• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Лекція № 5

Тема: Алюміній як хімічний елемент і проста речовини. Залізо. Їх фізичні та хімічні властивості. Способи добування та застосування.

План

1.Положення Алюмінію в періодичній системі і будова його атома.

2. Фізичні та хімічні властивості алюмінію.Амфотерні властивості.

3. Положення Феруму в періодичній системі і будова його атома.

4. Фізичні та хімічні властивості заліза.

5. Застосування алюмінію та заліза.

Алюміній.

Хімічний символ елемента Алюмінію — Al.
Відносна атомна маса, А_г(Al) = 27.
Валентність Алюмінію в сполуках — ІІІ.
Хімічна формула простої речовини алюмінію — Al.
Відносна формульна маса алюмінію, М_г(Al) = 27.

Алюміній як хімічний елемент.

Назва алюмінію походить від латинського слова alumen (aluminis) – галун, назва подвійної солі K₂SO₄*Al₂(SO₄)₃, до складу якої входить Алюміній. Алюміній – хімічний елемент ІІІА групи. Згідно з місцем Алюмінію в періодичній системі на зовнішньому енергетичному рівні його атома містяться три валентні електрони, електронна конфігурація яких 3s²3p¹. Алюміній – металічний р-елемент. У хімічних реакціях атоми Алюмінію легко втрачають три електрони і перетворюються на тризарядні катіони:

Al⁰ - 3ệ → Al³⁺

У сполуках завжди ступінь окиснення Алюмінію +3, валентність ІІІ.Його оксид і гідроксид є амфотерними, тобто залежно від реагентів можуть виявляти як основні, так і кислотні властивості.

Поширеність у природі.

Алюміній – третій елемент за поширенням у природі після Оксигену та Силіцію: його атомна частка в земній корі становить 6,4%. Трапляється завжди в складі сполук, переважно алюмосилікатів.

Біологічна роль. Алюміній разом із Силіцієм та Оксигеном є основою неорганічного світу, у невеликій кількості трапляється в живих організмах: 50 – 140 г у людини масою 70 кг. Розподіляється у всіх тканинах й органах: серці, легенях, мозку, трубчастих кістках, волоссі тощо; впливає на активність деяких ферментів. Його надлишок, запобігаючи надходженню до кісток Фосфору, спричиняє так званий алюмінієвий рахіт кісток.

Алюміній як проста речовина.

Сріблясто-білий метал, досить легкоплавкий (t_пл = 660*С), дуже легкий (ρ=2,7г/см³), але твердий (твердість 2,5). Має високу електропровідність, однак постувається в цьому міді. Надзвичайно пластичний ( прокатується у фольгу завтовшки до 0,01 мм, витягується в тонкий дріт, відливається; утворює сплави.

Хімічні властивості Алюмінію.

Належить до хімічно активних металів. Як активний метал реагує з неметалами, водою, кислотами. Неметалічний характер його властивостей виявляється в реакціях з лугами. У всіх реакціях виконує роль відновника.

Взаємодія з неметалами.

Алюміній легко реагує з неметалами (галогенами, киснем, сіркою, азотом, вуглецем), особливо в порошкоподібному стані. Утворюються відповідно оксид, галогеніди, нітрид, карбід. Для початку реакцій необхідне попереднє нагрівання за винятком реакцій з галогенами.

O₂ Al₂O₃

Cl₂ AlCl₃

Al 3S Al₂S₃

N₂ AlN

3C

Al₄C₃

Взаємодія з оксидами металічних елементів. Алюміній взаємодіє з оксидами більшості металічних елементів, навіть лужних:

2Al + 3K₂O = Al₂O₃ + 6K

8Al + 3Fe₃O₄ = 4Al₂O₃ + 9Fe

Cуміш порошкоподібних алюмінію та оксиду металічного елемента називається термітом (від грец. терме – теплота), а спосіб добування металів – алюмотермією. Цим способом добувають хром, манган, титан тощо.

Взаємодія з кислотами.

За стандартних умов алюміній взаємодіє з кислотами – хлоридною і розбавленою сульфатною, відновлюючи Гідроген й утворюючи солі:

2Al + 6НCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

2Al + 3Н₂SО₄=Al₂(SО₄)₃ + 3H₂↑

Варто памятати, що концентрована сульфатна і будь-якої концентрації нітратна кислота на холоді пасивують алюміній: під дією цих кислот збільшується товщина оксидної плівки, і метал не взаємодіє з ними. Ось чому ці кислоти можна зберігати і перевозити в алюмінієвих цистернах.

Однак при нагріванні реакції відбуваються:

Al + 6HNO_3(конц.) = Al(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O

8Al + 15H₂SO_4(конц) = 4Al₂(SO₄)₃ + 3Н₂S↑+ 12H₂O

Взаємодія з водою.

Алюміній стійкий до дії води, навіть киплячої, завдяки оксидній плівці на його поверхні. Якщо цю плівку зруйнувати, то алюміній активно взаємодіятиме з водою з виділенням водню.

2Al + 6H₂O = 2 Al(OH)₃↓ + 3H₂↑

Амфотерні властивості – взаємодія з лугами:

2Al + 2 NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑

утворилася комплексна сіль натрій тетрагідроксоалюмінат. Ця властивість підтверджує амфотерність алюмінію.

Застосування алюмінію.

Основна маса алюмінію йде на виготовлення алюмінієвих сплавів: дюралюміній, силумін для авіаційної та космічної техніки, водного і наземного транспорту. З алюмінію виготовляють електричні дроти, освітлювальні ракети, посуд, застосовують для добування металів. Порошок алюмінію є пігментом для фарби («сріблянки»), яка захищає залізо від корозії. Алюмінієву фольгу використовують у радіотехніці для виготовлення конденсаторів, як обгортковий матеріал – у харчовій промисловості.

Ферум.

Хімічний символ елемента Феруму — Fе.
Відносна атомна маса, А_г(Fе) = 56.
Валентність Феруму в сполуках — 2 і 3.
Хімічна формула простої речовини заліза — Fе.
Відносна формульна маса заліза, М_г(Fе) = 56.

Історична довідка. Поки що не вдалося з'ясувати, коли, як і де вперше почали добувати залізо. Перші зразки заліза, що потрапили до рук людини, були не земного, космічного походження. Це засвідчує той факт, що стародавні мешканці Гренландії, які не мали жодної уяви про залізну руду, користувалися виробами із заліза. Алхіміки позначали елемент Ферум у вигляді списа й щита — характерних атрибутів бога війни Марса. Минуло сотні й тисячі років, перш ніж людина навчилася добувати залізо з руди. З того часу почалася епоха заліза, що триває й досі.

Ферум – металічний елемент побічної підгрупи VІІІ групи 4 періоду періодичної системи хімічних елементів. Він є представником d-елементів. На зовнішньому енергетичному рівні атома Феруму знаходиться два s-електрони, а на передзовнішньому енергетичному рівні відбувається заповнення d-підрівня. У своїх сполуках Ферум здатен проявляти ступені окиснення +2 та +3.

Будова атома:

Електронна формула атома Феруму 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s². Ферум достатньо активний металічний елемент, що й зумовило його поширеність у природі переважно у вигляді сполук.

Читайте також:

1. Вид заняття: лекція
2. Вид заняття: лекція
3. Вид заняття: лекція
4. Вид заняття: лекція
5. Вид заняття: лекція
6. Вступна лекція
7. Вступна лекція 1. Методологічні аспекти технічного регулювання у
8. Клітинна селекція рослин.
9. Колекція фонограм з голосами осіб, які анонімно повідомляли про загрозу вибуху
10. ЛЕКЦІЯ (4): Мануфактурний період світової економіки
11. Лекція (№8)
12. Лекція - Геополітика держави на міжнародній арені

Переглядів: 1288