაწნეხილი, გაბრტყელებული, ყალბი მილები, ფურცლები, წნელები და სხვა პროდუქტები. ყველა ამ ნახევრად მზა პროდუქტს ეწოდება SAP - სიტყვების პირველი ასოების შემდეგ "გლუვებული ალუმინის ფხვნილი".

რაც უფრო მცირეა მანძილი ნაწილაკებს შორის, მით უფრო ძლიერია SAP. იმის გამო, რომ დისპერსიული წარმონაქმნების ბუნება ჩვეულებრივ დაძველებულ ალუმინის შენადნობებში და SAP-ში განსხვავებულია, ეს მასალები ასევე მნიშვნელოვნად განსხვავდება მათი თვისებებით. SAP ინარჩუნებს მაღალ სიმტკიცეს 500...600°C-მდე და ყველა ალუმინის შენადნობები ამ ტემპერატურაზე გადადის ნახევრად თხევად ან ბლანტ მდგომარეობაში. 500°C-მდე ტემპერატურაზე ათასობით საათი ზოგადად მცირე გავლენას ახდენს SAP-ის სიძლიერეზე, რადგან ოქსიდის ნაწილაკებისა და ალუმინის მატრიცის ურთიერთქმედება ოდნავ იცვლება გაცხელების შემდეგ. მეორეს მხრივ, ალუმინის შენადნობები მთლიანად კარგავენ ძალას ასეთი გამოცდის დროს.

SAP არ საჭიროებს გამკვრივებას, კოროზიის წინააღმდეგობის თვალსაზრისით, ის ახლოს არის სუფთა ალუმინისთან. ელექტრული და თერმული კონდუქტომეტრული თვალსაზრისით, ეს მასალა უფრო ახლოს არის სუფთა ალუმინთან, ვიდრე იგივე სიმტკიცის დაძველებული შენადნობები. SAP-ის დამახასიათებელი მახასიათებელია დაჟანგული ნაწილაკების განშტოებული ზედაპირის მიერ დიდი რაოდენობით ტენის ადსორბცია.

ამიტომ, SAP კარგად უნდა იყოს დეგაზირებული ვაკუუმში მასალის გაცხელებით ალუმინის დნობის წერტილამდე. 400-მდე და თუნდაც 450°C ტემპერატურაზე მომუშავე ძრავების დგუშები დამზადებულია SAP-ისგან; ეს მასალა პერსპექტიულია გემთმშენებლობისა და ქიმიური ინჟინერიისთვის.

ალუმინის, როგორც სტრუქტურული მასალის გამოყენების შესახებ მოთხრობის დასრულებისას, აუცილებელია აღინიშნოს მისი აგლომერირებული შენადნობები სილიციუმით, ნიკელით, რკინით, ქრომიით, ცირკონიუმით. მათ CAC-ს უწოდებენ - სიტყვების პირველი ასოების შემდეგ "გლუვებული ალუმინის შენადნობი". შენადნობებს აქვთ ხაზოვანი გაფართოების დაბალი კოეფიციენტი და ეს საშუალებას აძლევს მათ გამოიყენონ ფოლადთან ერთად მექანიზმებსა და მოწყობილობებში. მეორეს მხრივ, ჩვეულებრივ ალუმინს აქვს წრფივი გაფართოების კოეფიციენტი, რომელიც დაახლოებით ორჯერ აღემატება ფოლადს და ეს იწვევს დიდ სტრესს, განზომილების დამახინჯებას და სიძლიერის უკმარისობას.

რა თქმა უნდა, მე-13 ელემენტზე ბევრად მეტი შეიძლება ითქვას, ვიდრე ალუმინის მეტალზე. No13 ელემენტის „ბიოგრაფია“ დაკავშირებულია მრავალი მეცნიერული პრობლემისა და აღმოჩენის ბედთან, მრავალფეროვან პროცესებთან და პროდუქტებთან – საღებავებთან, პოლიმერულ მასალებთან, კატალიზატორებთან და ბევრ სხვასთან. და მაინც, შეცდომა არ იქნება, თუ ვამტკიცებთ, რომ ალუმინის ლითონი უფრო მნიშვნელოვანია თანამედროვე ტექნოლოგიებში, თანამედროვე ცხოვრებაში, ვიდრე ყველა ალუმინის ნაერთი ერთად.

არა მარტო ლეგენდა

ქიმიისა და მეტალურგიის შესახებ ბევრ პოპულარულ წიგნში არის ამბავი, რომ ალუმინი, სავარაუდოდ, ცნობილი იყო ანტიკურ ხანაში. ერთმა გამომგონებელმა (მისი სახელი უცნობია) ერთ-ერთ მმართველს მიიტანა ლითონისგან დამზადებული თასი - ძალიან მსუბუქი, მაგრამ გარეგნულად ვერცხლის მსგავსი. ამბავი ტირილით დასრულდა: გამომგონებელი სიკვდილით დასაჯეს, რადგან უფლისწულს ეშინოდა, რომ ახალი მეტალი მის ვერცხლს გაუფასურებდა.

სავარაუდოდ, ეს ამბავი სხვა არაფერია, თუ არა ლამაზი ზღაპარი. მაგრამ ალუმინის ზოგიერთ ნაერთს იყენებდნენ ადამიანები ანტიკურ ხანაში. და არა მხოლოდ თიხა, რომელიც დაფუძნებულია Al2O3-ზე. პლინიუს უხუცესის „ბუნებრივ ისტორიაში“ აღნიშნულია, რომ ალუმს (მათი ფორმულა არის KAl(SO4)2 12H2O) იყენებდნენ როგორც საღებავებს ძველი და ახალი ეპოქის მიჯნაზე ქსოვილების შეღებვისას. ჩვენი ეპოქის დასაწყისში რომაელმა სარდალმა არქელაოსმა, სპარსელებთან ომის დროს, ბრძანა ხის კოშკები ალმით დაეფარათ. შედეგად ხემ ცეცხლგამძლეობა შეიძინა და სპარსელებმა ვერ შეძლეს რომაული სიმაგრეების დაწვა.

ალუმინოთერმია

1865 წელს ცნობილმა რუსმა ქიმიკოსმა ნ.ნ. ბეკეტოვმა აღმოაჩინა ალუმინის გამოყენებით ლითონების აღდგენის მეთოდი, რომელსაც ალუმინოთერმია ეწოდება. მეთოდის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ როდესაც მრავალი ლითონის ოქსიდის ნარევი ელემენტარულ ალუმინთან აალდება, ეს ლითონები მცირდება. თუ ოქსიდი მიიღება ჭარბად, მაშინ მიღებული ლითონი თითქმის თავისუფალი იქნება No13 ელემენტის შერევისგან. ეს მეთოდი ახლა ფართოდ გამოიყენება ქრომის, ვანადიუმის და მანგანუმის წარმოებაში.

სინთეზური კრიოლიტი

კრიოლიტი საჭიროა ელექტროლიზით ალუმინის მისაღებად. ამ მინერალს, რომელიც ყინულს ჰგავს, შეუძლია მნიშვნელოვნად შეამციროს ალუმინის, ალუმინის წარმოებისთვის ნედლეულის დნობის წერტილი. კრიოლიტის შემადგენლობაა 3NaF AlF3. ამ მინერალის ერთადერთი დიდი საბადო თითქმის ამოწურულია და შეიძლება ითქვას, რომ მსოფლიოს ალუმინის ინდუსტრია ახლა სინთეზურ კრიოლიტზე მუშაობს. ჩვენს ქვეყანაში ხელოვნური კრიოლიტის მოპოვების პირველი მცდელობები ჯერ კიდევ 1924 წელს განხორციელდა. 1933 წელს სვერდლოვსკის მახლობლად ამუშავდა პირველი კრიოლიტის ქარხანა. ამ მინერალის წარმოების ორი ძირითადი გზა არსებობს - მჟავე და ტუტე, პირველი უფრო ფართოდ გამოიყენება. ამ შემთხვევაში ნედლეულის ფუნქციას ასრულებს CaF2 ფტორსპარი, რომელიც მუშავდება გოგირდის მჟავით და მიიღება წყალბადის ფტორი. წყალში გახსნილი იგი გარდაიქმნება ჰიდროფთორმჟავად, რომელიც რეაგირებს ალუმინის ჰიდროქსიდთან. მიღებული ფტორალუმინის მჟავა H3AlF6 ცენტრალიზებულია სოდასთან ერთად. კრიოლიტი, რომელიც წყალში ოდნავ ხსნადია, ნალექს იღებს.

პირველი კატალიზატორი

უკვე მრავალი წელია, საუბარი K. Ziegler-ისა და D. Natta-ს კატალიზატორებზე, ორგანულ ელემენტურ ნაერთებზე, რომლებმაც მოახდინეს რევოლუცია მრავალი პოლიმერული მასალის, განსაკუთრებით სინთეზური რეზინის წარმოებაში, არ წყდება. ასეთი კატალიზატორების დახმარებით მიღებული პოლიმერები გამოირჩევიან განსაკუთრებით მკაფიო აგებულებით და, შესაბამისად, საუკეთესო ფიზიკოქიმიური თვისებებით. ორგანოალუმინის ნაერთები იყო სტერეოსპეციფიკური პოლიმერიზაციის პირველი კატალიზატორები.

და ეს ყველაფერი ალუმინის ოქსიდია!

ალუმინი უკვე დიდი ხანია აღარ არის ძვირფასი ლითონი, მაგრამ მისი ზოგიერთი ნაერთი კვლავ ძვირფას ქვებად რჩება. ალუმინის ოქსიდის ერთკრისტალები შეღებვის ოქსიდების მცირე დანამატებით - ეს არის როგორც კაშკაშა წითელი ლალი, ასევე მბზინავი ლურჯი საფირონი - პირველი - უმაღლესი რიგის ძვირფასი ქვები. მათ ენიჭებათ ფერი: საფირონი - რკინისა და ტიტანის იონები, ლალი - ქრომი. სუფთა კრისტალური ალუმინა უფეროა და მას კორუნდი ეწოდება. ალუმინი ასევე გვხვდება ტურმალინში, უფერო ლეიკოზაფირში, ყვითელ „აღმოსავლურ ტოპაზში“ და ბევრ სხვა ძვირფას ქვაში. ხელოვნური კორუნდი, საფირონი და ლალი იწარმოება ქარხნული მასშტაბით, ეს ქვები საჭიროა არა მხოლოდ იუველირებისთვის, არამედ თანამედროვე ტექნოლოგიების მრავალი დარგისთვის. საკმარისია გავიხსენოთ ლალის ლაზერები, საათები „თხუთმეტ ქვაზე“, ზურმუხტი, რომელიც დამზადებულია ძირითადად ელექტრო ღუმელში მოპოვებული კორუნდისგან და თერმობირთვული პროცესების შესწავლის ერთ-ერთი პირველი ინსტალაციის „ტოკამაკის“ საფირონის ფანჯრები.

მხოლოდ ერთი იზოტოპი

ბუნებრივი ალუმინი შედგება მხოლოდ ერთი „დაგვარი“ ატომისგან - იზოტოპი მასობრივი რიცხვით 27. ცნობილია No13 ელემენტის რამდენიმე ხელოვნური რადიოაქტიური იზოტოპი, მათი უმეტესობა ხანმოკლეა და მხოლოდ ერთს - ალუმინის-26-ს აქვს ნახევარი. - ცხოვრება დაახლოებით მილიონი წელია.

ალუმინები

ალუმინატები არის ორთოალუმინის H3AlO3 და მეტაალუმინის HAlO2 მჟავების მარილები. ბუნებრივ ალუმინებს შორისაა კეთილშობილი სპინელი და ძვირფასი ქრიზობერილი. ნატრიუმის ალუმინატი NaAlO2, რომელიც წარმოიქმნება ალუმინის წარმოების დროს, გამოიყენება ტექსტილის მრეწველობაში, როგორც მორდანტი. ბოლო დროს პრაქტიკული მნიშვნელობა შეიძინა იშვიათი დედამიწის ელემენტების ალუმინატებმა, რომლებიც გამოირჩევიან მაღალი ცეცხლგამძლეობით და დამახასიათებელი, ხშირ შემთხვევაში ლამაზი ფერით. ლანთანისა და სამარიუმის ალუმინატები ნაღებია, ევროპიუმი, გადოლინიუმი და დისპროსიუმი ვარდისფერია, ნეოდიმი იასამნისფერია, პრასეოდიმი კი ყვითელია. ეს მასალები პერსპექტიულად ითვლება სპეციალური კერამიკისა და ოპტიკური სათვალეების წარმოებაში, ასევე ბირთვულ ენერგეტიკაში: ზოგიერთი იშვიათი დედამიწის ელემენტი გამოირჩევა თერმული ნეიტრონების დაჭერის განსაკუთრებულად მაღალი უნარით. ამის შესახებ მეტი ლანთანიდების შესახებ მოთხრობებში.

მასწავლებელი მოსწავლის შესახებ

„... მე მჯერა, რომ აღმოჩენა გავაკეთე: აღმოვაჩინე ადამიანი. 1880 წელს, იაპონიიდან დაბრუნების შემდეგ, სადაც ოთხი წლის განმავლობაში ქიმიას ვასწავლიდი, თექვსმეტი წლის ბიჭი შევნიშნე. ეს ახალგაზრდა მოვიდა ლაბორატორიაში, რათა რამდენიმე ცენტად ეყიდა მინის მილები, საცდელი მილები ან მსგავსი რამ. ამ ბიჭის შესახებ არაფერი ვიცოდი, მაგრამ ხშირად ვფიქრობდი, რომ იქნებ მეცნიერი გამხდარიყო, რადგან ის იმ წლებში ატარებდა კვლევებს, როცა სხვა მოზარდები დროს მხოლოდ თამაშებსა და გართობებში ატარებენ. ეს მოზარდი იყო ჩარლზ მ. ჰოლი, ადამიანი, რომელმაც 23 წლის ასაკში აღმოაჩინა ალუმინის მადნებისაგან გამოყოფის მეთოდი.

ჩარლზი ჩაირიცხა კოლეჯში და მას შემდეგ რაც გაიარა საჭირო კურსი, მე წავიყვანე ჩემს ლაბორატორიაში. ერთხელ, სტუდენტებთან საუბრისას ვთქვი: „გამომგონებელი, რომელიც ახერხებს ალუმინის მოპოვების იაფი მეთოდის შემუშავებას და ალუმინის მასობრივი მოხმარების ლითონად ქცევას, დიდ სამსახურს გაუწევს კაცობრიობას და დაიმსახურებს გამოჩენილი მეცნიერის დიდებას“.

გავიგე, ჩარლზი მიუბრუნდა ერთ-ერთ თანაკლასელს და უთხრა: „ამ ლითონს მე მივხედავ“. და ის შეუდგა მუშაობას. მან სცადა მრავალი მეთოდი, ყველა უშედეგოდ. საბოლოოდ, ჰოლი ელექტროლიზზე დადგა. ძველი, არასაჭირო მოწყობილობები და ბატარეები მივეცი. მათ, ვისაც უნახავთ ელექტრო ბატარეები, გაიცინებთ იმაზე, თუ რისი აგება შეძლო ჰოლმა სხვადასხვა ჭიქებისგან ნახშირის ნაჭრებით. მაგრამ ჩვენ მივიღეთ საჭირო დენი.

ცოტა ხნის შემდეგ ჰოლმა დაამთავრა კოლეჯი და აიღო დაწესებულება. მან თავისი ლაბორატორია მოაწყო ტყეში, სახლიდან შორს, აგრძელებდა ექსპერიმენტებს და ხშირად მეუბნებოდა შედეგების შესახებ.

საჭირო იყო ალუმინის, ალუმინის მთავარი ნედლეულის გამხსნელის პოვნა. და ექვსი თვის შემდეგ, ჰოლმა აღმოაჩინა, რომ ოქსიდი ძალიან ხსნადია ნატრიუმის ფტორიდის ალუმინატის 3NaF · AlF3 დნობაში.

ერთ დილით ჰოლი მხიარული ძახილით შემომივარდა: "პროფესორო, მე მივიღე!" გაშლილ ხელზე იდო ალუმინის თორმეტი პატარა ბურთი, ელექტროლიზის შედეგად წარმოებული პირველი ალუმინი. ეს მოხდა 1886 წლის 23 თებერვალს“.

ეს არის ჩვენს მიერ გადაბეჭდილი პროფესორ ივეტის ისტორია ამერიკელი მეცნიერის ა.გარეტის მიერ პირველადი წყაროებიდან შედგენილი კრებულიდან „გენიოსის ციმციმი“.

ალუმინი სარაკეტო საწვავში

როდესაც ალუმინი იწვის ჟანგბადში და ფტორში, ბევრი სითბო გამოიყოფა. ამიტომ, იგი გამოიყენება როგორც სარაკეტო საწვავის დანამატი. სატურნის რაკეტა ფრენის დროს წვავს 36 ტონა ალუმინის ფხვნილს. ლითონების, როგორც სარაკეტო საწვავის კომპონენტად გამოყენების იდეა პირველად გამოთქვა F.A. ზანდერი.

დასკვნა

ცნობილია, რომ p-ელემენტებში გარე ელექტრონული დონის p-ქვედონე ივსება ელექტრონებით, რომლებიც შეიძლება შეიცავდეს ერთიდან ექვს ელექტრონს.

პერიოდულ სისტემაში 30 p-ელემენტია. ეს p-ელემენტები ან მათი p-ელექტრონული ანალოგი ქმნიან IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA და VI IIA ქვეჯგუფებს. ამ ქვეჯგუფების ელემენტების ატომების გარე ელექტრონული დონის სტრუქტურა ასე ვითარდება: ns2p1, ns2p2, ns2p3, ns2p4, ns2p5 და ns2p6.

მთლიანობაში, p-ელემენტებში, გარდა ალუმინისა, შემცირების აქტივობა შედარებით სუსტად არის გამოხატული. პირიქით, IIIA-დან VIIA ქვეჯგუფზე გადასვლისას შეინიშნება ნეიტრალური ატომების ჟანგვითი აქტივობის ზრდა, იზრდება ელექტრონების აფინურობისა და იონიზაციის ენერგიის მნიშვნელობები და იზრდება p-ელემენტების ელექტრონეგატიურობა.

p-ელემენტის ატომებში არა მხოლოდ p-ელექტრონები არიან ვალენტური, არამედ გარე დონის s-ელექტრონებიც. p-ელექტრონული ანალოგების უმაღლესი დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობა უდრის იმ ჯგუფის რაოდენობას, რომელშიც ისინი მდებარეობს.

მეორადი წიგნები

1. ახმეტოვი ნ.ს., ზოგადი და არაორგანული ქიმია. - მ.: უმაღლესი სკოლა, 1989 წ

2. კოტონ ფ., ვილკინსონ ჯ., არაორგანული ქიმიის საფუძვლები. - მ.: მირი, 1979 წ

3. ნეკრასოვი ბ.ვ., ზოგადი ქიმიის სახელმძღვანელო. - მ.: ქიმია, 1981 წ

4. S. I. Venetsky "ისტორიები ლითონებზე", მოსკოვი, ed. მეტალურგია 1986 წ

5. იუ.ვ.ხოდაკოვი, ვ.ლ.ვასილევსკი „მეტალები“, მოსკოვი, რედ. განმანათლებლობა 1966 წ

6. ა.ვ.სუვოროვი, ა.ბ.ნიკოლსკი „ზოგადი ქიმია“, პეტერბურგის რედ. ქიმია 1995 წ

Გეგმა:

შესავალი

ფიზიკური თვისებები ალ

ქიმიური თვისებები ალ

მიღება და გამოყენება ალ

ალუმინის ოქსიდი ალ 2 ო 3

ალუმინის ჰიდროქსიდი Al(OH)3

ალუმინის მარილები

ალუმინის ორობითი ნაერთები

ინტერესი, ინტერესი...

რა არის ის - ალ

დაბერების და გაძლიერების ფაზების სარგებლიანობაზე

კრისტალების სწრაფი გაგრილება

SAP და SAS

არა მარტო ლეგენდა

ალუმინოთერმია

სინთეზური კრიოლიტი

პირველი კატალიზატორი

და ეს ყველაფერი ალუმინის ოქსიდია!

მხოლოდ ერთი იზოტოპი

ალუმინები

მასწავლებელი მოსწავლის შესახებ

ალუმინი სარაკეტო საწვავში

დასკვნა

ლიტერატურა

ულიანოვსკის სახელმწიფო სასოფლო-სამეურნეო აკადემია

ქიმიის დეპარტამენტი

შეამოწმა: ნურეთდინოვა რ.ა.

Აბსტრაქტული

"ალუმინი"

კეთდება სტუდენტის მიერმეკურსი

2ბ ფაკულტეტის ჯგუფები

ვეტერინარული მედიცინა

ალუმინის დოკუმენტური აღმოჩენა მოხდა 1825 წელს. დანიელმა ფიზიკოსმა ჰანს კრისტიან ოერსტედმა პირველად მოიპოვა ეს ლითონი, როდესაც მან გამოყო იგი კალიუმის ამალგამის მოქმედებით უწყლო ალუმინის ქლორიდზე (მიღებული ქლორის გავლისას ალუმინის ოქსიდისა და ნახშირის ცხელ ნარევში). ვერცხლისწყლის განდევნის შემდეგ, ოერსტედმა მიიღო ალუმინი, თუმცა მინარევებით დაბინძურებული. 1827 წელს გერმანელმა ქიმიკოსმა ფრიდრიხ ვოლერმა მიიღო ალუმინი ფხვნილის სახით კალიუმის ჰექსაფტორალუმინატის შემცირებით. ალუმინის წარმოების თანამედროვე მეთოდი 1886 წელს აღმოაჩინა ახალგაზრდა ამერიკელმა მკვლევარმა ჩარლზ მარტინ ჰოლმა. (1855 წლიდან 1890 წლამდე მიიღეს მხოლოდ 200 ტონა ალუმინი, ხოლო მომდევნო ათწლეულის განმავლობაში 28000 ტონა ამ ლითონი მიიღეს მსოფლიოში ჰოლის მეთოდით.) ალუმინი 99,99%-ზე მეტი სისუფთავით პირველად მიიღეს ელექტროლიზით 1920 წელს. 1925 წელს ედვარდსმა გამოაქვეყნა გარკვეული ინფორმაცია ასეთი ალუმინის ფიზიკური და მექანიკური თვისებების შესახებ. 1938 წელს ტეილორმა, უილიმ, სმიტმა და ედვარდსმა გამოაქვეყნეს სტატია, რომელშიც მოცემულია 99,996% სუფთა ალუმინის ზოგიერთი თვისება, რომელიც ასევე მიღებულ იქნა საფრანგეთში ელექტროლიზით. მონოგრაფიის პირველი გამოცემა ალუმინის თვისებების შესახებ 1967 წელს გამოიცა. ბოლო დრომდე ითვლებოდა, რომ ალუმინი, როგორც ძალიან აქტიური ლითონი, ბუნებაში თავისუფალ მდგომარეობაში არ შეიძლება იყოს, მაგრამ 1978 წ. ციმბირის პლატფორმის კლდეებში აღმოაჩინეს მშობლიური ალუმინი - მხოლოდ 0,5 მმ სიგრძის ულვაშის სახით (რამდენიმე მიკრომეტრის სისქის ძაფებით). მშობლიური ალუმინი ასევე ნაპოვნი იქნა მთვარის ნიადაგში, რომელიც დედამიწას მიეწოდება კრიზისებისა და სიმრავლის ზღვების რეგიონებიდან.

ალუმინის სამშენებლო მასალები

დედამიწის ქერქში ბევრი ალუმინია: 8,6% წონით. იგი პირველ ადგილზეა ყველა ლითონს შორის და მესამე ადგილზე სხვა ელემენტებს შორის (ჟანგბადის და სილიციუმის შემდეგ). არის ორჯერ მეტი ალუმინი ვიდრე რკინა და 350-ჯერ მეტი ვიდრე სპილენძი, თუთია, ქრომი, კალა და ტყვია ერთად! როგორც მან დაწერა 100 წელზე მეტი ხნის წინ თავის კლასიკურ სახელმძღვანელოში ქიმიის საფუძვლებიდ.ი.მენდელეევი, ყველა ლითონისგან, „ალუმინი ბუნებაში ყველაზე გავრცელებულია; საკმარისია აღვნიშნო, რომ ის თიხის ნაწილია, ასე რომ, ალუმინის ზოგადი განაწილება დედამიწის ქერქში ნათელია. ალუმინს, ან ალუმინის ლითონს (ალუმენი), სხვაგვარად უწოდებენ თიხას, რომელიც გვხვდება თიხაში.

ალუმინის ყველაზე მნიშვნელოვანი მინერალია ბოქსიტი, ძირითადი ოქსიდის AlO(OH) და ჰიდროქსიდის Al(OH) 3 ნარევი. ბოქსიტის უდიდესი საბადოებია ავსტრალიაში, ბრაზილიაში, გვინეასა და იამაიკაში; სამრეწველო წარმოება სხვა ქვეყნებშიც ხორციელდება. ალუნიტი (ალუმის ქვა) (Na, K) 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al (OH) 3, ნეფელინი (Na, K) 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 ასევე მდიდარია ალუმინით. საერთო ჯამში ცნობილია 250-ზე მეტი მინერალი, რომელთა შორისაა ალუმინი; მათი უმეტესობა არის ალუმინოსილიკატები, საიდანაც ძირითადად წარმოიქმნება დედამიწის ქერქი. მათი გაფუჭებისას წარმოიქმნება თიხა, რომლის საფუძველია მინერალი კაოლინიტი Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O. რკინის მინარევები, როგორც წესი, თიხას ყავისფრად ღებავს, მაგრამ ასევე არის თეთრი თიხა - კაოლინი, რომელიც გამოიყენება ფაიფურის დასამზადებლად. და ფაიანსის პროდუქტები.

ზოგჯერ აღმოჩენილია განსაკუთრებით მძიმე (ალმასის შემდეგ მეორე) მინერალური კორუნდი - Al 2 O 3-ის კრისტალური ოქსიდი, ხშირად შეღებილი სხვადასხვა ფერის მინარევებით. მის ლურჯ ჯიშს (ტიტანისა და რკინის ნაზავი) ეწოდება საფირონი, წითელს (ქრომის ნარევს) ლალის. სხვადასხვა მინარევებს შეუძლიათ ეგრეთ წოდებული კეთილშობილური კორუნდის შეღებვა ასევე მწვანე, ყვითელი, ნარინჯისფერი, მეწამული და სხვა ფერებში და ფერებში.

ბოლო დრომდე ითვლებოდა, რომ ალუმინი, როგორც ძალიან აქტიური ლითონი, ბუნებაში თავისუფალ მდგომარეობაში არ შეიძლება იყოს, თუმცა 1978 წელს ციმბირის პლატფორმის კლდეებში აღმოაჩინეს მშობლიური ალუმინი - ულვაშების სახით მხოლოდ 0,5 მმ სიგრძით. (რამდენიმე მიკრომეტრის ძაფის სისქით). მშობლიური ალუმინი ასევე ნაპოვნი იქნა მთვარის ნიადაგში, რომელიც დედამიწას მიეწოდება კრიზისებისა და სიმრავლის ზღვების რეგიონებიდან. ვარაუდობენ, რომ მეტალის ალუმინი შეიძლება წარმოიქმნას გაზიდან კონდენსაციის შედეგად. ცნობილია, რომ როდესაც ალუმინის ჰალოიდები - ქლორიდი, ბრომიდი, ფტორი - თბება, ისინი შეიძლება მეტ-ნაკლებად აორთქლდეს (მაგალითად, AlCl 3 სუბლიმირებულია უკვე 180 ° C ტემპერატურაზე). ტემპერატურის ძლიერი მატებით, ალუმინის ჰალოიდები იშლება, გადადის ლითონის უფრო დაბალი ვალენტობის მდგომარეობაში, მაგალითად, AlCl. როდესაც ასეთი ნაერთი კონდენსირდება ტემპერატურის დაქვეითებით და ჟანგბადის არარსებობით, მყარ ფაზაში ხდება დისპროპორციული რეაქცია: ალუმინის ატომების ნაწილი იჟანგება და გადადის ჩვეულებრივ სამვალენტიან მდგომარეობაში, ზოგი კი მცირდება. მონოვალენტური ალუმინი შეიძლება შემცირდეს მხოლოდ მეტალზე: 3AlCl ® 2Al + AlCl 3 . ამ ვარაუდს ასევე მხარს უჭერს ალუმინის კრისტალების ძაფისებრი ფორმა. როგორც წესი, ამ სტრუქტურის კრისტალები წარმოიქმნება გაზის ფაზიდან სწრაფი ზრდის გამო. ალბათ, მთვარის ნიადაგში მიკროსკოპული ალუმინის ნაგლეჯები ანალოგიურად ჩამოყალიბდა.

სახელწოდება ალუმინი მომდინარეობს ლათინური სიტყვიდან alumen (გვარის შემთხვევაში aluminis). ეგრეთ წოდებული ალუმი, ორმაგი კალიუმ-ალუმინის სულფატი KAl (SO 4) 2 12H 2 O), რომელსაც იყენებდნენ ქსოვილების შეღებვის დროს. ლათინური სახელწოდება, ალბათ, ბრუნდება ბერძნულ "halme" - მარილწყალში, მარილიანი ხსნარი. საინტერესოა, რომ ინგლისში ალუმინი არის ალუმინი, ხოლო აშშ-ში ეს არის ალუმინი.

ქიმიის შესახებ ბევრ პოპულარულ წიგნში არსებობს ლეგენდა, რომ ვიღაც გამომგონებელმა, რომლის სახელიც ისტორიას არ შემოუნახავს, ​​მიუტანა იმპერატორ ტიბერიუსს, რომელიც მართავდა რომს ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 14-27 წლებში, ვერცხლის მსგავსი ლითონისგან დამზადებული თასი. მსუბუქია. ამ ძღვენმა ოსტატს სიცოცხლე დაუჯდა: ტიბერიუსმა ბრძანა მისი სიკვდილით დასჯა და სახელოსნოს განადგურება, რადგან ეშინოდა, რომ ახალ ლითონს შეეძლო იმპერიულ ხაზინაში არსებული ვერცხლის გაუფასურება.

ეს ლეგენდა დაფუძნებულია რომაელი მწერლისა და მეცნიერის, ავტორის პლინიუს უფროსის მოთხრობაზე. ბუნებრივი ისტორია- ძველი დროის საბუნებისმეტყველო ცოდნის ენციკლოპედიები. პლინიუს თქმით, ახალი ლითონი მიიღეს "თიხის მიწიდან". მაგრამ თიხა შეიცავს ალუმინს.

თანამედროვე ავტორები თითქმის ყოველთვის ირწმუნებიან, რომ მთელი ეს ამბავი სხვა არაფერია თუ არა ლამაზი ზღაპარი. და ეს გასაკვირი არ არის: ქანებში ალუმინი უკიდურესად ძლიერად არის დაკავშირებული ჟანგბადთან და მის გამოყოფას დიდი ენერგია სჭირდება. თუმცა, ახლახან გამოჩნდა ახალი მონაცემები ანტიკურ ხანაში მეტალის ალუმინის მოპოვების ფუნდამენტური შესაძლებლობის შესახებ. როგორც სპექტრული ანალიზით აჩვენა, მე-3 საუკუნის დასაწყისში გარდაცვლილი ჩინელი მეთაურის ჟოუ-ჟუს საფლავის დეკორაციები. AD, მზადდება შენადნობისგან, რომელიც 85% ალუმინისა. შეეძლოთ ძველებს მიეღოთ უფასო ალუმინი? ყველა ცნობილი მეთოდი (ელექტროლიზი, რედუქცია მეტალის ნატრიუმით ან კალიუმით) ავტომატურად აღმოიფხვრება. შეიძლება თუ არა ანტიკურ ხანაში აღმოჩენილი იყოს ადგილობრივი ალუმინი, როგორიცაა, მაგალითად, ოქროს, ვერცხლის, სპილენძის ნაგლეჯები? ეს ასევე გამორიცხულია: მშობლიური ალუმინი არის უიშვიათესი მინერალი, რომელიც გვხვდება უმნიშვნელო რაოდენობით, ამიტომ ძველმა ოსტატებმა ვერ იპოვეს და შეაგროვეს ასეთი ნუგბარები სათანადო რაოდენობით.

თუმცა პლინიუსის ამბის სხვა ახსნაც შესაძლებელია. ალუმინის ამოღება შესაძლებელია საბადოებიდან არა მხოლოდ ელექტროენერგიის და ტუტე ლითონების დახმარებით. უძველესი დროიდან არის ხელმისაწვდომი და ფართოდ გამოყენებული შემცირების საშუალება - ეს არის ქვანახშირი, რომლის დახმარებითაც მრავალი ლითონის ოქსიდი იშლება თავისუფალ ლითონებად გაცხელებისას. 1970-იანი წლების ბოლოს გერმანელმა ქიმიკოსებმა გადაწყვიტეს შეემოწმებინათ, შეიძლებოდა თუ არა ალუმინის დამზადება ანტიკურ ხანაში ნახშირით შემცირებით. ისინი თიხის ნარევს ქვანახშირის ფხვნილთან და ჩვეულებრივი მარილით ან კალიუმის კარბონატით (კალიუმის კარბონატი) აცხელებდნენ წითელ ცეცხლზე. მარილი მიიღება ზღვის წყლიდან, ხოლო კალიუმი მცენარის ფერფლისგან, რათა გამოეყენებინათ მხოლოდ ის ნივთიერებები და მეთოდები, რომლებიც ხელმისაწვდომი იყო ანტიკურ ხანაში. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ჭურჭლის ზედაპირზე ალუმინის ბურთებით წიდა დაცურდა! ლითონის გამომუშავება მცირე იყო, მაგრამ არ არის გამორიცხული, რომ სწორედ ამ გზით შეეძლოთ უძველესი მეტალურგების მოპოვება „მე-20 საუკუნის ლითონს“.

ალუმინის თვისებები.

სუფთა ალუმინის ფერი ჰგავს ვერცხლს, ეს არის ძალიან მსუბუქი ლითონი: მისი სიმკვრივე მხოლოდ 2,7 გ / სმ 3. ალუმინისზე მსუბუქია მხოლოდ ტუტე და მიწის ტუტე ლითონები (ბარიუმის გარდა), ბერილიუმი და მაგნიუმი. ალუმინი ასევე ადვილად დნება - 600 ° C ტემპერატურაზე (წვრილი ალუმინის მავთულის დნება შესაძლებელია ჩვეულებრივ სამზარეულოს სანთურზე), მაგრამ ის დუღს მხოლოდ 2452 ° C-ზე. ელექტროგამტარობის მხრივ ალუმინი მე-4 ადგილზეა, მეორე ადგილზე მხოლოდ ვერცხლის შემდეგ. (პირველ ადგილზეა), სპილენძი და ოქრო, რასაც ალუმინის სიიაფედან გამომდინარე, დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს. ლითონების თბოგამტარობა იცვლება იმავე თანმიმდევრობით. ალუმინის მაღალი თბოგამტარობის დადასტურება ადვილია ალუმინის კოვზის ცხელ ჩაიში ჩაყრით. და ამ ლითონის კიდევ ერთი ღირსშესანიშნავი თვისება: მისი გლუვი, მბზინავი ზედაპირი შესანიშნავად ირეკლავს სინათლეს: სპექტრის ხილულ რეგიონში 80-დან 93%-მდე, ტალღის სიგრძის მიხედვით. ულტრაიისფერ რეგიონში ალუმინს ამ მხრივ თანაბარი არ აქვს და მხოლოდ წითელ რეგიონში ოდნავ ჩამოუვარდება ვერცხლს (ულტრაიისფერში ვერცხლს აქვს ძალიან დაბალი არეკვლა).

სუფთა ალუმინი საკმაოდ რბილი ლითონია - თითქმის სამჯერ უფრო რბილი ვიდრე სპილენძი, ამიტომ შედარებით სქელი ალუმინის ფირფიტები და წნელებიც კი ადვილად იხრება, მაგრამ როდესაც ალუმინი ქმნის შენადნობებს (მათი დიდი რაოდენობაა), მისი სიმტკიცე შეიძლება ათჯერ გაიზარდოს.

ალუმინის დამახასიათებელი დაჟანგვის მდგომარეობაა +3, მაგრამ შეუვსებელი 3-ის არსებობის გამო რ- და 3 დ-ორბიტალების ალუმინის ატომებს შეუძლიათ შექმნან დამატებითი დონორი-მიმღები ბმები. ამიტომ, მცირე რადიუსის მქონე Al 3+ იონი ძალიან მიდრეკილია კომპლექსების წარმოქმნისკენ, წარმოქმნის სხვადასხვა კატიონურ და ანიონურ კომპლექსებს: AlCl 4 – , AlF 6 3– , 3+ , Al(OH) 4 – , Al(OH) 6 3 – , AlH 4 – და მრავალი სხვა. ასევე ცნობილია ორგანული ნაერთების კომპლექსები.

ალუმინის ქიმიური აქტივობა ძალიან მაღალია; ელექტროდის პოტენციალების სერიაში ის მაგნიუმის უმალ ჩამორჩება. ერთი შეხედვით, ასეთი განცხადება შეიძლება უცნაურად მოგეჩვენოთ: ბოლოს და ბოლოს, ალუმინის ტაფა ან კოვზი საკმაოდ სტაბილურია ჰაერში და არ იშლება მდუღარე წყალში. ალუმინი, რკინისგან განსხვავებით, არ ჟანგდება. გამოდის, რომ ჰაერში ლითონი დაფარულია ოქსიდის უფერო, თხელი, მაგრამ ძლიერი „ჯავშნით“, რომელიც იცავს ლითონს დაჟანგვისგან. ასე რომ, თუ სქელი ალუმინის მავთული ან ფირფიტა 0,5–1 მმ სისქით შედის სანთურის ცეცხლში, ლითონი დნება, მაგრამ ალუმინი არ მიედინება, რადგან ის რჩება მისი ოქსიდის ტომარაში. თუ ალუმინს ჩამოართმევთ დამცავ ფილას ან გაათავისუფლებთ მას (მაგალითად, ვერცხლისწყლის მარილების ხსნარში ჩაძირვით), ალუმინი მაშინვე გამოავლენს თავის ნამდვილ არსს: უკვე ოთახის ტემპერატურაზე ის დაიწყებს ენერგიულ რეაქციას წყალთან ევოლუციით. წყალბადი: 2Al + 6H 2 O ® 2Al (OH) 3 + 3H 2. ჰაერში დამცავი ფილმის გარეშე ალუმინი ჩვენს თვალწინ გადაიქცევა ფხვიერ ოქსიდის ფხვნილად: 2Al + 3O 2 ® 2Al 2 O 3. ალუმინი განსაკუთრებით აქტიურია წვრილად დაყოფილ მდგომარეობაში; ალუმინის მტვერი, როდესაც ააფეთქეს ცეცხლში, მყისიერად იწვის. თუ კერამიკულ თეფშზე ალუმინის მტვერს ნატრიუმის პეროქსიდს აურიებთ და ნარევზე წყალს დაასხით, ალუმინიც იფეთქებს და იწვება თეთრი ალივით.

ჟანგბადისადმი ალუმინის ძალიან მაღალი მიდრეკილება საშუალებას აძლევს მას "ამოიღოს" ჟანგბადი რიგი სხვა ლითონების ოქსიდებიდან, აღადგინოს ისინი (ალუმინოთერმიის მეთოდი). ყველაზე ცნობილი მაგალითია თერმიტის ნარევი, რომლის წვის დროს გამოიყოფა იმდენი სითბო, რომ მიღებული რკინა დნება: 8Al + 3Fe 3 O 4 ® 4Al 2 O 3 + 9Fe. ეს რეაქცია 1856 წელს აღმოაჩინა ნ.ნ.ბეკეტოვმა. ამ გზით შესაძლებელია ლითონებში Fe 2 O 3 , CoO , NiO , MoO 3 , V 2 O 5 , SnO 2 , CuO და რიგი სხვა ოქსიდების აღდგენა. Cr 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , B 2 O 3 ალუმინით შემცირებისას რეაქციის სიცხე არ არის საკმარისი რეაქციის პროდუქტების დნობის წერტილის ზემოთ გასათბობად.

ალუმინი ადვილად იხსნება განზავებულ მინერალურ მჟავებში მარილების წარმოქმნით. კონცენტრირებული აზოტის მჟავა, ალუმინის ზედაპირის დაჟანგვის გზით, ხელს უწყობს ოქსიდის ფირის გასქელებასა და გამკვრივებას (ე.წ. ლითონის პასივაცია). ამ გზით დამუშავებული ალუმინი არ რეაგირებს მარილმჟავასთანაც კი. ელექტროქიმიური ანოდური დაჟანგვის (ანოდირების) გამოყენებით ალუმინის ზედაპირზე, შეგიძლიათ შექმნათ სქელი ფილმი, რომელიც ადვილად შეიღებება სხვადასხვა ფერებში.

მარილის ხსნარებიდან ნაკლებად აქტიური ლითონების ალუმინის გადაადგილებას ხშირად აფერხებს ალუმინის ზედაპირზე დამცავი ფილმი. ეს ფილმი სწრაფად ნადგურდება სპილენძის ქლორიდით, ამიტომ რეაქცია 3CuCl 2 + 2Al ® 2AlCl 3 + 3Cu ადვილად მიმდინარეობს, რასაც თან ახლავს ძლიერი გათბობა. ძლიერ ტუტე ხსნარებში ალუმინი ადვილად იხსნება წყალბადის გამოყოფით: 2Al + 6NaOH + 6H 2 O ® 2Na 3 + 3H 2 (წარმოიქმნება აგრეთვე სხვა ანიონური ჰიდროქსო კომპლექსები). ალუმინის ნაერთების ამფოტერული ბუნება ასევე გამოიხატება ტუტეებში მისი ახლად დალექილი ოქსიდის და ჰიდროქსიდის ადვილად დაშლაში. კრისტალური ოქსიდი (კორუნდი) ძალიან მდგრადია მჟავებისა და ტუტეების მიმართ. ტუტეებთან შერწყმისას წარმოიქმნება უწყლო ალუმინები: Al 2 O 3 + 2NaOH ® 2NaAlO 2 + H 2 O. მაგნიუმის ალუმინატი Mg (AlO 2) 2 არის ნახევრად ძვირფასი სპინელის ქვა, ჩვეულებრივ შეღებილი მინარევებით სხვადასხვა ფერებში. .

ალუმინი მძაფრად რეაგირებს ჰალოგენებთან. თუ თხელი ალუმინის მავთული შეიყვანეს სინჯარაში 1 მლ ბრომით, მაშინ მცირე ხნის შემდეგ ალუმინი აალდება და იწვის კაშკაშა ალით. ალუმინის და იოდის ფხვნილების ნარევის რეაქცია იწყება წყლის წვეთით (იოდთან ერთად წყალი ქმნის მჟავას, რომელიც ანადგურებს ოქსიდის ფილას), რის შემდეგაც ჩნდება კაშკაშა ალი მეწამული იოდის ორთქლის კლუბებით. წყალხსნარებში ალუმინის ჰალოიდები მჟავეა ჰიდროლიზის გამო: AlCl 3 + H 2 O Al(OH)Cl 2 + HCl.

ალუმინის რეაქცია აზოტთან ხდება მხოლოდ 800 ° C-ზე ზემოთ AlN ნიტრიდის წარმოქმნით, გოგირდით 200 ° C ტემპერატურაზე (წარმოიქმნება Al 2 S 3 სულფიდი), ფოსფორით 500 ° C ტემპერატურაზე (ფორმირდება AlP ფოსფიდი). როდესაც ბორი შეჰყავთ გამდნარ ალუმინში, წარმოიქმნება შემადგენლობის AlB 2 და AlB 12 ბორიდები - მჟავებისადმი მდგრადი ცეცხლგამძლე ნაერთები. ჰიდრიდი (AlH) x (x = 1.2) წარმოიქმნება მხოლოდ ვაკუუმში დაბალ ტემპერატურაზე ატომური წყალბადის რეაქციაში ალუმინის ორთქლთან. AlH 3 ჰიდრიდი, რომელიც სტაბილურია ოთახის ტემპერატურაზე ტენის არარსებობის შემთხვევაში, მიიღება უწყლო ეთერის ხსნარში: AlCl 3 + LiH ® AlH 3 + 3LiCl. LiH-ის ჭარბი რაოდენობით წარმოიქმნება მარილის მსგავსი ლითიუმ ალუმინის ჰიდრიდი LiAlH 4 - ძალიან ძლიერი შემცირების აგენტი, რომელიც გამოიყენება ორგანულ სინთეზში. ის მყისიერად იშლება წყლით: LiAlH 4 + 4H 2 O ® LiOH + Al (OH) 3 + 4H 2.

ალუმინის მიღება.

ალუმინის დოკუმენტური აღმოჩენა მოხდა 1825 წელს. დანიელმა ფიზიკოსმა ჰანს კრისტიან ოერსტედმა პირველად მოიპოვა ეს ლითონი, როდესაც მან გამოყო იგი კალიუმის ამალგამის მოქმედებით უწყლო ალუმინის ქლორიდზე (მიღებული ქლორის გავლისას ალუმინის ოქსიდისა და ნახშირის ცხელ ნარევში). ვერცხლისწყლის განდევნის შემდეგ, ოერსტედმა მიიღო ალუმინი, თუმცა მინარევებით დაბინძურებული. 1827 წელს გერმანელმა ქიმიკოსმა ფრიდრიხ ვოლერმა მიიღო ალუმინი ფხვნილის სახით კალიუმის ჰექსაფტორალუმინატის შემცირებით:

Na 3 AlF 6 + 3K ® Al + 3NaF + 3KF. მოგვიანებით მან მოახერხა ალუმინის მოპოვება მბზინავი ლითონის ბურთების სახით. 1854 წელს ფრანგმა ქიმიკოსმა ანრი ეტიენ სენტ-კლერ დევილმა შეიმუშავა ალუმინის წარმოების პირველი სამრეწველო მეთოდი - ნატრიუმის ტეტრაქლოროალუმინატის დნობის შემცირებით: NaAlCl 4 + 3Na ® Al + 4NaCl. თუმცა, ალუმინი კვლავ იყო უკიდურესად იშვიათი და ძვირადღირებული ლითონი; ოქროზე არც თუ ისე იაფი ღირდა და რკინაზე 1500-ჯერ ძვირი (ახლა მხოლოდ სამჯერ). ოქროს, ალუმინის და ძვირფასი ქვებისგან 1850-იან წლებში საფრანგეთის იმპერატორის ნაპოლეონ III-ის ვაჟისთვის ჭყლეტა გაკეთდა. როდესაც 1855 წელს პარიზის მსოფლიო გამოფენაზე გამოიფინა ახალი მეთოდით მიღებული ალუმინის დიდი ინგოტი, მას უყურებდნენ როგორც სამკაულს. აშშ-ს დედაქალაქში ვაშინგტონის ძეგლის ზედა ნაწილი (პირამიდის სახით) ძვირფასი ალუმინისგან იყო დამზადებული. იმ დროს ალუმინი არ იყო ბევრად იაფი ვიდრე ვერცხლი: მაგალითად, აშშ-ში, 1856 წელს იგი იყიდებოდა 12 დოლარად ფუნტზე (454 გ), ხოლო ვერცხლი 15 დოლარად. ცნობილთა პირველ ტომში. ბროკჰაუზისა და ეფრონის ენციკლოპედიურ ლექსიკონში ნათქვამია, რომ „ალუმინს ჯერ კიდევ ძირითადად იყენებენ... ფუფუნების საგნების ჩასაცმლად“. იმ დროისთვის მსოფლიოში ყოველწლიურად მხოლოდ 2,5 ტონა ლითონის მოპოვება ხდებოდა. მხოლოდ მე-19 საუკუნის ბოლოს, როცა ალუმინის მიღების ელექტროლიტური მეთოდი შემუშავდა, მისი წლიური წარმოება დაიწყო ათასობით ტონას, ხოლო მე-20 საუკუნეში. - მილიონი ტონა. ამან ალუმინი ფართოდ ხელმისაწვდომი ნახევრად ძვირფას ლითონად აქცია.

ალუმინის წარმოების თანამედროვე მეთოდი 1886 წელს აღმოაჩინა ახალგაზრდა ამერიკელმა მკვლევარმა ჩარლზ მარტინ ჰოლმა. ქიმიით ბავშვობაში დაინტერესდა. მამის ძველი ქიმიის სახელმძღვანელო რომ იპოვა, გულმოდგინედ დაიწყო მისი შესწავლა და ექსპერიმენტები, ერთხელაც კი მიიღო დედისგან საყვედური სადილის სუფრის დაზიანების გამო. და 10 წლის შემდეგ მან გააკეთა შესანიშნავი აღმოჩენა, რომელმაც განადიდა იგი მთელ მსოფლიოში.

16 წლის ასაკში სტუდენტი რომ გახდა, ჰოლმა გაიგო თავისი მასწავლებლისგან, F.F. Jewett-ისგან, რომ თუ ვინმე მოახერხებს ალუმინის მოპოვების იაფ გზას, მაშინ ეს ადამიანი არა მხოლოდ უზარმაზარ მომსახურებას გაუწევს კაცობრიობას, არამედ გამოიმუშავებს უზარმაზარ სარგებელს. ბედი. ჯევეტმა იცოდა, რაზეც ლაპარაკობდა: მანამდე ის გერმანიაში ვარჯიშობდა, მუშაობდა Wöhler-ში და მასთან ერთად განიხილავდა ალუმინის მოპოვების პრობლემებს. მასთან ერთად ამერიკაში ჯევეტმა იშვიათი ლითონის ნიმუშიც ჩამოიტანა, რომელიც თავის სტუდენტებს აჩვენა. მოულოდნელად ჰოლმა ხმამაღლა გამოაცხადა: "ამ ლითონს ავიღებ!"

ექვსწლიანი შრომა გაგრძელდა. ჰოლი ცდილობდა ალუმინის მოპოვებას სხვადასხვა მეთოდით, მაგრამ უშედეგოდ. საბოლოოდ, მან სცადა ამ ლითონის ამოღება ელექტროლიზით. იმ დროს არ არსებობდა ელექტროსადგურები, დენი უნდა მიეღო ქვანახშირის, თუთიის, აზოტის და გოგირდის მჟავებისგან დამზადებული დიდი სახლის ბატარეების გამოყენებით. ჰოლი მუშაობდა ბეღელში, სადაც მან შექმნა პატარა ლაბორატორია. მას დაეხმარა მისი და ჯულია, რომელიც ძალიან დაინტერესებული იყო ძმის ექსპერიმენტებით. იგი ინახავდა მის ყველა წერილს და სამუშაო დღიურს, რომელიც ფაქტიურად დღითიდღე საშუალებას აძლევს აღმოჩენის ისტორიას თვალყური ადევნოს. გთავაზობთ ნაწყვეტს მისი მემუარებიდან:

ჩარლზი ყოველთვის კარგ ხასიათზე იყო და ყველაზე ცუდ დღეებშიც კი ახერხებდა სიცილს უიღბლო გამომგონებლების ბედზე. წარუმატებლობის დროს ის ნუგეშს პოულობდა ჩვენს ძველ ფორტეპიანოზე. საკუთარ სახლში ლაბორატორიაში მუშაობდა დიდხანს შესვენების გარეშე; და როცა ცოტა ხნით დატოვა გადასაღებ მოედანი, ჩვენს ლონდონში გაირბინა, რომ ცოტათი ეთამაშა... ვიცოდი, რომ ისეთი ხიბლითა და გრძნობით თამაშობდა, გამუდმებით თავის საქმეზე ფიქრობდა. და ამაში მას მუსიკა დაეხმარა.

ყველაზე რთული იყო ელექტროლიტის პოვნა და ალუმინის დაცვა დაჟანგვისგან. ექვსთვიანი დამღლელი შრომის შემდეგ, ჭურჭელში ვერცხლის რამდენიმე პატარა ბურთი საბოლოოდ გამოჩნდა. ჰოლი მაშინვე გაიქცა თავის ყოფილ მასწავლებელთან, რათა მოეხსენებინა მისი წარმატება. "პროფესორო, მივხვდი!" წამოიძახა მან და ხელი გაუწოდა: ხელის გულზე ათიოდე პატარა ალუმინის ბურთი ედო. ეს მოხდა 1886 წლის 23 თებერვალს. და ზუსტად ორი თვის შემდეგ, იმავე წლის 23 აპრილს, ფრანგმა პოლ ჰერომ აიღო პატენტი მსგავსი გამოგონებისთვის, რომელიც მან დამოუკიდებლად და თითქმის ერთდროულად გააკეთა (ორი სხვა დამთხვევა გასაოცარია: ორივე ჰოლი და ჰერო დაიბადნენ 1863 წელს და გარდაიცვალნენ 1914 წელს).

ახლა ჰოლის მიერ მოპოვებული ალუმინის პირველი ბურთები ინახება პიტსბურგის ამერიკულ ალუმინის კომპანიაში, როგორც ეროვნული რელიქვია, ხოლო მის კოლეჯში არის ჰოლის ძეგლი, ალუმინისგან ჩამოსხმული. ამის შემდეგ ჯევეტმა დაწერა: „ჩემი ყველაზე მნიშვნელოვანი აღმოჩენა იყო ადამიანის აღმოჩენა. ეს იყო ჩარლზ მ. ჰოლმა, რომელმაც 21 წლის ასაკში აღმოაჩინა მადნიდან ალუმინის ამოღების გზა და ამით ალუმინი შექმნა მშვენიერი ლითონი, რომელიც ახლა ფართოდ გამოიყენება მთელ მსოფლიოში. ჯევეტის წინასწარმეტყველება ახდა: ჰოლმა მიიღო ფართო აღიარება, გახდა მრავალი სამეცნიერო საზოგადოების საპატიო წევრი. მაგრამ მისი პირადი ცხოვრება ჩაიშალა: პატარძალს არ სურდა შეეგუა იმ ფაქტს, რომ მისი საქმრო მთელ დროს ატარებს ლაბორატორიაში და შეწყვიტა ნიშნობა. ჰოლმა ნუგეში იპოვა მშობლიურ კოლეჯში, სადაც სიცოცხლის ბოლომდე მუშაობდა. როგორც ჩარლზის ძმა წერდა, "კოლეჯი იყო მისი ცოლი და შვილები და ყველაფერი, მთელი მისი ცხოვრება". ჰოლმა კოლეჯს უანდერძა თავისი მემკვიდრეობის უმეტესი ნაწილი – 5 მილიონი დოლარი.ჰოლი ლეიკემიით გარდაიცვალა 51 წლის ასაკში.

ჰოლის მეთოდით შესაძლებელი გახდა შედარებით იაფად ალუმინის მიღება ელექტროენერგიის გამოყენებით ფართო მასშტაბით. თუ 1855 წლიდან 1890 წლამდე მიიღეს მხოლოდ 200 ტონა ალუმინი, მაშინ მომდევნო ათწლეულის განმავლობაში, ჰოლის მეთოდით, მთელ მსოფლიოში მიიღეს 28000 ტონა ეს ლითონი! 1930 წლისთვის ალუმინის მსოფლიო წლიურმა წარმოებამ 300000 ტონას მიაღწია. ახლა ყოველწლიურად 15 მილიონ ტონაზე მეტი ალუმინი იწარმოება. სპეციალურ აბანოებში 960–970 ° C ტემპერატურაზე ალუმინის ხსნარი (ტექნიკური Al 2 O 3) ექვემდებარება ელექტროლიზს მდნარ კრიოლიტში Na 3 AlF 6, რომელიც ნაწილობრივ მოპოვებულია მინერალის სახით, ნაწილობრივ კი სპეციალურად. სინთეზირებული. თხევადი ალუმინი გროვდება აბაზანის ბოლოში (კათოდი), ჟანგბადი გამოიყოფა ნახშირბადის ანოდებზე, რომლებიც თანდათან იწვება. დაბალი ძაბვის დროს (დაახლოებით 4,5 ვ), ელექტროლიზატორები მოიხმარენ უზარმაზარ დენებს - 250000 ა-მდე! ერთი დღის განმავლობაში, ერთი ელექტროლიზატორი აწარმოებს დაახლოებით ტონა ალუმინს. წარმოებას დიდი რაოდენობით ელექტროენერგია სჭირდება: 1 ტონა ლითონის წარმოებისთვის იხარჯება 15000 კილოვატ/საათ ელექტროენერგია. ამ რაოდენობის ელექტროენერგია მთელი თვე მოიხმარს დიდ 150-ბინიან კორპუსს. ალუმინის წარმოება ეკოლოგიურად საშიშია, რადგან ატმოსფერული ჰაერი დაბინძურებულია აქროლადი ფტორის ნაერთებით.

ალუმინის გამოყენება.

დ.ი.მენდელეევიც კი წერდა, რომ "ლითონის ალუმინი, რომელსაც აქვს დიდი სიმსუბუქე და სიმტკიცე და ჰაერის დაბალი ცვალებადობა, ძალიან შესაფერისია ზოგიერთი პროდუქტისთვის". ალუმინი ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული და იაფი ლითონია. მის გარეშე ძნელი წარმოსადგენია თანამედროვე ცხოვრება. გასაკვირი არ არის, რომ ალუმინს მე-20 საუკუნის ლითონს უწოდებენ. იგი კარგად ერგება დამუშავებას: გაყალბებას, ჭედურობას, გადახვევას, ხაზვას, დაჭერას. სუფთა ალუმინი საკმაოდ რბილი ლითონია; გამოიყენება ელექტროსადენების, კონსტრუქციული ნაწილების, საკვები ფოლგის, სამზარეულოს ჭურჭლისა და „ვერცხლის“ საღებავის დასამზადებლად. ეს ლამაზი და მსუბუქი ლითონი ფართოდ გამოიყენება სამშენებლო და საავიაციო ტექნოლოგიაში. ალუმინი ძალიან კარგად ირეკლავს სინათლეს. ამიტომ, იგი გამოიყენება სარკეების დასამზადებლად - ვაკუუმში ლითონის დეპონირებით.

თვითმფრინავებსა და მექანიკურ ინჟინერიაში, სამშენებლო კონსტრუქციების წარმოებაში, გამოიყენება ბევრად უფრო მყარი ალუმინის შენადნობები. ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი არის ალუმინის შენადნობი სპილენძთან და მაგნიუმთან (duralumin, ან უბრალოდ "duralumin"; სახელწოდება მოდის გერმანიის ქალაქ დიურენიდან). ეს შენადნობი, გამკვრივების შემდეგ, იძენს განსაკუთრებულ სიმტკიცეს და ხდება დაახლოებით 7-ჯერ უფრო ძლიერი ვიდრე სუფთა ალუმინი. ამავე დროს, ის თითქმის სამჯერ მსუბუქია რკინაზე. იგი მიიღება ალუმინის შენადნობით სპილენძის, მაგნიუმის, მანგანუმის, სილიციუმის და რკინის მცირე დანამატებით. სილუმინები ფართოდ არის გავრცელებული - ალუმინის შენადნობების ჩამოსხმა სილიკონით. ასევე იწარმოება მაღალი სიმტკიცის, კრიოგენული (ყინვაგამძლე) და სითბოს მდგრადი შენადნობები. დამცავი და დეკორატიული საფარი ადვილად გამოიყენება ალუმინის შენადნობებისგან დამზადებულ პროდუქტებზე. ალუმინის შენადნობების სიმსუბუქე და სიმტკიცე განსაკუთრებით სასარგებლო იყო საავიაციო ტექნოლოგიაში. მაგალითად, ვერტმფრენის პროპელერები მზადდება ალუმინის, მაგნიუმის და სილიკონის შენადნობისგან. შედარებით იაფი ალუმინის ბრინჯაო (11%-მდე Al) აქვს მაღალი მექანიკური თვისებები, სტაბილურია ზღვის წყალში და განზავებულ მარილმჟავაშიც კი. ალუმინის ბრინჯაოსგან სსრკ-ში 1926 წლიდან 1957 წლამდე მონეტები იჭრებოდა 1, 2, 3 და 5 კაპიკების ნომინალებში.

ამჟამად, მთელი ალუმინის მეოთხედი გამოიყენება სამშენებლო საჭიროებებისთვის, იგივე რაოდენობა მოიხმარს სატრანსპორტო ინჟინერიას, დაახლოებით 17% იხარჯება შესაფუთ მასალებზე და ქილაებზე, 10% - ელექტროტექნიკაში.

ალუმინი ასევე შეიცავს ბევრ აალებადი და ფეთქებადი ნარევს. ალუმოტოლი, ტრინიტროტოლუენის ჩამოსხმული ნარევი ალუმინის ფხვნილით, არის ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი სამრეწველო ასაფეთქებელი ნივთიერება. ამონიალი არის ფეთქებადი ნივთიერება, რომელიც შედგება ამონიუმის ნიტრატის, ტრინიტროტოლუენისა და ალუმინის ფხვნილისგან. ცეცხლგამჩენი კომპოზიციები შეიცავს ალუმინს და ჟანგვის საშუალებას - ნიტრატს, პექლორატს. პიროტექნიკური კომპოზიციები "ზვეზდოჩკა" ასევე შეიცავს ალუმინის ფხვნილს.

ალუმინის ფხვნილის ნარევი ლითონის ოქსიდებთან (თერმიტი) გამოიყენება გარკვეული ლითონებისა და შენადნობების მოსაპოვებლად, რელსების შესადუღებლად, ცეცხლგამძლე საბრძოლო მასალებში.

ალუმინს ასევე ჰპოვა პრაქტიკული გამოყენება, როგორც სარაკეტო საწვავი. 1 კგ ალუმინის სრული წვისთვის საჭიროა თითქმის ოთხჯერ ნაკლები ჟანგბადი, ვიდრე 1 კგ ნავთი. გარდა ამისა, ალუმინის დაჟანგვა შესაძლებელია არა მხოლოდ თავისუფალი ჟანგბადით, არამედ შეკრული ჟანგბადით, რომელიც წყლის ან ნახშირორჟანგის ნაწილია. წყალში ალუმინის „წვის“ დროს 1 კგ პროდუქტზე გამოიყოფა 8800 კჯ; ეს 1,8-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე მეტალი სუფთა ჟანგბადში წვისას, მაგრამ 1,3-ჯერ მეტია, ვიდრე ჰაერში წვისას. ეს ნიშნავს, რომ ჩვეულებრივი წყალი შეიძლება გამოყენებულ იქნას საშიში და ძვირადღირებული ნაერთების ნაცვლად, როგორც ასეთი საწვავის ჟანგვის აგენტი. ალუმინის საწვავად გამოყენების იდეა ჯერ კიდევ 1924 წელს შემოგვთავაზა რუსმა მეცნიერმა და გამომგონებელმა F.A. Zander-მა. მისი გეგმის მიხედვით, კოსმოსური ხომალდის ალუმინის ელემენტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას დამატებით საწვავად. ეს თამამი პროექტი ჯერ პრაქტიკულად არ განხორციელებულა, მაგრამ ამჟამად ცნობილი მყარი სარაკეტო ძრავების უმეტესობა შეიცავს ალუმინის ლითონს წვრილად დაყოფილი ფხვნილის სახით. საწვავში 15% ალუმინის დამატებას შეუძლია წვის პროდუქტების ტემპერატურა აწიოს ათასი გრადუსით (2200-დან 3200 კ-მდე); საგრძნობლად იზრდება ძრავის საქშენიდან წვის პროდუქტების გამონაბოლქვის სიჩქარე - ენერგიის მთავარი მაჩვენებელი, რომელიც განსაზღვრავს რაკეტის საწვავის ეფექტურობას. ამ მხრივ, მხოლოდ ლითიუმს, ბერილიუმს და მაგნიუმს შეუძლიათ კონკურენცია გაუწიონ ალუმინს, მაგრამ ისინი ყველა ბევრად უფრო ძვირია ვიდრე ალუმინი.

ასევე ფართოდ გამოიყენება ალუმინის ნაერთები. ალუმინის ოქსიდი არის ცეცხლგამძლე და აბრაზიული (ზურმუხტისფერი) მასალა, ნედლეული კერამიკის წარმოებისთვის. მისგან ასევე მზადდება ლაზერული მასალები, საათის საკისრები, საიუველირო ქვები (ხელოვნური ლალები). კალცინირებული ალუმინის ოქსიდი არის ადსორბენტი გაზებისა და სითხეების გასაწმენდად და კატალიზატორი რიგი ორგანული რეაქციებისთვის. უწყლო ალუმინის ქლორიდი არის კატალიზატორი ორგანულ სინთეზში (ფრიდელ-კრაფტის რეაქცია), საწყისი მასალა მაღალი სისუფთავის ალუმინის მისაღებად. ალუმინის სულფატი გამოიყენება წყლის გასაწმენდად; მასში შემავალ კალციუმის ბიკარბონატთან რეაქციაში:

Al 2 (SO 4) 3 + 3Ca (HCO 3) 2 ® 2AlO (OH) + 3CaSO 4 + 6CO 2 + 2H 2 O, ქმნის ოქსიდ-ჰიდროქსიდის ფანტელებს, რომლებიც დნება, იჭერს და ასევე სორბირდება ზედაპირზე მდებარე ზედაპირზე. წყლის შეჩერებული მინარევები და მიკროორგანიზმებიც კი. გარდა ამისა, ალუმინის სულფატი გამოიყენება ქსოვილების შეღებვის, ტყავის გარუჯვის, ხის შესანარჩუნებლად და ქაღალდის ზომის შესაღებად. კალციუმის ალუმინატი არის შემკვრელების კომპონენტი, მათ შორის პორტლანდ ცემენტი. იტრიუმის ალუმინის ბროწეული (YAG) YAlO 3 არის ლაზერული მასალა. ალუმინის ნიტრიდი არის ცეცხლგამძლე მასალა ელექტრო ღუმელებისთვის. სინთეზური ცეოლიტები (ისინი მიეკუთვნებიან ალუმინოსილიკატებს) არის ადსორბენტები ქრომატოგრაფიაში და კატალიზატორებში. ორგანოალუმინის ნაერთები (მაგალითად, ტრიეთილაუმინი) არის Ziegler-Natta კატალიზატორების კომპონენტები, რომლებიც გამოიყენება პოლიმერების, მათ შორის მაღალი ხარისხის სინთეზური რეზინის სინთეზისთვის.

ილია ლენსონი

ლიტერატურა:

ტიხონოვი ვ.ნ. ალუმინის ანალიტიკური ქიმია. მ., „მეცნიერება“, 1971 წ
ქიმიური ელემენტების პოპულარული ბიბლიოთეკა. მ., „მეცნიერება“, 1983 წ
კრეიგ ნ. ჩარლზ მარტინ ჰოლი და მისი მეტალი. J.Chem.Educ. 1986, ტ. 63, No7
კუმარ ვ., მილევსკი ლ. ჩარლზ მარტინ ჰოლი და ალუმინის დიდი რევოლუცია. J.Chem.Educ., 1987, ტ. 64, No8