Aluminiul a intrat în viața noastră, în viața de zi cu zi, în tehnologie, în cele mai importante ramuri ale economiei naționale, nu numai pentru că metalul ușor, împreună cu magneziul, a creat puterea înaripată a avionului. De mare interes sunt proprietățile sale și, mai presus de toate, rolul geochimic. Faptul este că aluminiu, cu care omenirea culturală sa familiarizat atât de recent, este unul dintre cele mai importante elemente chimice cele mai comune.
Știm cu toții foarte bine că sub acoperirea de lut, nisip, formate la momente diferite, ca urmare a intemperiilor și a distrugerii de roci masive este continuă, pe-picioare întregul glob, învelișul de piatră al Pământului, sau Zem scoarță Nye. Grosimea acestei cochilii de piatră, grosimea ei nu este mai mică de sute de kilometri, și poate, așa cum încep acum să presupună, mult mai mult. Acest shell la o adâncime de post-spumă trece în celălalt - un minereu care conține fier și alte metale, și în cele din urmă, în centrul pământului este, aparent, un miez de fier.
Cochilia de piatră formează proeminențe uriașe pe suprafața Pământului - continente sau continente. Ei, la rândul lor, au format pliuri sub formă de lanțuri lungi de munți. Corpul de piatră al Pământului, care formează baza continentelor și a lanțurilor lor montane, este compus din aluminosilicați și silicați. Aluminosilicatele constau, după cum se vede prin numele lor, de siliciu, aluminiu și oxigen. De aceea, o coajă de piatră este adesea numită "sial" - SiAl, - printr-o combinație a primelor silabe ale denumirilor latine de siliciu - siliciu - și aluminiu - aluminiu.
Această cochilie, compusă în principal din granit, constă din aproximativ 50% oxigen, 25% siliciu și 10% aluminiu. Astfel, distribuția de aluminiu ocupă a treia poziție printre elementele chimice de pe Pământ și locul întâi printre metale. Există mai multe pe Pământ decât fierul.
Aluminiul, siliciul și oxigenul împreună sunt cele mai importante elemente ale căruia este construită crusta pământului, iar în coaja de piatră a Pământului formează o varietate de minerale. Aceste minerale sunt astfel de compuși ai atomilor, în care fie atomul de siliciu, fie un atom de aluminiu este în centru, iar în jurul lor, drept, în patru colțuri, formând o cifră tetraedrică, se află atomii de oxigen.
Astfel, împreună cu oxigenul de siliciu, există tetraedra de alumină-oxigen. În acest caz, rolul aluminiului este dublu: fie el, ca și alte metale, este localizat între tetraedra de siliciu-oxigen, legându-i unul cu celălalt sau devine în unele tetraedre în locul siliciului.
Din aceste și alte tetraedre de siliciu și aluminiu, prin combinarea lor, multe dintre cele mai importante minerale ale crustei pământului sunt formate, unite sub numele comun al aluminosilicatelor. La prima vedere, un desen complex al aranjamentului de atomi de aluminiu, siliciu și oxigen ne amintește de șireturi subțiri sau modele de covoare. Această imagine ar putea fi stabilită doar cu ajutorul raze X, care, de pildă, au fotografiat structura internă a mineralelor.
Să ne amintim cât de grele și monotone ne păreau pietrele în copilăria îndepărtată și ce anume ne este atrasă o imagine complexă și diversă atunci când pătrundem în profunzimea structurii lor.
Prevalența unor aluminosilicate este colosală. Este suficient să spunem că mai mult de jumătate din scoarța pământului este compusă din minerale numite feldspați. Acestea fac parte din granit, gneisses și alte pietre de piatră, acoperind pământul ca o coajă de piatră continuă și proeminent sub forma unor lanțuri muntoase puternice. Ca urmare a intemperiilor feldspaturilor, argilele terestre care conțin 15-20% aluminiu sunt depozitate pe suprafața pământului în timpul mileniilor. Aluminiu, descoperit în compoziția acestor roci omniprezente, a fost numit și glonț. Adevărat, acest nume nu a fost introdus și a trecut într-o formă oarecum modificată la oxi-si-alumina.
Dar, din fericire, aluminiul se gaseste in natura nu numai intr-o compozitie atat de complexa, incat este dificil de extras. O cantitate semnificativă de aluminiu îl găsim sub formă de alumină - un compus natural cu oxigen. Acest compus se găsește în forme foarte diverse.
Anhidra de alumină este întâlnită sub forma unui mineral de corund, distins prin duritate remarcabilă și, uneori, o frumusețe extraordinară. Diferențe transparente în gly-nosem, în care cantități mici de elemente - coloranți - crom, fier, titan, se adaugă aluminiului și oxigenului, aparțin numărului de pietre prețioase de primă clasă. Ce varietate de culori și bogății de culori creează într-unul și același alumină o adiție nesemnificativă a acestei sau acelei substanțe! Este un rubin roșu strălucitor cu tonuri strălucitoare și un safir albastru, captivând o persoană din timpuri imemoriale. Câte basme sunt legate de aceste pietre! Are-RAT lung uman cu LES și mai puțin pură, opac, colorate în Bu secară,,, cristale de culoare roșu-albăstrui gri de corindon, diamant doar inferior duritatea sa.
Cu ajutorul lor, prelucrăm diverse materiale solide, inclusiv scule din oțel lucios, arme, mașini-unelte, mașini. cristale mici de corindon amestecat cu magnetit și alte minerale, - așa numita șmirghelul - sunt bine cunoscute; probabil că ți-ai decojit în mod repetat pijama! Corindon cu siguranță, ar putea servi ca o sursă de lumină de un metal din aluminiu semi-cheniya, dar este prea valoros în sine, și nu este de ajuns în natură. Din timpuri imemoriale, încă de la începuturile cul-tururi umane, din epoca pietrei până în prezent oamenii pe scară largă este-polzoval granit, bazalt, porfir, argilă și alte roci de aluminosilicați, din care de construcție orașe întregi, crearea de ZDA-TION, o operă de artă , ustensile, ceramica, faianta, portelan.
Dar, de milenii, omul nu bănuia proprietățile nobile și minunate ale aluminiului - metalul ascuns în aceste pietre. Aluminiu nu se găsește niciodată în natură în formă metalică, este întotdeauna în diverse compuși, complet diferite în proprietăți și forme din metalul de aluminiu. Și geniul omului, munca lui grea a fost necesară pentru a trage și a aduce la viață acest metal minunat. Pentru prima dată a fost posibil să aloce o cantitate mică de metal de argint strălucitor acum 125 de ani. Și apoi nimeni nu a crezut că va juca un rol în viața unei persoane, mai ales că a fost foarte dificil de făcut. Dar, la începutul secolului trecut, un număr de oameni de știință au reușit să izoleze aluminiu pe catod sub crusta de zgură din topitura de aluminiu la temperaturi ridicate prin electroliză. Era metal pur de argint - "argint din lut", așa cum spuneau la vremea respectivă.
Această metodă de obținere a aluminiului sa dus la apă, iar metalul a început rapid să obțină o aplicare largă. Are o culoare care amintește de sere. Iar proprietățile sale s-au dovedit cu adevărat surprinzătoare.
În prezent, oxidul de aluminiu chi-syuyu nu provine din lut. Ca minereu convenabil de aluminiu, natura ne dă alumină apoasă (hidrat de alumină) sub formă de minerale diasporă și hidrargilit. Se amestecă adesea cu oxizi de fier și silice, aceste minerale formează zăcăminte de argilă sau roci - bauxite - în principal, printre depozitele sedimentare de coastă.
Bauxitul conține o cantitate foarte mare de oxid de aluminiu (50-70%) și este principalul minereu industrial din aluminiu. Chimiștii sovietici au dezvoltat și au stăpânit un nou proces de procesare a mineralei nepheline Khiba - pe oxid de aluminiu. În ultimii ani, încercați, de asemenea, să utilizați șisturi distenice care conțin 50-60% oxid de aluminiu și alte minerale: leucite, alunite. Dar niciuna dintre aceste minerale, cu excepția nephelinei, poate în continuare să înlocuiască bauxita.
Producția de metal aluminiu se bazează pe două procese separate. În primul rând, oxidul aluminiu aluminiu pur - alumină - este extras din bauxită după o prelucrare destul de complicată. Oxidul de aluminiu este apoi supus electrolizei în căzile speciale, prevăzute cu plăci de grafit. Pudra de alumină este încărcată în aceste băi într-un amestec cu o pulbere de criolit. Când un curent electric puternic este pornit, se produce o temperatură ridicată (aproximativ 1000 ° C); criolitul se topește și dizolvă în el însuși alumina, care mai târziu este descompusă de curentul în aluminiu și oxigen. Partea inferioară a băii servește ca un catod (pol negativ), iar pe el este colectat un aluminiu topit. Prin intermediul unei macarale speciale se eliberează și se toarnă în matrițe, unde se solidifică sub formă de bare argintii strălucitoare. Cu o sută de ani în urmă, achiziționarea acestui metal ușor alb a fost o sarcină foarte dificilă, iar lira de aluminiu costa 40 de ruble în aur. Și acum energia puternică a râurilor, transformată în energie electrică, permite să o primească în cantități imense.
Unele proprietăți ale aluminiului sunt bine cunoscute tuturor. Este un metal foarte ușor, aproape de trei ori mai ușor decât fierul. Este foarte vâscos și totuși destul de puternic: poate fi tras într-un fir, aplatizat în foile mai subțiri. Nu mai puțin remarcabile sunt proprietățile sale chimice. Pe de o parte, nu pare să se teamă de oxidare; acest lucru știm din comportamentul mâncărurilor din aluminiu, vase, tigăi, cutii. Și totuși, afinitatea lui cu oxigen este foarte mare. Această contradicție aparentă a fost observată și de marele nostru chimist DI Mendeleyev. Adevărul este că aluminiul strălucitor de argint după turnarea în aer este acoperit cu un film de oxid pufos, care îl împiedică de o oxidare ulterioară. Nu orice metal are această capacitate de autoapărare. Oxidul de fier, de exemplu, o rugină bine cunoscută, nu împiedică, cel puțin, distrugerea în continuare a metalului: este prea slab și ușor pătruns pentru aer și apă. Dimpotrivă, un strat subțire de oxid, care îmbrăcăminte de aluminiu, este foarte dens, elastic și servește ca o acoperire fiabilă.
Când este încălzit, aluminiu combină cu lăcomie oxigenul, transformându-se în oxid de aluminiu și generează o cantitate imensă de căldură. Această proprietate a aluminiului pentru eliberarea căldurii în timpul arderii a fost utilizată în tehnica de topire a altor metale din oxizi lor prin amestecarea cu pulberea de aluminiu metalică. În acest proces aluminothermic, aluminiul metalic îndepărtează oxigenul din oxizi ai altor metale și le restaurează.
Dacă se amestecă, cum ar fi pulbere de oxid de fier pe alumină-Roshko pune foc acest amestec de panglica de magneziu, ochii tai vor dezvolta reacție viguroasă cu evoluția ogrom-TION de căldură și temperatura se ridică la 3000 °. Aluminiu deplasat de aluminiu se topește la această temperatură, iar alumina formată plutește pe suprafața sa sub formă de zgură. Omul a folosit această activitate de aluminiu pentru a produce metale refractare și valoroase din punct de vedere tehnic.
În acest fel, metalul titan, vanadiu, crom, mangan și alte metale sunt topite. Deoarece o temperatură ridicată se dezvoltă cu aluminothermie, un amestec de oxid de fier cu aluminiu - așa-numitul termite - este folosit pentru sudarea oțelului. Fiecare dintre voi a văzut, probabil, cum se procedează, de exemplu, atunci când sudați șinele de tramvai. Fierul topit în timpul arderii termitelor curge până la capetele conectate ale șinelor și le sudează. Este greu de numit multe elemente care ar face o carieră atât de rapidă și strălucitoare ca aluminiu!
Aluminiu a început să pătrundă rapid în industria de automobile, inginerie și în alte domenii ale industriei, în multe cazuri înlocuind oțelul și fierul. În construcția navală a navelor, utilizarea sa a făcut o lovitură de stat, permițând, de exemplu, crearea de "nave de luptă de buzunar" (nave de dimensiunea criss-sulfur lumina și puterea de dreadnought).
Omul a învățat să primească acest "argint" din minerale naturale pe o scară imensă. Și "argintul din lut" ia permis omului să cucerească elementul de aer. Aluminiu sau aliaje ușoare, precum și posibil Podhom-DYT pentru a construi un baloane rigid, fuzelaje, aripi sau din metal de aeronave. Această industrie nouă, care este atât de utilizat aluminiu, a crescut cu o rapiditate minunată în fața ochilor noștri. Când vedem care zboară peste planul nostru, amintiți-vă că 69% din greutatea sa, fără a motorului este de aluminiu și aliaje de him- și că, chiar și în greutatea motorului de aeronave din aluminiu, iar magicianul-TION - cele două metale ușoare - până la 25%.
Împreună cu marele consum în construcții grele pro-industrie, e-aluminiu trenurilor, cu o folie de aluminiu per deșeu pe inginerie mecanică și în special în industria-ing aviației, sute de mii de tone de aluminiu consumate în firele de aluminiu și piese pentru electrice industriale-lene. Dar acest lucru nu epuizează utilizarea acestui metal. Adăugați un alt proiectoare oglindă reflectorizante Răspuns Partea sparyadov și arma centuri guvernamentale, corpuri de iluminat ra-Chum, pulbere de aluminiu este amestecat cu oxid de fier - în bombe per-zhigatelnyh. Recall de semnificație enormă alumină-chin guvernamental cristalin (corindon, gândirea alun-) obținute în prezent din aceeași bauxită și aplicate în așa numitul fapt abrazive, mod capitolele NYM în prelucrarea metalelor.
Cristalizarea aluminei pure cu aditiv de colorant, obținem rubinii și safirul minunat care nu sunt inferioare aluminei naturale, fie în duritate, fie în frumusețe. Le aplicăm în principal ca pietre de sprijin non-abraziune în părțile critice ale instrumentelor de precizie: mecanisme cu ceas, cântare, contoare electrice, galvanometre etc.
Cu o pulbere subțire de aluminiu, acoperim fierul, obținând un fel de foaie de aluminiu care nu dă drumul la rugina. Aceeași pudră servește pentru pregătirea unei frumoase vopsele litografice. Și recent a fost apreciată de maeștrii de artă populară cunoscuți - pictura Khokhloma pe lemn. Praful de aluminiu cu o păpușă moale este aplicat pe suprafața impregnată cu ulei a obiectului. Acest lucru creează un fond fermecător de argint, prin care maestrul duce apoi un model complex de flori de pictură.
De ce numim aluminiu metalul secolului al XX-lea?
Datorită utilizării sale, datorită proprietăților sale remarcabile este în creștere și în creștere în fiecare an, iar stocurile uriașe de aluminiu sunt nelimitate, și există toate motivele să credem că Alu-mina este acum parte din viața de zi cu zi a omenirii precum și incluse în fier timp.
Acest lucru este interesant:
Articole similare
-
Călătorie nr. 3 privind componentele zoologice, sodiu, magneziu, aluminiu, siliciu, fosfor
-
Șaptesprezece elemente ale metalelor de pământuri rare - rusia geografică națională
Trimiteți-le prietenilor: