रसायन शास्त्र में एल्युमिनियम की वर्तनी कैसे लिखी जाती है? एल्युमिनियम: रासायनिक और भौतिक गुण

पोटेशियम फिटकरी प्राप्त करना

अल्युमीनियम(अव्य। एल्युमिनियम), - आवर्त सारणी में एल्युमीनियम तीसरे आवर्त में, तीसरे समूह के मुख्य उपसमूह में है। कोर चार्ज +13। परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1. धातु परमाणु त्रिज्या 0.143 एनएम है, सहसंयोजक 0.126 एनएम है, अल 3+ आयन का पारंपरिक त्रिज्या 0.057 एनएम है। आयनीकरण ऊर्जा अल - अल + 5.99 ईवी।

एल्यूमीनियम परमाणु की सबसे विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्था +3 है। एक नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था दुर्लभ है। परमाणु की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत में मुक्त d-उप-स्तर होते हैं। इसके कारण, यौगिकों में इसकी समन्वय संख्या न केवल 4 (AlCl 4-, AlH 4-, aluminosilicates) के बराबर हो सकती है, बल्कि 6 (Al 2 O 3, 3+) भी हो सकती है।

ऐतिहासिक संदर्भ... एल्युमिनियम नाम लैट से आया है। एल्यूमेन - 500 ईसा पूर्व के रूप में। एल्युमिनियम फिटकरी कहा जाता है, जिसका उपयोग कपड़ों की रंगाई और चमड़े को कम करने के लिए एक मोर्डेंट के रूप में किया जाता था। 1825 में डेनिश वैज्ञानिक एच. के. ओर्स्टेड ने निर्जल AlCl 3 पर पोटेशियम अमलगम के साथ अभिनय किया और फिर पारा को आसवन करके अपेक्षाकृत शुद्ध एल्यूमीनियम प्राप्त किया। एल्यूमीनियम के उत्पादन के लिए पहली औद्योगिक विधि 1854 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ ए.ई. सेंट-क्लेयर डेविल: इस विधि में धातु सोडियम के साथ डबल एल्यूमीनियम क्लोराइड और सोडियम Na 3 AlCl 6 की कमी शामिल थी। चांदी के रंग के समान, एल्युमिनियम पहले बहुत महंगा था। 1855 से 1890 तक, केवल 200 टन एल्युमीनियम का उत्पादन किया गया था। क्रायोलाइट-एल्यूमिना पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा एल्यूमीनियम प्राप्त करने की आधुनिक विधि 1886 में एक साथ और स्वतंत्र रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका में चार्ल्स हॉल और फ्रांस में पी। हेरोक्स द्वारा विकसित की गई थी।

प्रकृति में होना

एल्युमिनियम पृथ्वी की पपड़ी में सबसे प्रचुर धातु है। यह 5.5-6.6 mol के लिए जिम्मेदार है। शेयर% या 8 wt.%। इसका मुख्य द्रव्यमान एल्युमिनोसिलिकेट्स में केंद्रित है। मिट्टी उनके द्वारा बनाई गई चट्टानों के विनाश का एक अत्यंत सामान्य उत्पाद है, जिसकी मुख्य संरचना अल 2 ओ 3 के सूत्र से मेल खाती है। २एसआईओ २. 2H 2 O. एल्यूमीनियम खोजने के अन्य प्राकृतिक रूपों में, बॉक्साइट Al 2 O 3 का सबसे बड़ा महत्व है। एक्सएच 2 ओ और खनिज कोरन्डम अल 2 ओ 3 और क्रायोलाइट एएलएफ 3। 3एनएएफ।

प्राप्त

वर्तमान में, उद्योग में, एल्युमिना अल 2 ओ 3 के घोल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा पिघला हुआ क्रायोलाइट में प्राप्त किया जाता है। अल २ ओ ३ पर्याप्त रूप से शुद्ध होना चाहिए, क्योंकि अशुद्धियों को गलाने वाले एल्यूमीनियम से बड़ी मुश्किल से हटाया जाता है। अल 2 ओ 3 का पिघलने का तापमान लगभग 2050 डिग्री सेल्सियस है, और क्रायोलाइट का 1100 डिग्री सेल्सियस है। क्रायोलाइट और अल 2 ओ 3 का पिघला हुआ मिश्रण इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन होता है, जिसमें लगभग 10 wt.% Al 2 O 3 होता है, जो 960 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है और इसमें विद्युत चालकता, घनत्व और चिपचिपाहट होती है, जो प्रक्रिया के लिए सबसे अनुकूल है। AlF 3, CaF 2 और MgF 2 के योग से 950 ° C पर इलेक्ट्रोलिसिस संभव है।

एल्यूमीनियम को गलाने के लिए एक इलेक्ट्रोलाइज़र एक लोहे का आवरण होता है जो अंदर से आग रोक ईंटों के साथ पंक्तिबद्ध होता है। इसका तल (नीचे), संपीड़ित कोयले के ब्लॉकों से एकत्र किया जाता है, कैथोड के रूप में कार्य करता है। एनोड शीर्ष पर स्थित होते हैं: ये कोयले के ब्रिकेट से भरे एल्यूमीनियम फ्रेम होते हैं।

अल 2 ओ 3 = अल 3+ + अलओ 3 3-

कैथोड पर तरल एल्युमिनियम निकलता है:

अल 3+ + 3е - = अली

एल्युमिनियम को भट्ठी के तल पर एकत्र किया जाता है, जहां से इसे समय-समय पर टैप किया जाता है। एनोड पर ऑक्सीजन निकलती है:

4AlO 3 3- - 12е - = 2Al 2 O 3 + 3O 2

ऑक्सीजन ग्रेफाइट को कार्बन ऑक्साइड में ऑक्सीकृत करती है। जैसे ही कार्बन जलता है, एनोड बढ़ता है।

इसके अलावा, एल्यूमीनियम का उपयोग कई मिश्र धातुओं को गर्मी प्रतिरोध देने के लिए मिश्र धातु के अतिरिक्त के रूप में किया जाता है।

एल्यूमीनियम के भौतिक गुण... एल्युमीनियम गुणों के एक बहुत ही मूल्यवान सेट को जोड़ती है: कम घनत्व, उच्च तापीय और विद्युत चालकता, उच्च प्लास्टिसिटी और अच्छा संक्षारण प्रतिरोध। यह आसानी से फोर्जिंग, स्टैम्पिंग, रोलिंग, ड्राइंग के लिए उधार देता है। एल्युमीनियम को गैस, प्रतिरोध और अन्य प्रकार की वेल्डिंग द्वारा अच्छी तरह से वेल्ड किया जाता है। एल्युमिनियम की जाली एक = 4.0413 के पैरामीटर के साथ घन फलक-केंद्रित है। एल्यूमीनियम के गुण, सभी धातुओं की तरह, इसलिए डिग्री इसकी शुद्धता पर निर्भर करती है। उच्च शुद्धता एल्यूमीनियम (99.996%) के गुण: घनत्व (20 डिग्री सेल्सियस पर) 2698.9 किग्रा / मी 3; टी पीएल 660.24 डिग्री सेल्सियस; टी गठरी लगभग 2500 ° ; थर्मल विस्तार गुणांक (20 ° से 100 ° तक) 23.86 · 10 -6; तापीय चालकता (१९० डिग्री सेल्सियस पर) ३४३ डब्ल्यू / एमके, विशिष्ट गर्मी (१०० डिग्री सेल्सियस पर) ९३१.९८ जे / किग्राके। ; तांबे के संबंध में विद्युत चालकता (20 डिग्री सेल्सियस पर) 65.5%। एल्युमीनियम में कम ताकत (परम शक्ति 50-60 MN / m 2), कठोरता (Brinell के अनुसार 170 MN / m 2) और उच्च प्लास्टिसिटी (50% तक) होती है। कोल्ड रोलिंग के दौरान, एल्युमीनियम की तन्यता ताकत 115 MN / m 2 तक बढ़ जाती है, कठोरता - 270 MN / m 2 तक, बढ़ाव घटकर 5% (1 MN / m 2 और 0.1 kgf / mm 2) हो जाता है। एल्युमीनियम अत्यधिक पॉलिश, एनोडाइज्ड और उच्च परावर्तन होता है, चांदी के करीब (यह घटना प्रकाश ऊर्जा के 90% तक को दर्शाता है)। ऑक्सीजन के लिए एक उच्च आत्मीयता होने के कारण, एल्यूमीनियम एक पतली लेकिन बहुत मजबूत ऑक्साइड फिल्म अल 2 ओ 3 के साथ हवा में ढकी हुई है, जो धातु को आगे ऑक्सीकरण से बचाती है और इसकी उच्च एंटीकोर्सिव गुण प्रदान करती है। ऑक्साइड फिल्म की ताकत और इसका सुरक्षात्मक प्रभाव पारा, सोडियम, मैग्नीशियम, तांबा, आदि की अशुद्धियों की उपस्थिति में दृढ़ता से कम हो जाता है। एल्यूमीनियम वायुमंडलीय जंग, समुद्र और ताजे पानी के लिए प्रतिरोधी है, व्यावहारिक रूप से केंद्रित या अत्यधिक पतला नाइट्रिक के साथ बातचीत नहीं करता है। एसिड, कार्बनिक अम्ल, खाद्य उत्पादों के साथ।

रासायनिक गुण

जब बारीक पिसा हुआ एल्युमिनियम गर्म किया जाता है, तो यह हवा में तेजी से जलता है। सल्फर के साथ इसकी बातचीत इसी तरह आगे बढ़ती है। क्लोरीन और ब्रोमीन के साथ, यौगिक पहले से ही सामान्य तापमान पर होता है, आयोडीन के साथ - गर्म होने पर। बहुत अधिक तापमान पर, एल्यूमीनियम भी सीधे नाइट्रोजन और कार्बन के साथ जुड़ जाता है। इसके विपरीत, यह हाइड्रोजन के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है।

एल्युमिनियम पानी के लिए काफी प्रतिरोधी है। लेकिन अगर ऑक्साइड फिल्म का सुरक्षात्मक प्रभाव यंत्रवत् या समामेलन द्वारा हटा दिया जाता है, तो एक ऊर्जावान प्रतिक्रिया होती है:

दृढ़ता से पतला, साथ ही बहुत केंद्रित HNO3 और H2SO4 का एल्यूमीनियम (ठंड में) पर लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, जबकि इन एसिड की मध्यम सांद्रता में, यह धीरे-धीरे घुल जाता है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड के संबंध में शुद्ध एल्यूमीनियम काफी स्थिर है, लेकिन साधारण तकनीकी धातु इसमें घुल जाती है।

एल्यूमीनियम पर क्षार के जलीय घोल की क्रिया के तहत, ऑक्साइड की परत घुल जाती है, और एल्यूमिनेट्स बनते हैं - आयनों के हिस्से के रूप में एल्यूमीनियम युक्त लवण:

अल 2 ओ 3 + 2NaOH + 3H 2 ओ = 2Na

एल्युमिनियम, एक सुरक्षात्मक फिल्म से रहित, पानी के साथ बातचीत करता है, इससे हाइड्रोजन को विस्थापित करता है:

2Al + 6H 2 O = 2Al (OH) 3 + 3H 2

परिणामी एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड एक हाइड्रॉक्सोएल्यूमिनेट बनाने के लिए क्षार की अधिकता के साथ प्रतिक्रिया करता है:

अल (ओएच) 3 + NaOH = Na

क्षार के जलीय घोल में एल्युमिनियम के विघटन के लिए समग्र समीकरण:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

एल्युमिनियम उन लवणों के घोल में विशेष रूप से घुल जाता है, जिनके हाइड्रोलिसिस के कारण, एक अम्लीय या क्षारीय प्रतिक्रिया होती है, उदाहरण के लिए, Na 2 CO 3 के घोल में।

तनावों की श्रृंखला में, यह Mg और Zn के बीच स्थित होता है। इसके सभी स्थिर यौगिकों में, एल्युमीनियम त्रिसंयोजक है।

ऑक्सीजन के साथ एल्यूमीनियम का संयोजन गर्मी की जबरदस्त रिहाई (1676 kJ / mol Al 2 O 3) के साथ होता है, जो कई अन्य धातुओं की तुलना में बहुत अधिक है। इसे देखते हुए, जब संबंधित धातु के ऑक्साइड को एल्युमिनियम पाउडर के साथ गर्म किया जाता है, तो एक हिंसक प्रतिक्रिया होती है, जिससे ली गई ऑक्साइड से मुक्त धातु निकल जाती है। अल (एलुमोथर्मी) का उपयोग करके कमी की विधि का उपयोग अक्सर कई तत्वों (सीआर, एमएन, वी, डब्ल्यू, आदि) को एक मुक्त अवस्था में प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

कभी-कभी व्यक्तिगत स्टील भागों, विशेष रूप से, ट्रामवे रेल जोड़ों को वेल्डिंग करने के लिए एलुमोथर्मी का उपयोग किया जाता है। उपयोग किए गए मिश्रण ("दीमक") में आमतौर पर एल्यूमीनियम के महीन पाउडर और Fe 3 O 4 होते हैं। इसे अल और बाओ 2 के मिश्रण से बने फ्यूज से प्रज्वलित किया जाता है। मुख्य प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार होती है:

8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe + 3350 kJ

इसके अलावा, लगभग 3000 o C का तापमान विकसित होता है।

एल्युमिनियम ऑक्साइड एक सफेद, बहुत दुर्दम्य (mp 2050 o C) और पानी में अघुलनशील द्रव्यमान है। प्राकृतिक अल 2 ओ 3 (कोरंडम खनिज), साथ ही कृत्रिम रूप से प्राप्त और फिर दृढ़ता से कैलक्लाइंड, एसिड में उच्च कठोरता और अघुलनशीलता की विशेषता है। अल 2 ओ 3 (तथाकथित एल्यूमिना) को क्षार के साथ संलयन द्वारा घुलनशील अवस्था में परिवर्तित किया जा सकता है।

आमतौर पर, लोहे के ऑक्साइड से दूषित प्राकृतिक कोरन्डम, इसकी अत्यधिक कठोरता के कारण, पीसने वाले पहियों, पत्थरों आदि के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। बारीक कुचले हुए रूप में, इसे एमरी कहा जाता है, इसका उपयोग धातु की सतहों को साफ करने और सैंडपेपर बनाने के लिए किया जाता है। इसी उद्देश्य के लिए, अक्सर बॉक्साइट (तकनीकी नाम - अलंड) को फ्यूज करके प्राप्त किया जाता है, अल 2 ओ 3 का उपयोग किया जाता है।

कोरन्डम के पारदर्शी रंगीन क्रिस्टल - लाल माणिक - क्रोमियम का मिश्रण - और नीला नीलम - टाइटेनियम और लोहे का मिश्रण - कीमती पत्थर। उन्हें कृत्रिम रूप से भी प्राप्त किया जाता है और तकनीकी उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, सटीक उपकरणों के भागों के निर्माण के लिए, घड़ियों में पत्थर आदि। Cr 2 O 3 की एक छोटी अशुद्धता वाले माणिक के क्रिस्टल का उपयोग क्वांटम जनरेटर - लेज़रों के रूप में किया जाता है जो मोनोक्रोमैटिक विकिरण का एक निर्देशित बीम बनाते हैं।

पानी में अल 2 ओ 3 की अघुलनशीलता के कारण, इस ऑक्साइड के अनुरूप हाइड्रॉक्साइड अल (ओएच) 3 केवल अप्रत्यक्ष रूप से लवण से प्राप्त किया जा सकता है। हाइड्रॉक्साइड की तैयारी को निम्नलिखित योजना के रूप में दर्शाया जा सकता है। ओएच - आयनों के साथ क्षार की क्रिया के तहत, 3+ पानी के अणुओं को धीरे-धीरे एक्वाकोम्पलेक्स में बदल दिया जाता है:

3+ + ओएच - = 2+ + एच 2 ओ

2+ + ओएच - = + + एच 2 ओ

ओह - = 0 + एच 2 ओ

अल (ओएच) 3 एक विशाल जिलेटिनस सफेद अवक्षेप है, व्यावहारिक रूप से पानी में अघुलनशील है, लेकिन एसिड और मजबूत क्षार में आसानी से घुलनशील है। इसलिए इसका एक उभयधर्मी चरित्र है। हालांकि, इसके मूल और विशेष रूप से अम्लीय गुणों को कमजोर रूप से व्यक्त किया जाता है। NH 4 OH से अधिक, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड अघुलनशील है। निर्जलित हाइड्रॉक्साइड के रूपों में से एक, एलुमोगेल, का उपयोग प्रौद्योगिकी में एक सोखना के रूप में किया जाता है।

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

NaOH + अल (OH) 3 = Na

सबसे सक्रिय मोनोवैलेंट धातुओं के एलुमिनेट्स पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं, लेकिन मजबूत हाइड्रोलिसिस के कारण, उनके समाधान केवल क्षार की पर्याप्त अधिकता की उपस्थिति में स्थिर होते हैं। कमजोर आधारों से उत्पादित एलुमिनेट्स लगभग पूरी तरह से समाधान में हाइड्रोलाइज्ड होते हैं और इसलिए केवल सूखा प्राप्त किया जा सकता है (संबंधित धातुओं के ऑक्साइड के साथ अल 2 ओ 3 को मिलाकर)। मेटा-एल्यूमिनेट्स बनते हैं, जो उनकी संरचना में मेटा-एल्यूमीनियम एसिड HAlO2 से उत्पन्न होते हैं। उनमें से ज्यादातर पानी में अघुलनशील हैं।

Al (OH) 3 अम्लों के साथ लवण बनाता है। सबसे मजबूत एसिड के डेरिवेटिव पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं, लेकिन वे काफी हाइड्रोलाइज्ड होते हैं, और इसलिए उनके समाधान एक अम्लीय प्रतिक्रिया दिखाते हैं। एल्यूमीनियम और कमजोर एसिड के घुलनशील लवण और भी अधिक दृढ़ता से हाइड्रोलाइज्ड होते हैं। हाइड्रोलिसिस के कारण, सल्फाइड, कार्बोनेट, साइनाइड और कुछ अन्य एल्यूमीनियम लवण जलीय घोल से प्राप्त नहीं किए जा सकते हैं।

एक जलीय माध्यम में, अल 3+ आयन सीधे छह पानी के अणुओं से घिरा होता है। ऐसा हाइड्रेटेड आयन निम्नलिखित योजना के अनुसार कुछ हद तक अलग हो जाता है:

3+ + एच 2 ओ = 2+ + ओएच 3 +

इसका पृथक्करण स्थिरांक 1 है। 10 -5, यानी। यह एक कमजोर एसिड है (एसिटिक एसिड की ताकत के समान)। अल 3+ के छह पानी के अणुओं के अष्टफलकीय वातावरण को भी कई एल्यूमीनियम लवणों के क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स में बनाए रखा जाता है।

एल्युमिनोसिलिकेट्स को सिलिकेट्स के रूप में माना जा सकता है जिसमें सिलिकॉन-ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा SiO 4 4 के हिस्से को एल्युमिनो-ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा AlO 4 5- द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। भूपर्पटी। उनके मुख्य प्रतिनिधि खनिज हैं।

ऑर्थोक्लेज़ के 2 अल 2 सी 6 ओ 16 या के 2 ओ। अल २ ओ ३. 6SiO2

अल्बाइट ना 2 अल 2 सी 6 ओ 16 या ना 2 ओ। अल २ ओ ३. 6SiO2

एनोर्थाइट सीएएल 2 सी 2 ओ 8 या सीएओ। अल २ ओ ३. 2SiO2

अभ्रक समूह के खनिज बहुत आम हैं, उदाहरण के लिए मस्कोवाइट कल २ (अलसी ३ ओ १०) (ओएच) २। एल्यूमिना सोडा उत्पादों और सीमेंट को प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले खनिज नेफलाइन (ना, के) 2 का बहुत व्यावहारिक महत्व है। इस उत्पादन में निम्नलिखित ऑपरेशन शामिल हैं: ए) नेफलाइन और चूना पत्थर को ट्यूब भट्टियों में 1200 डिग्री सेल्सियस पर पाप किया जाता है:

(ना, के) 2 + 2CaCO 3 = 2CaSiO 3 + NaAlO 2 + KAlO 2 + 2CO 2

बी) परिणामी द्रव्यमान पानी के साथ लीच किया जाता है - सोडियम और पोटेशियम एलुमिनेट्स का एक घोल बनता है और CaSiO 3 कीचड़ बनता है:

NaAlO 2 + KAlO 2 + 4H 2 O = Na + K

ग) सिंटरिंग के दौरान बनने वाले CO2 को एल्युमिनेट विलयन से गुजारा जाता है:

Na + K + 2CO 2 = NaHCO 3 + KHCO 3 + 2Al (OH) 3

डी) अल (ओएच) 3 को गर्म करने से एल्यूमिना प्राप्त होता है:

2Al (OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

ई) मूल शराब के वाष्पीकरण द्वारा, सोडा और पोटेज जारी किया जाता है, और पहले प्राप्त कीचड़ का उपयोग सीमेंट के उत्पादन के लिए किया जाता है।

1 टन Al 2 O 3 के उत्पादन में 1 टन सोडा उत्पाद और 7.5 टन सीमेंट प्राप्त होता है।

कुछ एल्युमिनोसिलिकेट्स में एक ढीली संरचना होती है और वे आयन एक्सचेंज करने में सक्षम होते हैं। इस तरह के सिलिकेट - प्राकृतिक और विशेष रूप से कृत्रिम - का उपयोग पानी को नरम करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, उनकी अत्यधिक विकसित सतह के कारण, उन्हें उत्प्रेरक वाहक के रूप में उपयोग किया जाता है, अर्थात ई। उत्प्रेरक के साथ गर्भवती सामग्री के रूप में।

सामान्य परिस्थितियों में एल्युमिनियम हैलाइड रंगहीन क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं। एल्युमिनियम हैलाइड की श्रृंखला में, AlF3 अपने समकक्षों से गुणों में बहुत भिन्न होता है। यह दुर्दम्य है, पानी में थोड़ा घुलनशील, रासायनिक रूप से निष्क्रिय है। AlF 3 के उत्पादन की मुख्य विधि Al 2 O 3 या Al पर निर्जल HF की क्रिया पर आधारित है:

अल 2 ओ 3 + 6एचएफ = 2एएलएफ 3 + 3एच 2 ओ

क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन के साथ एल्यूमीनियम के यौगिक न केवल पानी में, बल्कि कई कार्बनिक सॉल्वैंट्स में भी कम पिघलने वाले, अत्यधिक प्रतिक्रियाशील और आसानी से घुलनशील होते हैं। पानी के साथ एल्युमिनियम हैलाइड की परस्पर क्रिया के साथ गर्मी का एक महत्वपूर्ण विमोचन होता है। एक जलीय घोल में, वे सभी अत्यधिक हाइड्रोलाइज्ड होते हैं, लेकिन गैर-धातुओं के विशिष्ट एसिड हलाइड्स के विपरीत, उनका हाइड्रोलिसिस अधूरा और प्रतिवर्ती होता है। सामान्य परिस्थितियों में पहले से ही स्पष्ट रूप से अस्थिर, AlCl 3, AlBr 3 और AlI 3 नम हवा में (हाइड्रोलिसिस के कारण) धूम्रपान करते हैं। उन्हें सरल पदार्थों की सीधी बातचीत द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

अपेक्षाकृत कम तापमान पर AlCl 3, AlBr 3 और AlI 3 के वाष्प घनत्व कम या ज्यादा सटीक रूप से दोहरे सूत्रों के अनुरूप होते हैं - अल 2 हाल 6। इन अणुओं की स्थानिक संरचना एक सामान्य किनारे के साथ दो टेट्राहेड्रा से मेल खाती है। प्रत्येक एल्यूमीनियम परमाणु चार हलोजन परमाणुओं से बंधा होता है, और प्रत्येक केंद्रीय हलोजन परमाणु दोनों एल्यूमीनियम परमाणुओं से बंधा होता है। केंद्रीय हलोजन परमाणु के दो बंधनों में से एक दाता-स्वीकर्ता है, जिसमें एल्यूमीनियम एक स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है।

कई मोनोवैलेंट धातुओं के हैलाइड लवण के साथ, एल्यूमीनियम हैलाइड जटिल यौगिक बनाते हैं, मुख्य रूप से एम 3 और एम (जहां हैल क्लोरीन, ब्रोमीन या आयोडीन है)। विचाराधीन हैलाइडों के लिए योगात्मक अभिक्रियाओं की प्रवृत्ति सामान्यतः प्रबल होती है। उत्प्रेरक (तेल शोधन और कार्बनिक संश्लेषण में) के रूप में AlCl 3 के सबसे महत्वपूर्ण तकनीकी अनुप्रयोग का यही कारण है।

फ्लोरोएलुमिनेट्स में से, ना 3 क्रायोलाइट का सबसे बड़ा अनुप्रयोग है (अल, एफ 2, एनामेल्स, ग्लास, आदि के उत्पादन के लिए)। कृत्रिम क्रायोलाइट का औद्योगिक उत्पादन हाइड्रोफ्लोरिक एसिड और सोडा के साथ एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के उपचार पर आधारित है:

2Al (OH) 3 + 12HF + 3Na 2 CO 3 = 2Na 3 + 3CO 2 + 9H 2 O

क्लोरो-, ब्रोमो- और आयोडोएल्यूमिनेट्स, एल्युमिनियम ट्राइहैलाइड्स को संबंधित धातु हैलाइड्स के साथ फ्यूज करके प्राप्त किया जाता है।

यद्यपि एल्युमिनियम हाइड्रोजन के साथ रासायनिक रूप से क्रिया नहीं करता है, एल्युमिनियम हाइड्राइड अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त किया जा सकता है। यह रचना का एक सफेद अनाकार द्रव्यमान (AlH 3) n है। हाइड्रोजन के विकास के साथ 105 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म करने पर विघटित हो जाता है।

जब एएलएच 3 एक ईथर समाधान में मूल हाइड्राइड के साथ बातचीत करता है, तो हाइड्रोल्यूमिनेट्स बनते हैं:

लीह + एएलएच 3 = ली

Hydridoaluminates सफेद ठोस होते हैं। वे पानी के साथ तेजी से विघटित होते हैं। वे शक्तिशाली पुनर्स्थापक हैं। उनका उपयोग (विशेषकर ली) कार्बनिक संश्लेषण में किया जाता है।

एल्यूमिनियम सल्फेट अल 2 (एसओ 4) 3. 18H2O एल्यूमिना या काओलिन पर गर्म सल्फ्यूरिक एसिड की क्रिया से प्राप्त होता है। इसका उपयोग जल शोधन के साथ-साथ कुछ प्रकार के कागज तैयार करने में किया जाता है।

पोटेशियम फिटकरी KAl (SO 4) 2. 12H 2 O का उपयोग चमड़े की टैनिंग के साथ-साथ सूती कपड़ों के लिए एक रंग के रूप में बड़ी मात्रा में किया जाता है। बाद के मामले में, फिटकरी की कार्रवाई इस तथ्य पर आधारित होती है कि उनके हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप बनने वाले एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड को कपड़े के तंतुओं में बारीक रूप से फैलाया जाता है और डाई को सोखकर, इसे मजबूती से पकड़ता है। फाइबर।

अन्य एल्यूमीनियम डेरिवेटिव में, इसके एसीटेट (अन्यथा - एसिटिक एसिड नमक) अल (सीएच 3 सीओओ) 3 का उल्लेख किया जाना चाहिए, जिसका उपयोग कपड़ों को रंगने में (मोर्डेंट के रूप में) और दवा (लोशन और कंप्रेस) में किया जाता है। एल्युमिनियम नाइट्रेट पानी में आसानी से घुलनशील है। एल्युमिनियम फॉस्फेट पानी और एसिटिक एसिड में अघुलनशील है, लेकिन मजबूत एसिड और क्षार में घुलनशील है।

शरीर में एल्युमिनियम... एल्युमिनियम जानवरों और पौधों के ऊतकों का हिस्सा है; स्तनधारी जानवरों के अंगों में 10 -3 से 10 -5% एल्यूमीनियम (कच्चा माल) पाया जाता है। एल्युमिनियम यकृत, अग्न्याशय और थायरॉयड ग्रंथियों में जमा हो जाता है। पादप उत्पादों में, एल्युमीनियम की मात्रा 4 मिलीग्राम प्रति 1 किलोग्राम शुष्क पदार्थ (आलू) से 46 मिलीग्राम (पीला शलजम) तक, पशु उत्पादों में - 4 मिलीग्राम (शहद) से लेकर 72 मिलीग्राम प्रति 1 किलोग्राम शुष्क पदार्थ (बीफ) तक होती है। . दैनिक मानव आहार में, एल्यूमीनियम सामग्री 35-40 मिलीग्राम तक पहुंच जाती है। ऐसे ज्ञात जीव हैं जो एल्यूमीनियम को केंद्रित करते हैं, उदाहरण के लिए, लाइकोपोडियासी, जिसमें राख में 5.3% तक एल्यूमीनियम होता है, मोलस्क (हेलिक्स और लिथोरिना), जिनकी राख में 0.2-0.8% एल्यूमीनियम होता है। फॉस्फेट के साथ अघुलनशील यौगिकों का निर्माण, एल्यूमीनियम पौधों के पोषण (जड़ों द्वारा फॉस्फेट का अवशोषण) और जानवरों (आंत में फॉस्फेट का अवशोषण) को बाधित करता है।

एल्युमिनियम जियोकेमिस्ट्री... एल्यूमीनियम की भू-रासायनिक विशेषताएं ऑक्सीजन के लिए इसकी उच्च आत्मीयता से निर्धारित होती हैं (खनिजों में, एल्यूमीनियम ऑक्सीजन ऑक्टाहेड्रा और टेट्राहेड्रोन में शामिल है), निरंतर वैलेंस (3), और अधिकांश प्राकृतिक यौगिकों की खराब घुलनशीलता। मैग्मा के जमने और आग्नेय चट्टानों के निर्माण के दौरान अंतर्जात प्रक्रियाओं में, एल्युमिनियम फेल्डस्पार, माइक और अन्य खनिजों - एल्युमिनोसिलिकेट्स के क्रिस्टल जाली में प्रवेश करता है। जीवमंडल में, एल्युमीनियम एक कमजोर प्रवासी है, यह जीवों और जलमंडल में दुर्लभ है। आर्द्र जलवायु में, जहां प्रचुर मात्रा में वनस्पतियों के सड़ने से कई कार्बनिक अम्ल बनते हैं, एल्युमिनियम मिट्टी और पानी में ऑर्गेनोमिनल कोलाइडल यौगिकों के रूप में पलायन करता है; एल्युमिनियम कोलाइड द्वारा सोख लिया जाता है और मिट्टी के तल पर जमा कर दिया जाता है। सिलिकॉन के साथ एल्यूमीनियम का बंधन आंशिक रूप से टूट जाता है और उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में खनिजों का निर्माण होता है - एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड - बोहेमाइट, डायस्पोरा, हाइड्रार्जिलाइट। अधिकांश एल्युमिनियम एल्युमिनोसिलिकेट्स - काओलाइट, बीडेलाइट और अन्य मिट्टी के खनिजों में शामिल है। खराब गतिशीलता आर्द्र कटिबंधों के अपक्षय क्रस्ट में एल्यूमीनियम के अवशिष्ट संचय को निर्धारित करती है। नतीजतन, एलुवियल बॉक्साइट बनते हैं। पिछले भूवैज्ञानिक युगों में, झीलों और उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के समुद्र के तटीय क्षेत्र (उदाहरण के लिए, कजाकिस्तान के तलछटी बॉक्साइट) में भी बॉक्साइट जमा हुए थे। स्टेपीज़ और रेगिस्तानों में, जहाँ बहुत कम जीवित पदार्थ होते हैं, और पानी तटस्थ और क्षारीय होता है, एल्युमीनियम लगभग पलायन नहीं करता है। एल्यूमीनियम का सबसे जोरदार प्रवास ज्वालामुखी क्षेत्रों में होता है, जहां अत्यधिक अम्लीय नदी और एल्यूमीनियम से भरपूर भूमिगत जल देखा जाता है। उन जगहों पर जहां अम्लीय पानी क्षारीय के साथ चलते हैं - समुद्र वाले (नदी के मुहाने और अन्य पर), बॉक्साइट जमा के गठन के साथ एल्यूमीनियम जमा होता है।

एल्युमिनियम का अनुप्रयोग... एल्यूमीनियम के भौतिक, यांत्रिक और रासायनिक गुणों का संयोजन प्रौद्योगिकी के लगभग सभी क्षेत्रों में इसके व्यापक उपयोग को निर्धारित करता है, विशेष रूप से अन्य धातुओं के साथ इसके मिश्र धातुओं के रूप में। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, एल्यूमीनियम सफलतापूर्वक तांबे की जगह लेता है, विशेष रूप से बड़े कंडक्टरों के उत्पादन में, उदाहरण के लिए, ओवरहेड लाइनों, उच्च वोल्टेज केबल, स्विचगियर बसों, ट्रांसफार्मर (एल्यूमीनियम की विद्युत चालकता तांबे की विद्युत चालकता के 65.5% तक पहुंचती है, और यह तांबे की तुलना में तीन गुना हल्का है; समान चालकता प्रदान करने वाले क्रॉस सेक्शन के साथ, एल्यूमीनियम तारों का द्रव्यमान तांबे के तारों का आधा है)। अल्ट्राप्योर एल्युमिनियम का उपयोग विद्युत कैपेसिटर और रेक्टिफायर के उत्पादन में किया जाता है, जिसकी क्रिया केवल एक दिशा में विद्युत प्रवाह को पारित करने के लिए एल्यूमीनियम की ऑक्साइड फिल्म की क्षमता पर आधारित होती है। ज़ोन मेल्टिंग द्वारा शुद्ध किया गया अल्ट्राप्योर एल्युमिनियम, सेमीकंडक्टर उपकरणों के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले A III B V प्रकार के सेमीकंडक्टर यौगिकों के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है। शुद्ध एल्युमिनियम का उपयोग सभी प्रकार के दर्पण परावर्तकों के उत्पादन में किया जाता है। उच्च शुद्धता वाले एल्यूमीनियम का उपयोग धातु की सतहों को वायुमंडलीय क्षरण (क्लैडिंग, एल्यूमीनियम पेंट) से बचाने के लिए किया जाता है। इसके अपेक्षाकृत कम न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन के साथ, एल्यूमीनियम का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है।

बड़ी क्षमता वाले एल्यूमीनियम टैंक तरल गैसों (मीथेन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, आदि), नाइट्रिक और एसिटिक एसिड, शुद्ध पानी, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और खाद्य तेलों का भंडारण और परिवहन करते हैं। सभी प्रकार के घरेलू उत्पादों के उत्पादन के लिए खाद्य पैकेजिंग (पन्नी के रूप में) के लिए, खाद्य प्रसंस्करण उपकरण और उपकरण में एल्यूमीनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इमारतों, वास्तुशिल्प, परिवहन और खेल सुविधाओं की सजावट के लिए एल्यूमीनियम की खपत में नाटकीय रूप से वृद्धि हुई है।

धातु विज्ञान में, एल्यूमीनियम (इस पर आधारित मिश्र धातुओं के अलावा) Cu, Mg, Ti, Ni, Zn और Fe पर आधारित मिश्र धातुओं में सबसे आम मिश्र धातु में से एक है। एल्युमिनियम का उपयोग स्टील को मोल्ड में डालने से पहले उसे डीऑक्सीडाइज़ करने के लिए भी किया जाता है, साथ ही एल्युमिनोथर्मी की विधि द्वारा कुछ धातुओं को प्राप्त करने की प्रक्रियाओं में भी किया जाता है। एल्यूमीनियम के आधार पर, पाउडर धातु विज्ञान की विधि से, SAP (sintered एल्यूमीनियम पाउडर) बनाया गया है, जिसमें 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर उच्च गर्मी प्रतिरोध होता है।

एल्युमीनियम का उपयोग विस्फोटकों (अमोनल, एलुमोटोल) के उत्पादन में किया जाता है। विभिन्न एल्यूमीनियम यौगिकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

एल्युमीनियम का उत्पादन और खपत लगातार बढ़ रही है, विकास दर के मामले में स्टील, तांबा, सीसा, जस्ता के उत्पादन से काफी आगे निकल रहा है।

प्रयुक्त साहित्य की सूची

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पहली बार एल्युमीनियम 19वीं सदी की शुरुआत में ही प्राप्त हुआ था। भौतिक विज्ञानी हैंस ओर्स्टेड ने किया। उन्होंने पोटेशियम अमलगम, एल्युमिनियम क्लोराइड आदि के साथ अपना प्रयोग किया।

वैसे, इस चांदी की सामग्री का नाम लैटिन शब्द "फिटकरी" से आया है, क्योंकि यह उनसे है कि यह तत्व निकाला गया है।

फिटकिरी

फिटकरी एक प्राकृतिक धातु आधारित खनिज है जो सल्फ्यूरिक एसिड लवण को जोड़ती है।

इसे एक कीमती धातु माना जाता था और इसकी कीमत सोने से अधिक परिमाण के क्रम में होती थी। यह इस तथ्य से समझाया गया था कि धातु को अशुद्धियों से अलग करना मुश्किल था। इसलिए केवल अमीर और प्रभावशाली लोग ही एल्युमीनियम से बने गहने खरीद सकते थे।

जापानी एल्यूमीनियम सजावट

लेकिन 1886 में, चार्ल्स हॉल ने औद्योगिक पैमाने पर एल्यूमीनियम के निष्कर्षण के लिए एक विधि के साथ आया, जिसने इस धातु की लागत को नाटकीय रूप से कम कर दिया और इसे धातुकर्म उत्पादन में उपयोग करना संभव बना दिया। औद्योगिक विधि में क्रायोलाइट पिघल का इलेक्ट्रोलिसिस शामिल था जिसमें एल्यूमीनियम ऑक्साइड भंग हो गया था।

एल्युमिनियम एक बहुत ही लोकप्रिय धातु है, क्योंकि इससे बहुत सी चीजें बनाई जाती हैं जिनका उपयोग एक व्यक्ति अपने दैनिक जीवन में करता है।

एल्यूमीनियम का अनुप्रयोग

इसकी लचीलापन और हल्कापन, साथ ही जंग के प्रतिरोध के कारण, एल्यूमीनियम आधुनिक उद्योग में एक मूल्यवान धातु है। एल्युमीनियम का उपयोग न केवल रसोई के बर्तनों के लिए किया जाता है - इसका व्यापक रूप से ऑटो और विमान निर्माण में उपयोग किया जाता है।

इसके अलावा, एल्यूमीनियम सबसे सस्ती और किफायती सामग्रियों में से एक है, क्योंकि इसे अनिश्चित काल तक इस्तेमाल किया जा सकता है, अनावश्यक एल्यूमीनियम वस्तुओं, जैसे कि डिब्बे को पिघलाना।

एलुमिनियम कैन्स

धातु एल्यूमीनियम सुरक्षित है, लेकिन इसके यौगिकों का मनुष्यों और जानवरों (विशेष रूप से एल्यूमीनियम क्लोराइड, एसीटेट और सल्फेट) पर विषाक्त प्रभाव हो सकता है।

एल्यूमीनियम के भौतिक गुण

एल्युमिनियम एक काफी हल्की, चांदी की धातु है जो अधिकांश धातुओं, विशेषकर तांबे और सिलिकॉन के साथ मिश्र धातु बना सकती है। यह भी बहुत प्लास्टिक है, इसे आसानी से एक पतली प्लेट या पन्नी में बदल दिया जा सकता है। एल्युमिनियम का गलनांक 660°C तथा क्वथनांक 2470°C होता है।

एल्यूमीनियम के रासायनिक गुण

कमरे के तापमान पर, धातु को एल्यूमीनियम ऑक्साइड Al₂O₃ की एक मजबूत फिल्म के साथ कवर किया जाता है, जो इसे जंग से बचाता है।

ऑक्साइड फिल्म की रक्षा करने के कारण एल्यूमीनियम व्यावहारिक रूप से ऑक्सीडेंट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। हालांकि, धातु को सक्रिय कम करने वाले गुण दिखाने के लिए इसे आसानी से नष्ट किया जा सकता है। एल्युमिनियम की ऑक्साइड फिल्म को क्षार, अम्ल के घोल या पिघल कर या मरकरी क्लोराइड की मदद से नष्ट करना संभव है।

अपने घटते गुणों के कारण, एल्यूमीनियम ने उद्योग में आवेदन पाया है - अन्य धातुओं के उत्पादन के लिए। इस प्रक्रिया को एल्युमोथर्मी कहते हैं। एल्युमिनियम का यह गुण अन्य धातुओं के ऑक्साइड के साथ अंतःक्रिया में होता है।

आयरन (III) ऑक्साइड के साथ एलुमोथर्मिक प्रतिक्रिया

उदाहरण के लिए, क्रोमियम ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया पर विचार करें:

Cr₂O₃ + Al = Al₂O₃ + Cr।

एल्युमिनियम सरल पदार्थों के साथ अच्छी तरह से प्रतिक्रिया करता है। उदाहरण के लिए, हैलोजन (फ्लोरीन के अपवाद के साथ) के साथ, एल्यूमीनियम एल्यूमीनियम आयोडाइड, क्लोराइड या ब्रोमाइड बना सकता है:

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

अन्य गैर-धातुओं जैसे फ्लोरीन, सल्फर, नाइट्रोजन, कार्बन आदि के साथ। एल्युमिनियम केवल गर्म होने पर ही प्रतिक्रिया कर सकता है।

इसके अलावा, चांदी धातु जटिल रसायनों के साथ प्रतिक्रिया करती है। उदाहरण के लिए, क्षार के साथ, यह एलुमिनेट्स बनाता है, यानी जटिल यौगिक जो कागज और कपड़ा उद्योगों में सक्रिय रूप से उपयोग किए जाते हैं। इसके अलावा, यह एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के रूप में प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है

अल (ओएच) + NaOH = ना),

और धातु एल्यूमीनियम या एल्यूमीनियम ऑक्साइड:

2Al + 2NaOH + 6Н₂О = 2Na + ।

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na

आक्रामक एसिड (उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक और हाइड्रोक्लोरिक) के साथ, एल्यूमीनियम बिना प्रज्वलन के काफी शांति से प्रतिक्रिया करता है।

यदि धातु का एक टुकड़ा हाइड्रोक्लोरिक एसिड में डूबा हुआ है, तो धीमी प्रतिक्रिया होगी - पहले ऑक्साइड फिल्म घुल जाएगी - लेकिन फिर यह तेज हो जाएगी। एल्युमिनियम पारा के निकलने के साथ हाइड्रोक्लोरिक एसिड में दो मिनट के लिए घुल जाता है, और फिर इसे अच्छी तरह से धो लें। परिणाम एक अमलगम, पारा और एल्यूमीनियम का मिश्र धातु है:

3HgCI₂ + 2Al = 2AlCI₃ + 3Hg

इसके अलावा, यह धातु की सतह का पालन नहीं करता है। अब, शुद्ध धातु को पानी में कम करके, कोई धीमी प्रतिक्रिया देख सकता है, जो हाइड्रोजन के विकास और एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के गठन के साथ है:

2Al + 6H₂O = 2Al (OH) + 3H₂।

परिभाषा

अल्युमीनियम- IIIA समूह की तीसरी अवधि का रासायनिक तत्व। सीरियल नंबर 13. धातु है। एल्युमिनियम p-परिवार के तत्वों से संबंधित है। प्रतीक - अल।

परमाणु द्रव्यमान 27 amu है। बाह्य ऊर्जा स्तर का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास - 3s 2 3p 1. अपने यौगिकों में, एल्यूमीनियम "+3" के बराबर ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।

एल्यूमीनियम के रासायनिक गुण

एल्युमिनियम अभिक्रियाओं में अपचायक गुण प्रदर्शित करता है। चूंकि हवा के संपर्क में आने पर इसकी सतह पर ऑक्साइड फिल्म बनती है, यह अन्य पदार्थों के साथ संपर्क के लिए प्रतिरोधी है। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम को पानी, केंद्रित नाइट्रिक एसिड और पोटेशियम डाइक्रोमेट समाधान में निष्क्रिय किया जाता है। हालांकि, ऑक्साइड फिल्म को इसकी सतह से हटाने के बाद, यह साधारण पदार्थों के साथ बातचीत कर सकता है। गर्म होने पर अधिकांश प्रतिक्रियाएं होती हैं:

२अल पाउडर + ३/२ओ २ = अल २ ओ ३;

2Al + 3F 2 = 2AlF 3 (टी);

2Al पाउडर + 3Hal 2 = 2AlHal 3 (t = 25C);

2Al + N 2 = 2AlN (टी);

२अल + ३एस = अल २ एस ३ (टी);

४अल + ३सी ग्रेफाइट = अल ४ सी ३ (टी);

4Al + P 4 = 4AlP (t, H 2 के वातावरण में)।

इसके अलावा, ऑक्साइड फिल्म को अपनी सतह से हटाने के बाद, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड बनाने के लिए पानी के साथ बातचीत करने में सक्षम है:

2Al + 6H 2 O = 2Al (OH) 3 + 3H 2.

एल्युमिनियम उभयधर्मी गुणों को प्रदर्शित करता है, इसलिए यह अम्ल और क्षार के तनु विलयनों में घुलने में सक्षम है:

2Al + 3H 2 SO 4 (पतला) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2;

2Al + 6HCl तनु = 2AlCl 3 + 3 H 2;

8Al + 30HNO 3 (पतला) = 8Al (NO 3) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O;

2Al + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na + 3H 2;

2Al + 2 (NaOH × H 2 O) = 2NaAlO 2 + 3 H 2।

एल्यूमीनियम के साथ इन धातुओं की कमी के आधार पर, एल्युमिनोथर्मी उनके ऑक्साइड से धातु प्राप्त करने की एक विधि है:

8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe;

2Al + Cr 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2Cr।

एल्यूमीनियम के भौतिक गुण

एल्युमिनियम एक चांदी का सफेद रंग है। एल्यूमीनियम के मुख्य भौतिक गुण हल्कापन, उच्च तापीय और विद्युत चालकता हैं। एक मुक्त अवस्था में, हवा के संपर्क में आने पर, एल्यूमीनियम एक मजबूत ऑक्साइड फिल्म अल 2 ओ 3 से ढका होता है, जो इसे केंद्रित एसिड की क्रिया के लिए प्रतिरोधी बनाता है। गलनांक - 660.37C, क्वथनांक - 2500C।

एल्यूमीनियम का उत्पादन और उपयोग Production

इस तत्व के पिघले हुए ऑक्साइड के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा एल्यूमीनियम प्राप्त किया जाता है:

2Al 2 O 3 = 4Al + 3O 2

हालांकि, उत्पाद की कम उपज के कारण, Na 3 और Al 2 O 3 के मिश्रण के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा एल्यूमीनियम के उत्पादन की विधि का अधिक बार उपयोग किया जाता है। प्रतिक्रिया तब होती है जब 960C तक गर्म किया जाता है और उत्प्रेरक - फ्लोराइड्स (AlF 3, CaF 2, आदि) की उपस्थिति में, जबकि एल्यूमीनियम की रिहाई कैथोड पर होती है, और ऑक्सीजन एनोड पर निकलती है।

एल्यूमीनियम ने उद्योग में व्यापक आवेदन पाया है, उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम आधारित मिश्र धातु विमान और जहाज निर्माण में मुख्य संरचनात्मक सामग्री हैं।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

कार्य

सल्फ्यूरिक एसिड के साथ एल्यूमीनियम की बातचीत के दौरान, 3.42 ग्राम के द्रव्यमान के साथ एल्यूमीनियम सल्फेट का गठन किया गया था। प्रतिक्रिया करने वाले एल्यूमीनियम पदार्थ के द्रव्यमान और मात्रा का निर्धारण करें।

फेसला

आइए प्रतिक्रिया समीकरण लिखें:

2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

एल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम सल्फेट के दाढ़ द्रव्यमान, डी.आई. के रासायनिक तत्वों की तालिका का उपयोग करके गणना की जाती है। मेंडेलीव - क्रमशः 27 और 342 ग्राम / मोल। फिर, गठित एल्यूमीनियम सल्फेट के पदार्थ की मात्रा के बराबर होगी:

n (Al 2 (SO 4) 3) = m (Al 2 (SO 4) 3) / M (Al 2 (SO 4) 3);

n (Al 2 (SO 4) 3) = ३.४२ / ३४२ = ०.०१ mol.

प्रतिक्रिया समीकरण n (Al 2 (SO 4) 3) के अनुसार: n (Al) = 1: 2, इसलिए n (Al) = 2 × n (Al 2 (SO 4) 3) = 0.02 mol। तब, एल्युमिनियम का द्रव्यमान बराबर होगा:

एम (अल) = एन (अल) × एम (अल);

मी (अल) = ०.०२ × २७ = ०.५४ ग्राम।

उत्तर

एल्यूमीनियम पदार्थ की मात्रा 0.02 mol है; एल्यूमीनियम का द्रव्यमान 0.54 ग्राम है।

एल्युमिनियम और उसके यौगिक

आवधिक प्रणाली के समूह III का मुख्य उपसमूह बोरॉन (बी), एल्यूमीनियम (अल), गैलियम (गा), इंडियम (इन) और थैलियम (टीएल) है।

जैसा कि प्रस्तुत आंकड़ों से देखा जा सकता है, इन सभी तत्वों की खोज 19वीं शताब्दी में हुई थी।

बोरॉन एक अधातु है। एल्युमिनियम एक संक्रमण धातु है, जबकि गैलियम, इंडियम और थैलियम उच्च श्रेणी की धातुएँ हैं। इस प्रकार, आवर्त सारणी के प्रत्येक समूह के तत्वों के परमाणुओं की त्रिज्या में वृद्धि के साथ, साधारण पदार्थों के धात्विक गुणों में वृद्धि होती है।

डी.आई.मेंडेलीव की तालिका में एल्यूमीनियम की स्थिति। परमाणु संरचना, ऑक्सीकरण अवस्थाएँ

एल्युमिनियम तत्व III समूह में स्थित है, मुख्य "ए" उपसमूह, आवधिक प्रणाली की तीसरी अवधि, क्रम संख्या 13, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान Ar (Al) = 27. तालिका में बाईं ओर इसका पड़ोसी मैग्नीशियम है - एक विशिष्ट धातु, और दाईं ओर - सिलिकॉन - पहले से ही गैर-धातु। नतीजतन, एल्यूमीनियम को कुछ मध्यवर्ती चरित्र के गुणों को प्रदर्शित करना चाहिए और इसके यौगिक उभयचर हैं।

अल +13) 2) 8) 3, पी - तत्व,

ग्राउंड स्टेट 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

उत्तेजित अवस्था 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

एल्युमिनियम यौगिकों में +3 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है:

अल 0 - 3 ई - → अल +3

भौतिक गुण

मुक्त एल्यूमीनियम उच्च तापीय और विद्युत चालकता के साथ एक चांदी की सफेद धातु है। गलनांक 650 o C है। एल्युमीनियम का घनत्व कम (2.7 g / cm 3) होता है - लोहे या तांबे की तुलना में लगभग तीन गुना कम, और साथ ही यह एक मजबूत धातु है।

प्रकृति में होना

प्रकृति में व्यापकता के संदर्भ में, यह व्याप्त है धातुओं में पहला और तत्वों में तीसरा, ऑक्सीजन और सिलिकॉन के बाद दूसरे स्थान पर है। विभिन्न शोधकर्ताओं के अनुसार, पृथ्वी की पपड़ी में एल्यूमीनियम का प्रतिशत, पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान के 7.45 से 8.14% के बीच है।

प्रकृति में एल्युमीनियम केवल यौगिकों में पाया जाता है(खनिज)।

उनमें से कुछ:

बॉक्साइट - अल 2 ओ 3 एच 2 ओ (SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3 के मिश्रण के साथ)

नेफलाइन - केएनए 3 4

एलुनाइट्स - केएएल (SO 4) 2 2Al (OH) 3

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

कोरन्डम - अल 2 ओ 3 (रूबी, नीलम)

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

काओलाइट - अल 2 ओ 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O

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

बेरिल - 3еО अल 2 3 6SiO 2

एल्यूमीनियम और उसके यौगिकों के रासायनिक गुण

एल्युमिनियम सामान्य परिस्थितियों में आसानी से ऑक्सीजन के साथ इंटरैक्ट करता है और एक ऑक्साइड फिल्म से ढका होता है (यह मैट लुक देता है)।

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

३एस २ ३पी १ रासायनिक गुण सहसंयोजक त्रिज्या 118 अपराह्न आयन त्रिज्या ५१ (+ ३ई) दोपहर वैद्युतीयऋणात्मकता
(पॉलिंग के अनुसार) 1,61 इलेक्ट्रोड क्षमता -1.66 इंच ऑक्सीकरण अवस्था 3 एक साधारण पदार्थ के थर्मोडायनामिक गुण घनत्व 2.6989 / सेमी मोलर ताप क्षमता 24.35 जे / (मोल) ऊष्मीय चालकता २३७ डब्ल्यू / () पिघलने का तापमान 933,5 फ्यूजन की गर्मी 10.75 kJ / mol उबलता तापमान 2792 वाष्पीकरण का ताप २८४.१ केजे / मोल मोलर वॉल्यूम 10.0 सेमी / मोल एक साधारण पदार्थ का क्रिस्टल जालक जाली संरचना घन चेहरा केंद्रित जाली पैरामीटर 4,050 सी / एक अनुपात — डेबी तापमान 394

अल्युमीनियम- डी। आई। मेंडेलीव, परमाणु संख्या 13 के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की तीसरी अवधि के तीसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व। इसे प्रतीक अल (एल्यूमीनियम) द्वारा नामित किया गया है। प्रकाश धातुओं के समूह के अंतर्गत आता है। पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम धातु और तीसरा सबसे आम (ऑक्सीजन और सिलिकॉन के बाद) रासायनिक तत्व।

साधारण पदार्थ एल्युमीनियम (सीएएस संख्या: 7429-90-5) एक हल्की, अनुचुंबकीय चांदी-सफेद धातु है जो आसानी से बनती है, डाली जाती है और मशीनीकृत होती है। एल्यूमीनियम में उच्च तापीय और विद्युत चालकता है, मजबूत ऑक्साइड फिल्मों के तेजी से गठन के कारण संक्षारण प्रतिरोध है जो सतह को आगे की बातचीत से बचाते हैं।

कुछ जैविक अध्ययनों के अनुसार, मानव शरीर में एल्युमीनियम का सेवन अल्जाइमर रोग के विकास का एक कारक माना जाता था, लेकिन बाद में इन अध्ययनों की आलोचना की गई और एक और दूसरे के बीच संबंध के निष्कर्ष का खंडन किया गया।

इतिहास

1825 में पहली बार एल्युमिनियम क्लोराइड पर पोटैशियम अमलगम की क्रिया से हैन्स ओर्स्टेड द्वारा एल्युमिनियम प्राप्त किया गया, इसके बाद पारा को हटा दिया गया।

प्राप्त

आधुनिक उत्पादन पद्धति को स्वतंत्र रूप से अमेरिकी चार्ल्स हॉल और फ्रांसीसी पॉल हेरॉक्स द्वारा विकसित किया गया था। इसमें क्रायोलाइट पिघले हुए Na 3 AlF 6 में एल्यूमीनियम ऑक्साइड Al 2 O 3 को घोलना शामिल है, इसके बाद ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड का उपयोग करके इलेक्ट्रोलिसिस किया जाता है। प्राप्त करने की इस पद्धति के लिए बड़ी मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है, और इसलिए यह केवल XX सदी में मांग में निकला।

1 टन कच्चे एल्युमिनियम के उत्पादन के लिए 1.920 टन एल्युमिना, 0.065 टन क्रायोलाइट, 0.035 टन एल्युमिनियम फ्लोराइड, 0.600 टन एनोड मास और 17 हजार kWh डायरेक्ट करंट बिजली की आवश्यकता होती है।

भौतिक गुण

धातु चांदी-सफेद, प्रकाश, घनत्व - 2.7 ग्राम / सेमी³, औद्योगिक एल्यूमीनियम के लिए पिघलने बिंदु - 658 डिग्री सेल्सियस, उच्च शुद्धता एल्यूमीनियम के लिए - 660 डिग्री सेल्सियस, संलयन की विशिष्ट गर्मी - 390 केजे / किग्रा, उबलते बिंदु - 2500 डिग्री सेल्सियस, वाष्पीकरण की विशिष्ट गर्मी - 10.53 एमजे / किग्रा, कास्ट एल्यूमीनियम का अस्थायी प्रतिरोध - 10-12 किग्रा / मिमी², विकृत - 18-25 किग्रा / मिमी², मिश्र धातु - 38-42 किग्रा / मिमी²।

ब्रिनेल कठोरता - 24-32 किग्रा / मिमी², उच्च प्लास्टिसिटी: तकनीकी के लिए - 35%, शुद्ध के लिए - 50%, एक पतली शीट और यहां तक कि पन्नी में लुढ़का।

एल्युमीनियम में उच्च विद्युत चालकता और तापीय चालकता है, तांबे की विद्युत चालकता का 65% है, और इसमें उच्च प्रकाश परावर्तन है।

एल्युमीनियम लगभग सभी धातुओं के साथ मिश्रधातु बनाता है।

प्रकृति में होना

प्राकृतिक एल्यूमीनियम में लगभग पूरी तरह से एकमात्र स्थिर आइसोटोप 27 अल होता है जिसमें 26 अल के निशान होते हैं, एक रेडियोधर्मी आइसोटोप 720 हजार साल के आधे जीवन के साथ, नाभिक की बमबारी के दौरान वातावरण में बनता है आर्गनब्रह्मांडीय किरण प्रोटॉन।

प्रकृति में व्यापकता के संदर्भ में, यह धातुओं में प्रथम स्थान और तत्वों में तीसरा स्थान रखता है, केवल ऑक्सीजन और सिलिकॉन के बाद दूसरा स्थान रखता है। विभिन्न शोधकर्ताओं के अनुसार, पृथ्वी की पपड़ी में एल्यूमीनियम का प्रतिशत, पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 7.45 से 8.14% तक है।

प्रकृति में एल्युमीनियम केवल यौगिकों (खनिजों) में पाया जाता है। उनमें से कुछ:

बॉक्साइट्स - अल 2 ओ 3। एच 2 ओ (SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3 के मिश्रण के साथ)
नेफलाइन - केएनए 3 4
अल्युनाइट्स - केएएल (एसओ 4) 2. 2अल (ओएच) 3
एल्यूमिना (रेत SiO 2 के साथ काओलिन का मिश्रण, चूना पत्थर CaCO 3, मैग्नेसाइट MgCO 3)
कोरन्डम - अल २ ओ ३
फेल्डस्पार (ऑर्थोक्लेज़) - के 2 ओ × अल 2 ओ 3 × 6SiO 2
काओलाइट - अल 2 ओ 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O
एलुनाइट - (ना, के) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al (OH) 3
बेरिल - 3ВеО। अल २ ओ ३. 6SiO2

प्राकृतिक जल में, एल्युमीनियम कम विषैले रासायनिक यौगिकों के रूप में पाया जाता है, उदाहरण के लिए, एल्युमिनियम फ्लोराइड। धनायन या ऋणायन का प्रकार मुख्यतः जलीय माध्यम की अम्लता पर निर्भर करता है। रूस में सतही जल निकायों में एल्यूमीनियम की सांद्रता 0.001 से 10 मिलीग्राम / लीटर तक होती है।

रासायनिक गुण

एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड

सामान्य परिस्थितियों में, एल्यूमीनियम एक पतली और मजबूत ऑक्साइड फिल्म के साथ कवर किया जाता है और इसलिए शास्त्रीय ऑक्सीडेंट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है: एच 2 ओ (टी डिग्री) के साथ; ओ 2, एचएनओ 3 (बिना गर्म किए)। इसके लिए धन्यवाद, एल्यूमीनियम व्यावहारिक रूप से जंग के लिए अतिसंवेदनशील नहीं है और इसलिए आधुनिक उद्योग द्वारा व्यापक रूप से मांग की जाती है। हालांकि, ऑक्साइड फिल्म के नष्ट होने पर (उदाहरण के लिए, अमोनियम लवण NH 4 + के घोल के संपर्क में आने पर, गर्म क्षार या समामेलन के परिणामस्वरूप), एल्यूमीनियम एक सक्रिय अपचायक धातु के रूप में कार्य करता है।

सरल पदार्थों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है:

ऑक्सीजन के साथ: 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
हलोजन के साथ: 2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
गर्म करने पर अन्य अधातुओं के साथ अभिक्रिया करता है:
- सल्फर के साथ, एल्यूमीनियम सल्फाइड बनाने: 2Al + 3S = Al 2 S 3
- नाइट्रोजन के साथ, एल्यूमीनियम नाइट्राइड बनाना: 2Al + N 2 = 2AlN
- कार्बन के साथ, एल्यूमीनियम कार्बाइड बनाने: 4Al + 3C = Al 4 C 3

1886 में फ्रांस में चार्ल्स हॉल और संयुक्त राज्य अमेरिका में पॉल हेरॉक्स द्वारा लगभग एक साथ आविष्कार की गई एक विधि और पिघला हुआ क्रायोलाइट में भंग एल्यूमिना के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा एल्यूमीनियम के उत्पादन के आधार पर एल्यूमीनियम उत्पादन की आधुनिक पद्धति की नींव रखी गई। तब से, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में सुधार के कारण, एल्यूमीनियम के उत्पादन में सुधार हुआ है। एल्यूमिना उत्पादन के विकास में एक उल्लेखनीय योगदान रूसी वैज्ञानिकों के.आई.बायर, डी.ए.पेन्याकोव, ए.एन. कुज़नेत्सोव, ई.आई. ज़ुकोवस्की, ए.ए.याकोवकिन और अन्य द्वारा किया गया था।

रूस में पहला एल्यूमीनियम स्मेल्टर 1932 में वोल्खोव में बनाया गया था। 1939 में यूएसएसआर के धातुकर्म उद्योग ने 47.7 हजार टन एल्यूमीनियम का उत्पादन किया, अन्य 2.2 हजार टन का आयात किया गया।

रूस में, एल्युमीनियम के उत्पादन में वास्तविक एकाधिकार जेएससी रूसी एल्युमीनियम है, जो विश्व एल्युमीनियम बाजार का लगभग 13% और एल्यूमिना का 16% है।

बॉक्साइट के विश्व भंडार व्यावहारिक रूप से असीमित हैं, अर्थात वे मांग की गतिशीलता के अनुरूप नहीं हैं। मौजूदा सुविधाएं प्रति वर्ष 44.3 मिलियन टन प्राथमिक एल्यूमीनियम का उत्पादन कर सकती हैं। यह भी ध्यान में रखा जाना चाहिए कि भविष्य में, एल्यूमीनियम के कुछ अनुप्रयोगों को उपयोग करने के लिए पुन: उन्मुख किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, मिश्रित सामग्री।

आवेदन

एल्यूमीनियम का एक टुकड़ा और एक अमेरिकी सिक्का।

यह व्यापक रूप से एक निर्माण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। इस क्षमता में एल्यूमीनियम के मुख्य लाभ हैं हल्कापन, मुद्रांकन के लिए लचीलापन, संक्षारण प्रतिरोध (हवा में, एल्यूमीनियम तुरंत अल 2 ओ 3 की एक मजबूत फिल्म के साथ कवर किया जाता है, जो इसके आगे ऑक्सीकरण को रोकता है), उच्च तापीय चालकता, और गैर-विषाक्तता इसके यौगिकों का। विशेष रूप से, इन गुणों ने एल्यूमीनियम को बरतन में, खाद्य उद्योग में एल्यूमीनियम पन्नी और पैकेजिंग के लिए बेहद लोकप्रिय बना दिया है।

संरचनात्मक सामग्री के रूप में एल्यूमीनियम का मुख्य नुकसान इसकी कम ताकत है, इसलिए इसे आमतौर पर तांबे और मैग्नीशियम की एक छोटी मात्रा के साथ मिश्रित किया जाता है - ड्यूरालुमिन मिश्र धातु।

एल्यूमीनियम की विद्युत चालकता तांबे की तुलना में केवल 1.7 गुना कम है, जबकि एल्यूमीनियम लगभग 2 गुना सस्ता है। इसलिए, यह इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में तारों के निर्माण, उनके परिरक्षण और यहां तक कि चिप्स में कंडक्टर के निर्माण के लिए माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। तांबे (63 1 / ओम) की तुलना में एल्यूमीनियम (37 1 / ओम) की कम विद्युत चालकता की भरपाई एल्यूमीनियम कंडक्टरों के क्रॉस सेक्शन में वृद्धि से होती है। विद्युत सामग्री के रूप में एल्यूमीनियम का नुकसान एक मजबूत ऑक्साइड फिल्म है, जो सोल्डरिंग को मुश्किल बनाता है।

गुणों के अपने परिसर के कारण, इसका व्यापक रूप से थर्मल उपकरणों में उपयोग किया जाता है।
एल्युमीनियम और इसके मिश्र धातु अति-निम्न तापमान पर अपनी ताकत बनाए रखते हैं। इसके कारण क्रायोजेनिक तकनीक में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
इसकी उच्च परावर्तन, इसकी कम लागत और स्पटरिंग में आसानी के साथ, एल्यूमीनियम को दर्पणों के लिए एक आदर्श सामग्री बनाती है।
गैस बनाने वाले एजेंट के रूप में निर्माण सामग्री के उत्पादन में।
एल्युमिनाइजिंग स्टील और अन्य मिश्र धातुओं को जंग और स्केल प्रतिरोध देता है, उदाहरण के लिए, पिस्टन आंतरिक दहन इंजन के वाल्व, टरबाइन ब्लेड, तेल प्लेटफॉर्म, हीट एक्सचेंज उपकरण, और जस्ता चढ़ाना की जगह भी।
एल्युमिनियम सल्फाइड का उपयोग हाइड्रोजन सल्फाइड के उत्पादन के लिए किया जाता है।
फोम एल्यूमीनियम को एक अतिरिक्त मजबूत और हल्के पदार्थ के रूप में विकसित करने के लिए अनुसंधान चल रहा है।

एक कम करने वाले एजेंट के रूप में

दीमक के एक घटक के रूप में, एल्युमिनोथर्मी के लिए मिश्रण
एल्युमिनियम का उपयोग दुर्लभ धातुओं को उनके ऑक्साइड या हैलाइड से अपचयन के लिए किया जाता है।

एल्युमिनियम आधारित मिश्रधातु

एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में, आमतौर पर शुद्ध एल्यूमीनियम का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन इसके आधार पर विभिन्न मिश्र धातु।

- एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं में उच्च संक्षारण प्रतिरोध और वेल्डेबिलिटी होती है; उदाहरण के लिए, वे उच्च गति वाले जहाजों के पतवार बनाते हैं।

- एल्युमिनियम-मैंगनीज एलॉय कई तरह से एल्युमिनियम-मैग्नीशियम के समान होते हैं।

- एल्युमिनियम-कॉपर एलॉय (विशेष रूप से, ड्यूरलुमिन) को हीट ट्रीट किया जा सकता है, जिससे उनकी ताकत बहुत बढ़ जाती है। दुर्भाग्य से, गर्मी-उपचारित सामग्री को वेल्ड नहीं किया जा सकता है, इसलिए विमान के पुर्जे अभी भी रिवेट किए गए हैं। उच्च तांबे की सामग्री वाला एक मिश्र धातु सोने के रंग के समान होता है, और कभी-कभी इसका उपयोग बाद वाले की नकल करने के लिए किया जाता है।

- एल्युमीनियम-सिलिकॉन मिश्र (सिलुमिन) कास्टिंग के लिए सबसे उपयुक्त हैं। वे अक्सर विभिन्न तंत्रों के मामलों को डालने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

- एल्यूमीनियम पर आधारित जटिल मिश्र: विमानन।

- 1.2 केल्विन के तापमान पर एल्युमिनियम अतिचालक अवस्था में चला जाता है।

अन्य मिश्र धातुओं के लिए एक योजक के रूप में एल्यूमीनियम

एल्युमिनियम कई मिश्र धातुओं का एक अनिवार्य घटक है। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम कांस्य में, मुख्य घटक तांबा और एल्यूमीनियम हैं। मैग्नीशियम मिश्र धातुओं में, एल्यूमीनियम का उपयोग अक्सर एक योजक के रूप में किया जाता है। विद्युत ताप उपकरणों में सर्पिल के निर्माण के लिए, फेक्रल (Fe, Cr, Al) का उपयोग किया जाता है (अन्य मिश्र धातुओं के साथ)।

आभूषण

जब एल्युमीनियम बहुत महंगा होता था तो उससे तरह-तरह के गहने बनाए जाते थे। उनके लिए फैशन तुरंत पारित हो गया जब इसके उत्पादन के लिए नई प्रौद्योगिकियां दिखाई दीं, जिससे लागत में काफी कमी आई। आजकल, कभी-कभी गहनों के उत्पादन में एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है।

कांच बनाना

कांच बनाने में फ्लोराइड, फॉस्फेट और एल्यूमीनियम ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है।

खाद्य उद्योग

एल्युमिनियम को खाद्य योज्य E173 के रूप में पंजीकृत किया गया है।

रॉकेट्री में एल्युमिनियम और इसके यौगिक

एल्यूमीनियम और इसके यौगिकों का उपयोग दो-घटक रॉकेट ईंधन में अत्यधिक कुशल रॉकेट ईंधन के रूप में और ठोस रॉकेट ईंधन में ईंधन घटक के रूप में किया जाता है। निम्नलिखित एल्यूमीनियम यौगिक रॉकेट ईंधन के रूप में सबसे बड़ी व्यावहारिक रुचि के हैं:

- एल्युमिनियम: रॉकेट प्रणोदक में ईंधन। इसका उपयोग हाइड्रोकार्बन आदि में पाउडर और निलंबन के रूप में किया जाता है।
- एल्युमिनियम हाइड्राइड
- एल्युमिनियम बोरानेट
- ट्राइमेथिलएल्यूमिनियम
- ट्राइएथिललुमिनियम
- त्रिप्रोपाइल एल्यूमीनियम

विभिन्न ऑक्सीडेंट के साथ एल्यूमीनियम हाइड्राइड द्वारा निर्मित ईंधन की सैद्धांतिक विशेषताएं।

ऑक्सीकरण एजेंट	विशिष्ट जोर (P1, सेकंड)	दहन तापमान °	ईंधन घनत्व, जी / सेमी³	स्पीड गेन, V id, 25, m / s	वजन सामग्री ईंधन,%
एक अधातु तत्त्व	348,4	5009	1,504	5328	25
टेट्राफ्लोरोहाइड्राजीन	327,4	4758	1,193	4434	19
सीएलएफ 3	287,7	4402	1,764	4762	20
सीएलएफ 5	303,7	4604	1,691	4922	20
पर्क्लोरिल फ्लोराइड	293,7	3788	1,589	4617	47
ऑक्सीजन फ्लोराइड	326,5	4067	1,511	5004	38,5
ऑक्सीजन	310,8	4028	1,312	4428	56
हाइड्रोजन पेरोक्साइड	318,4	3561	1,466	4806	52
एन 2 ओ 4	300,5	3906	1,467	4537	47
नाइट्रिक एसिड	301,3	3720	1,496	4595	49

विश्व संस्कृति में एल्युमिनियम

कवि आंद्रेई वोजनेसेंस्की ने 1959 में "शरद ऋतु" कविता लिखी थी, जिसमें उन्होंने एक कलात्मक छवि के रूप में एल्यूमीनियम का इस्तेमाल किया था:
... और खिड़की के बाहर युवा ठंढ में
एल्यूमीनियम क्षेत्र हैं ...

विक्टर त्सोई ने कोरस के साथ "एल्यूमीनियम खीरे" गीत लिखा:
मैं एल्यूमीनियम खीरे लगाता हूँ
तिरपाल मैदान पर
मैं एल्यूमीनियम खीरे लगाता हूँ
तिरपाल मैदान पर

विषाक्तता

इसका थोड़ा विषैला प्रभाव होता है, लेकिन कई पानी में घुलनशील अकार्बनिक एल्यूमीनियम यौगिक लंबे समय तक भंग अवस्था में रहते हैं और पीने के पानी के माध्यम से मनुष्यों और गर्म रक्त वाले जानवरों पर हानिकारक प्रभाव डाल सकते हैं। सबसे जहरीले क्लोराइड, नाइट्रेट्स, एसीटेट्स, सल्फेट्स इत्यादि हैं। मनुष्यों के लिए, एल्यूमीनियम यौगिकों (शरीर के वजन के मिलीग्राम / किग्रा) की निम्नलिखित खुराक में जहरीले प्रभाव होते हैं: एल्यूमीनियम एसीटेट - 0.2-0.4; एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड - 3.7-7.3; एल्यूमीनियम फिटकरी - 2.9। सबसे पहले, यह तंत्रिका तंत्र पर कार्य करता है (तंत्रिका ऊतक में जमा होता है, जिससे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के गंभीर विकार होते हैं)। हालांकि, एल्यूमीनियम की न्यूरोटॉक्सिसिटी संपत्ति का अध्ययन 1960 के दशक के मध्य से शुरू किया गया था, क्योंकि मानव शरीर में धातु का संचय इसके उन्मूलन के तंत्र द्वारा बाधित होता है। सामान्य परिस्थितियों में, प्रति दिन 15 मिलीग्राम तक तत्व मूत्र में उत्सर्जित किया जा सकता है। तदनुसार, बिगड़ा गुर्दे उत्सर्जन समारोह वाले लोगों में सबसे बड़ा नकारात्मक प्रभाव देखा जाता है।

अतिरिक्त जानकारी

- एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड
- एल्यूमीनियम का विश्वकोश En
- एल्युमिनियम यौगिक
- अंतर्राष्ट्रीय एल्यूमिनियम संस्थान

एल्युमिनियम, एल्युमिनियम, अल (13)

एल्युमिनियम युक्त बाइंडरों को प्राचीन काल से जाना जाता है। हालाँकि, फिटकरी के तहत (lat। Alumen या Alumin, German। Alaun), जिसके बारे में, विशेष रूप से, प्लिनी द्वारा, प्राचीन काल में और मध्य युग में विभिन्न पदार्थों को समझा जाता था। रुलैंड के अलकेमिकल डिक्शनरी में, अल्युमेन शब्द, विभिन्न परिभाषाओं के साथ, 34 अर्थों में दिया गया है। विशेष रूप से, इसका अर्थ सुरमा, अलुमेन अलाफुरी - क्षारीय नमक, अल्युमेन अल्कोरी - नाइट्रम या क्षारीय फिटकरी, एल्यूमेन क्रेप्टम - अच्छी शराब का टैटार (टार्टर), एल्यूमेन फासिओली - क्षार, एल्युमेन ओडिग - अमोनिया, एल्यूमेन स्कोरिओल - जिप्सम, आदि। प्रसिद्ध "डिक्शनरी ऑफ सिंपल फार्मास्युटिकल प्रोडक्ट्स" (1716) के लेखक, फिटकरी की किस्मों की एक बड़ी सूची भी देते हैं।

18वीं सदी तक। एल्यूमीनियम यौगिकों (फिटकरी और ऑक्साइड) को अन्य यौगिकों से अलग नहीं किया जा सकता है, जो दिखने वाले यौगिकों में समान हैं। लेमेरी ने फिटकरी का वर्णन इस प्रकार किया है: “1754 में। एलम के एक घोल (क्षार की क्रिया द्वारा) एल्युमिनियम ऑक्साइड के एक अवक्षेप से अलग मार्गग्राफ, जिसे उन्होंने "एलम अर्थ" (अलौनेर्डे) कहा, और अन्य भूमि से अपना अंतर स्थापित किया। जल्द ही फिटकरी मिट्टी का नाम एल्यूमिना (एल्यूमिना या एल्युमिना) रखा गया। 1782 में, लैवोजियर ने सुझाव दिया कि एल्यूमिना एक अज्ञात तत्व का ऑक्साइड है। सरल निकायों की तालिका में, लैवोज़ियर ने एल्युमिन को "सरल निकायों, नमक बनाने वाले, मिट्टी के" के बीच रखा। एल्युमिन के नाम के पर्यायवाची यहाँ दिए गए हैं: argyle (Argile), फिटकिरी। पृथ्वी, फिटकरी का आधार। शब्द अर्गीला, या अर्गिला, जैसा कि लेमेरी अपने शब्दकोश में बताते हैं, ग्रीक से आया है। पोटिंग मिट्टी। डाल्टन ने अपने "रासायनिक दर्शन की नई प्रणाली" में फिटकरी के लिए एक विशेष संकेत दिया है और फिटकरी के लिए एक जटिल संरचनात्मक (!) सूत्र दिया है।

क्षार धातुओं की गैल्वेनिक बिजली की मदद से खोज के बाद, डेवी और बर्ज़ेलियस ने उसी तरह एल्युमिना से धात्विक एल्यूमीनियम को अलग करने का असफल प्रयास किया। केवल 1825 में एक रासायनिक विधि द्वारा डेनिश भौतिक विज्ञानी ओर्स्टेड द्वारा हल की गई समस्या थी। उन्होंने एल्यूमिना और कोयले के लाल-गर्म मिश्रण के माध्यम से क्लोरीन पारित किया, और परिणामस्वरूप निर्जल एल्यूमीनियम क्लोराइड को पोटेशियम अमलगम के साथ गर्म किया गया। पारा के वाष्पीकरण के बाद, ओर्स्टेड लिखते हैं, टिन के समान एक धातु प्राप्त की गई थी। अंत में, 1827 में, वोहलर ने धात्विक एल्यूमीनियम को अधिक कुशल तरीके से अलग किया - धात्विक पोटेशियम के साथ निर्जल एल्यूमीनियम क्लोराइड को गर्म करके।

१८०७ के आसपास, डेवी ने एल्युमिना के इलेक्ट्रोलिसिस को अंजाम देने की कोशिश करते हुए, एल्युमिनियम (एल्यूमियम) या एल्युमिनियम (एल्यूमीनियम) धातु को नाम दिया। अंतिम नाम तब से संयुक्त राज्य अमेरिका में मिला है, जबकि इंग्लैंड और अन्य देशों में उसी डेवी द्वारा बाद में प्रस्तावित एल्यूमीनियम नाम स्वीकार किया जाता है। यह बिल्कुल स्पष्ट है कि इन सभी नामों की उत्पत्ति लैटिन शब्द फिटकरी (एल्यूमेन) से हुई है, जिसकी उत्पत्ति के बारे में पुरातनता से शुरू होने वाले विभिन्न लेखकों की गवाही के आधार पर अलग-अलग मत हैं।

एएम वासिलिव, इस शब्द की अस्पष्ट उत्पत्ति को देखते हुए, एक निश्चित इसिडोर (जाहिरा तौर पर सेविले के इसिडोर, एक बिशप जो 560-636 में रहते थे, की राय का हवाला देते हैं, - एक विश्वकोश जो विशेष रूप से व्युत्पत्ति संबंधी शोध में लगे हुए थे): "एल्यूमेन लुमेन कहलाते हैं, तो रंगाई के दौरान डालने पर यह पेंट को लुमेन (प्रकाश, चमक) कैसे देता है।" हालांकि, यह स्पष्टीकरण, हालांकि बहुत पुराना है, यह साबित नहीं करता है कि एल्यूमेन शब्द की उत्पत्ति ठीक इसी तरह की है। यहां केवल एक आकस्मिक तनातनी काफी संभावित है। लेमेरी (1716), बदले में, इंगित करता है कि एल्यूमेन शब्द ग्रीक (हल्मी) से जुड़ा है, जिसका अर्थ है लवणता, खारा समाधान, नमकीन, आदि।

19वीं सदी के पहले दशकों में एल्यूमीनियम के लिए रूसी नाम। काफी विविध। इस अवधि से रसायन शास्त्र पर पुस्तकों के प्रत्येक लेखक ने स्पष्ट रूप से अपना नाम देने का प्रयास किया। तो, ज़खारोव एल्युमिनियम एल्यूमिना (1810), गीज़ा - फिटकिरी (1813), स्ट्रैखोव - फिटकिरी (1825), इओवस्की - मिट्टी की सामग्री, शचेग्लोव - एल्यूमिना (1830) कहते हैं। "दुविगुस्की की दुकान" (1822 - 1830) में एल्यूमिना को एल्यूमिना, एल्यूमिना, एल्युमिना (उदाहरण के लिए, फॉस्फोरिक-अम्लीय एल्यूमिना), और धातु - एल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम (1824) कहा जाता है। "फाउंडेशन ऑफ प्योर केमिस्ट्री" (1831) के पहले संस्करण में हेस एल्यूमिना (एल्यूमीनियम) नाम का उपयोग करते हैं, और पांचवें संस्करण (1840) में - मिट्टी। हालांकि, वह एल्यूमिना शब्द के आधार पर लवण के नाम बनाता है, उदाहरण के लिए, एल्यूमिना सल्फेट। मेंडेलीव ने "फंडामेंटल्स ऑफ केमिस्ट्री" (1871) के पहले संस्करण में एल्यूमीनियम और मिट्टी के नामों का उपयोग किया है। आगे के संस्करणों में मिट्टी शब्द अब नहीं आता है।