Referat Aluminiu4
Mai jos puteti citi fragmente din
Referat Aluminiu4 si de asemenea puteti face
Download Referat Aluminiu4Citeste fragmente din Referat Aluminiu4
Aluminiu
Răspândire în natură: Al este cel mai răspândit metal în
natură; el alcătuieşte 7,4% din scoarţa pământului. Al nu există
în stare nativă. Dintre mineralele mai importante sunt: micele,
feldspaţii respectiv şi produsele de alterare ale acestora: caolinul
şi argila, corindonul şi varietăţile lui, bauxita apoi criobitul.
Preparare: Fabricarea Al comportă două etape: a) fabricarea oxidului
de Al
b) obţinerea Al din alumină
Al , mai ales acela destinat construcţiilor de avioane nu trebuie să
conţină nici fier nici siliciu. De aceea când bauxitele conţin
cantităţi mai mari de fier şi de siliciu, ele trebuie supuse unor
tratamente prealabile de purificare.
Procedeul Bayer este unul dintre cele mai răspândite procedee pentru
fabricarea aluminei din bauxite sărace în fier şi siliciu. În acest
procedeu, bauxita, în prealabil calcinată şi măcinată, este
tratată cu hidroxid de sodiu, în autoclave, la 4 – 6 at şi 160 –
180 C. Oxidul de Al din bauxită trece în soluţie sub formă de
aluminat de sodiu Na[Al(OH)4]. Amestecul se filtrează, separându-se
soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile
siliciului cu aluminatul de sodiu.
În soluţia cu aluminat de sodiu se introduce fie un curent de bioxid
di carbon, când precipită hidroxidul de Al.
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2O
fie cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează desc aluminatului având
rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de Al:
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOH
Hidroxidul de Aluminiu obţinut se calcinează în cuptoare rotative la
12000C când trece în oxid de Al:
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Noroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin în
afară de oxizi de fier şi siliciu, oxid de titan şi oxid de vanadiu,
a căror extragere este o problemă luată în cercetare.
Un conţinut mai mare de siliciu în bauxită este dăunător, deoarece
siliciul trece în Al2O3, de unde poate pătrunde în Al metalic.
Oxidul de aluminiu nu poate fi redus cu cărbune deoarece s-ar forma
carbura de aluminiu, Al4C3. Cum însă alumina are un punct de topire
foarte ridicat(20500C) în topitură se adaugă drept fondant criolit,
care scade temperatura de topire la 9800C. Se lucrează la intensităţi
de curent de peste 50000A.
Celula electrolitică este formată dintr-o cuvă de oţel căptuşită
cu blocuri de grafit suspendaţi în topitură. Prin trecerea curentului
electric, Al se adună în jurul catodului la fundul celulei, de unde
este scos periodic, iar O este pus în libertate la anod, unde se
uneşte cu carbonul electrodului formând oxizi de carbon. Anodul fiind
consumat, trebuie înlocuit din timp în timp.
Al obţinut este impur şi trebuie rafinat. Pentru obţinerea aluminiu
foarte pur, cu 99,90 – 99,99% Al se foloseşte rafinarea
electrolitică.
Proprietăţi fizice: Aluminiu este un metal alb – argintiu, care
cristalizează în sistemul cubic cu feţe centrate. Este un metal uşor
mai puţin dur decât cuprul. Aluminiu este un foarte bun conducător de
căldură şi electricitate. Conductibilitatea electrică şi cea
termică sunt aproximativ pe jumătate cât la cupru. Aluminiu este
foarte plastic; poate fi laminat, bătut în foi foarte subţiri sau
transformat în sârmă fină.
Proprietăţi chimice: Aluminiul este un element activ din punct de
vedere chimic. DeÅŸi are caracter puternic electropozitiv la
temperatură obişnuită aluminiul pur devine stabil în aer, deoarece
este apărat de pelicula subţire de oxid de aluminiu format la
suprafaţa lui. Tot aşa de stabil este faţăde apă. Formarea
peliculei de oxid de aluminiu care protejează metalele de acţiunea
aerului şi umezelii poate fi împiedicată prin analgamarea suprafeţei
aluminiului.
De aceea, o bucată de tablă de aluminiu analgamată prin frecarea
suprafeţei cu o soluţie concentrată de clorură mercurică sau
pulbere de oxid de mercur sau direct cu mercur, expusă la aer, se
acoperă cu eflorescente albe datorită formării hidroxidului de
aluminiu.
Încălzit până la 7000C, aluminiu în pulbere arde arde în aer cu
lumină strălucitoare, formând oxid de aluminiu.
4Al + 3O2 = 2Al2O3
Cantitatea de căldură degajată în această reacţie este
apreciabilă.
Din cauza afinităţii mari a Aluminiului pentru O, el îl scoate din
oxizii metalici mai puţin activi. De exemplu, dacă un amestec format
din pulbere de aluminiu ÅŸi oxid de fier este aprins este aprins
datorită reacţiei care are loc:
2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe
este extrem de energică iar căldura degajată ridică temperatura
produselor până la peste 20000C. La această temperatură fierul se
topeşte iar oxidul de aluminiu se ridică la suprafaţă. Reacţia stă
la baza procedeului aluminotermaplicat la extragerea unor metale din
oxizii lor cum şi pentru obţinerea temperaturii înalte necesare
sudurii fierului.
Aluminiul reacţionează cu clorul şi bromul la temperaturi obişnuite,
iar cu iodul la încălzire.Cu azotul şi carbonul se combină la
temperaturi foarte ridicate. Cu acizii minerali reacţionează la
căldură, formând sărurile respective. Aluminiul reacţionează
energic cu hidroxizii alcalini, se formează un hidroxo aluminat şi se
dezvoltă hidrogenul. Reacţia se desfăşoară în două etape. În
prima, pelicula de oxid de aluminiu fiind îndepărtată de soluţia de
hidroxid alcalin, al metalelor reacţionează cu apa; rezultă
hidroxidul de aluminiu care în etapa a doua cu hidroxidul alcalin
formează hidroxoaluminaţi de exemplu:
2Al + 2H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
I. Apa H2O
Peste 2/3 din supafaţa terestră este ocupată de mări şi oceane,
care formează Oceanul Planetar. Terra este supranumită şi “planeta
albastra†datorită acestui fapt.
Din suprafaţa totală a pamântului, evaluată la 510,10 mil. km2, apa
Oceanului Planetar ocupa 361,07 mil.km2, adica 70,8%. Se estimează că
planeta dispune de 1,37 mild. km3 de apa, dar circa 97,2% este
constituită din apa mărilor şi oceanelor.
Omul dispune numai de apele de la suprafaţa solului – adică de
aproximativ 30.000 km3, ceea ce înseamna circa 0,002% din total.
Consumul de apa ce revine pe om/zi variază între 3 litri, în zonele
aride ale Africii ÅŸi de 1,045 litri la New York.
Valoarea productivităţii mărilor şi oceanelor se apreciază ca fiind
între 0,1 – 0,5 gr/mc/zi.
Oceanul Planetar constituie baza vieţii pe Terra şi generează
negentropie în ecosferă.
Apa este cea mai raspândită substanţă compusă şi reprezintă
trei sferturi din suprafaţa globului terestru. Ca şi aerul, ea
constituie factorul principal al menţinerii vieţii pe pământ.
Apa este o resursă naturală esenţială cu rol multiplu în viaţa
economică.
În natură apa urmează un circuit. Se poate vorbi despre apă de
ploaie, apa râurilor şi izvoarelor, apa de mare, etc.
Apa pură se obţine din apa naturală prin distilare repetată în
condiţii în care să nu poată dizolva gaze din aer sau substanţe
solide din recipientele în care este conservată.
a) Structura moleculei de apă.
1H: 1s1; 8O: 1s22s22p4
. .
H : O : ;
. .
H
. .
H ( O : ;
(
H
H2O
Se formează două legături covalente polare O-H. Molecula de apă
este covalentă polară; este un dipol.
b) Propietăţile fizice ale apei.
Stare de agregare Culoare Miros Gust Pt Pf Densitatea la 40C
Conductibilitatea electrică
Lichid Incolor(în straturi groase este albastru) Inodor Insipid 00C
1000C 1g/cm3 izolator
Cele două temperaturi extreme ale apei, de solidificare respectiv de
fierbere la presiune normală, constituie 00C şi 1000C în scara
Celsius.
Apa prezintă o serie de propietăţi de celelalte hidruri ale
nemetalelor vecine în sistemul periodic. Aceste propietăţi se numesc
“anomaliile apeiâ€Â.
Apa este lichidă într-un interval mare de temperatură (00C şi
1000C). Această anomalie este atribuită asocierii moleculelor de apă
prin legături de hidrogen.
Legăturile de hidrogen se realizează între moleculele care conţin
hidrogen legat covalent de un element puternic electro negativ care are
volum mic şi electroni neparticipanţi.
Legătura de hidrogen este electrostatică, mai mult slabă decât
legătura covalentă şi nu implică punerea în comun de electroni.
Densitatea apei variază în funcţie de temperatură:
t0C 0 4 10 15 20
( (g/cm3) 0,9998 1,0000 0,9997 0,9991 0,9982
Cauza anomaliilor densităţii este gradul diferit de asociere
moleculară. Moleculele care s-au asociat la un anumit moment se pot
desprinde pentru a se asocia din nou:
nH2O == (H2O)n
H H H
-----: O – H -----: O – H -----: O – H
. . . . .
.
La îngheţare se formează o a doua legătură de hidrogen la atomul de
oxigen, motiv pentru care gheaţa are o structură afânată care
determină creşterea volumului şi scăderea densităţii.
Prin îngheţare apa îşi măreşte volumul cu 9%. Aşa se explica de
ce se sparg conductele, cazanele, sticlele când îngheaţă apa în ele
şi de ce se crapă pietrele de ger. Majoritatea lichidelor îşi
măresc volumul de solidificare. Se ştie că la +40C apa are (max= 1
g/cm3 ceea ce se datorează faptului că apa este formată din (H2O)2;
aceasta presupune existenţa a doua legături de hidrogen.
Apa în stare de vapori este formată din molecule libere (n= 1).
c) Propietăţile chimice ale apei
Experimental s-a demonstrat că apa este o combinaţie chimică foarte
stabilă. Ea poate fi descompusă la peste 10000C sau cu ajutorul
curentului electric:
2H2O = 2H2+ O2
Apa este foarte reactivă din punct de vedere chimic. Ea reacţionează
în anumite condiţii cu metalele, nemetalele, oxizii bazici, oxizii
acizi, cu unele săruri.
d) Acţiunea apei asupra metalelor
Metalele: potasiu, calciu, sodiu reacţionează violent cu apa, la rece,
cu formare de hidroxid ÅŸi degajare de hidrogen.
Na + H2O = NaOH + 1/2H2(
Magneziul reacţionează cu apa la cald sau în stare de vapori:
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2(
Aluminiul este atacat de apă numai dacă este curăţat de stratul
protector de oxid:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2(
Fierul înroşit reacţionează cu apa în stare de vapori şi formează
oxid feroferic (oxid al Fe II ÅŸi Fe III):
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2(
Plumbul, cuprul, mercurul, aurul, argintul nu sunt atacate de apă sau
de vaporii acestuia.
Unele metale se corodează în prezenţa apei. Atacul este mai puternic
în prezenţa oxigenului şi a dioxidului de carbon.
e) Acţiunea apei asupra nemetalelor
Clorul în reacţie cu apa formează apa de clor:
Cl2 + H2O = HCl + HclO
HclO = HCl + [O]
Trecând un curent de vapori de apă peste cocs(carbon) la temperatura
de cel puţin 10000C se formează un amestec de monoxid de carbon şi
hidrogen, denumit gaz de apă. Reacţia are importanţă industrială:
C + H2O = CO( + H2(
f) Acţiunea apei asupra oxizilor
Apa reacţionează cu oxizii metalici solubili cu formare de hidroxizi.
Una dintre reacţiile cu importanţă practică o constituie stingerea
varului, reacţie puternic exotermă.
CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q
Hidroxidul de calciu obţinut este relativ puţin solubil în apă şi
de aceea la stingerea varului se obţine aşa-zisul lapte de var, care
reprezintă o suspensie finăde Ca(OH)2 într-o soluţie saturată de
hidroxid de calciu.
La dizolvarea dioxidului de sulf în apă are loc şi o reacţie
chimică din care rezultă o soluţie acidă, acid sulfuros.
SO2 + H2O = H2SO3
Reacţia cu carbidul sau carbura de calciu la CaC2 duce la formarea
acetilenei, substanţă organică utilizată la sudarea şi tăierea
metalelor în suflătorul oxiacetilenic:
CaC2 + 2H2O ( HC(CH + Ca(OH)2 + Q
g) Importanţa apei pentru viaţă
Apa are un rol esenţial în întreţinerea vieţii. Fără apă nu ar
putea exista viaţa. În organism apa intră în compoziţia organelor,
ţesuturilor şi lichidelor biologice. Ea dizolvă şi transportă
substanţele asimilate şi dezasimilate; menţine constantă
concentraţia sărurilor în organism şi, evaporându-se pe suprafaţa
corpului, ia parte la reglarea temperaturii.
Apa contribuie la fenomenele osmotice din plante şi are o deosebită
importanţă în procesul de fotosinteză.
Apa Potabilă se deosebeşte de apa distilată. În conformitate cu STAS
1342-1950, apa potabilă trebuie:
Să fie limpede, incoloră, fără miros sau gust deosebit;
Să aibă temperatura cuprinsă între 70 şi 150C şi să nu varieze
mult în timpul anului;
Să nu conţină materii străine în suspensie sau germeni patogeni;
Să conţină aer şi CO2 în soluţie;
Substanţele dizolvate raportate la un litru trebuie să se încadreze
între anumite limite;
Să nu conţină azotiţi sau sulfuri, săruri metalice precipitabile cu
H2S sau cu (NH4)2S, cu excepţia micilor cantităţi de Fe, Al, Mn.;
Să nu conţină NH3 sau fosfaţi care pot proveni prin contaminarea
apei cu substanţe organice în prutefacţii şi nici metan.
h) Întrebuinţările apei
Apa se întrebuinţează la:
Prepararea soluţiilor, fiind cel mai cunoscut solvent;
Obţinerea oxigenului şi hidrogenului prin electroliză;
Prepararea celor mai importanţi acizi anorganici;
Producerea energiei electrice;
Spălat, albit, colorat.
II. Petrolul
a) Petrolul reprezintă un amestec de hidrocarburi rezultat din materie
organică acumulată în regiuni marine subsidente în diferite perioade
geologice care a suferit o descompunere lentă în condiţii de mare
presiune. În istoria omenirii, el a fost cunoscut în regfiunea
Golfului Persic încă din mileniile VI – V a.Chr., fiind multă vreme
folosit la construcţii, călăfătuirea corăbiilor etc. Abia de la
mijlocul secolului XIX-lea s-a trecut treptat la valorificarea lui
industrială fiind mai întâi folosit ca lubrefiant, iar apoi în
petrochimie. Petrolul este substanţă care prin ardere degajă
căldură , este o resursă epuizabilă. Rezervele mondiale de petrol
sunt apreciate la circa 134,5 miliarde tone.
Ţiţeiul dezvoltă o putere calorică de la 5.500 – 11.000 kcal/kg,
este uşor de exploatat şi transportat, iar prin prelucrare dă o
mulţime de produse folosite în activităţile curente. După 1930,
petrolul s-a situat pe primul loc intre resursele energetice, ajungând
în prezent să reprezinte peste 45% din balanţa energetică mondială.
Astăzi viaţa oamenilor este de neconceput fără existenţa
petrolului. Din petrol se obţin păcură, benzină şi motorină,
folosite pentru producerea de căldură sau de energie electrică şi
pentru punerea în mişcare a autovehiculelor.
Petrolul este bogatia cea mai importantă a substratului consolidat. O
activitate de cercetare, prospecţiune şi expolatare deosebit de
intensă a dus la punerea in evidenţă a unor zăcăminte de
hidrocarburi foarte importante. În 1954 două ţări exploatau petrolul
din adâncul platformei continentale, iar peste 20 de ani au devenit ca
număr 30. În prezent există apoximativ 600 de platforme pentru
forarea şi exploatarea zăcămintelor de petrol submarin. Producţia
crescând din 1954 de la 810 mii t. în 1975 la 464 mil.t , în 1980 la
900 mil.t ÅŸi 1984 la 2 miliarde tone. Cele mai multe zone petroliere se
află în bazinul mijlociu al Atalnticului (10,5 miliarde), bazinul
nordic al Atlanticului (inclusiv Marea Nordului), în nordul Canadei şi
peninsula Alaska. Principalele zone marine în care se concentrează
rezervele sunt: Golful Persic, Marea Caspică, Marea Egee, Marea
Adriatică, Golful Mexic, Marea Mediterană, Marea Roşie, Marea
Nordului, Golful Guines, Marea Neagră, Marea Japoniei, Marea Galbenă,
Platforma continentală a Australiei, Platforma continentală a Americii
de Sud şi Platforma continentală a Americii de Nord. Pentru
exploatarea zăcămintelor de petrol se folosesc platformele de foraj de
diferite feluri.
Alaska, un uscat format mai ales din stânci, zăpadă şi gheaţă, are
mari zăcăminte de petrol, formate din resturile animalelor şi
plantelor marine, care pe vremuri populau zona respectivă.
b) Poluarea activă
Poluarea cu petrol a oceanelor a atins proporţii critice şi frecvenţa
şi scara manifestărilor a crescut rapid. În prezent hidrocarburile
reprezintă întradevăr principalii agenţi poluanţi ai mărilor.
Fiind rezistente la ancţiunea bacterilor, persistă timp îndelungat
în regiunile infectate, formând o peliculă superficială (întrucât
au densitatea mai mica decât a apei) care împiedică difuzarea
oxigenului în apă. Asimilaţia clorofiliană şi respiraţia
organismelor sunt împiedicate. Ca urmare se îngreunează fotosinteza
fitoplanctonului, care produce circa 70% din oxigenul atmosferic.
Aliment de baza al vieţii marine, algele şi planctonul încetează să
prolifereze. Compuşii fenolici şi aromatici au acţiune toxică asupra
vieţuitoarelor acvatice. Hidrocarburile cancerigene (3-4 benzopiren),
concentrate în organismul animalelor acvatice comestibile, ajung în
alimentaţia omului. Aşadar poluarea cu petrol dă o lovitură
puternică nu numai echilibrului marin, ci şi sănătăţii omului.
Setea crescandă de petrol determină o largă toleranţă faţă de
poloarea produsă de prelucrarea şi consumul lui, ea nu va constitui
în urmatoarele decenii un argument în favoarea limitării consumului,
iar eforturile nu vor stăvili tendinţa de creştere a poluării.
Poluarea determinată de extracţie şi transport vizează în deosebi
mediul marin. Deversările în Marea Nordului, Golful Mexic, Golful
Persic, avarile cât şi operaţiile de întreţinere completează
cantitatea petrolului irosit anual în mare, calculat la peste 12
milioane tone.
Atenţia cea mai mare pe plan international este concentrată asupra
efectelor poluarii pe termen lung. În principal se urmăreşte
evoluţia unor mari inchise, ca Marea Baltică, Marea Neagră şi Marea
Mediterană.
Tancurile petroliere au întins hidrocarburi pe cea mai mare suprafaţă
a oceanelor. Ele au apărut ca mici nodule de petrol care au spălat
plajele internaţionale, mai ales zona debarcaderelor. Din loc în loc
marile reversări petroliere au devastat comunităţile dealungul
ţărmului. Acestea sunt tulburări de mediu provocate de activitatea
umană şi date fiind dimensiunile uriaşe ale tancurilor petroliere,
este de mirare ca aceste hidrocarburi nu au fost identificate în
cantităţi şi mai mari.
Riscurile legate de transporturile marine s-au redus mult comparativ cu
situaţia existentă cu câteva decenii în urma. În prezent, peste 85%
din petrolul exploatat pe glob se transporta cu ajutorul tancurilor
petroliere uriaşe unele având peste 320 m lungime şi o capacitate de
peste 2 milioane brarili. Eşuarea acestor vase în timp de furtună,
din cauza defecţiunii technice sau din cauza unor erori de pilotaj,
generează cele mai grave accidente ecologice.
Eşuarea petrolierului “Amoco Cadiz†în 1978, coastele franceze din
Bretagne a determinat deversarea a 230000 tone de petrol în mare, fiind
afectată fauna şi flora din regiune pe suprafeţe de sute de
kilometrii pătraţi în lungul coastelor.
Un alt accident grav s-a înregistrat în Golful Prinţul William din
Alaska, unde eÅŸuarea petrolierului “Exon Valdezâ€Â, in 1989, a
determinat deversarea în apele oceanului a 38000 tone petrol, care au
afectat grav ecosistemel marine pe o suprafaţă de 1500 km2 .
Cheltuielilie legate de îndepartarea poluării suportate de Compania
Exon, proprietara vasului, au fost de 2,5 miliarde dolari.
Bibliografie
Gheorghe I. Manea – Resursele mărilor şi oceanelor (Editura
Politică)
Silviu Neguţ – Geografie manual clasa a X-a (Editura Humanitas)
Cristian Tache, Luminiţa Ursea – Chimie manual clasa a IX-a (Editura
Humanitas)
Cuprins
Apa H2O
Structura moleculei de apă.
b) Propietăţile fizice ale apei.
Propietăţile chimice ale apei.
d) Acţiunea apei asupra metalelor.
Acţiunea apei asupra nemetalelor.
Acţiunea apei asupra oxizilor
Importanţa apei pentru viaţă
Întrebuinţările apei
Petolul
Petrolul
Poluarea activă
Aluminiu
Răspândire în natură: Al este cel mai răspândit metal în
natură; el alcătuieşte 7,4% din scoarţa pământului. Al nu există
în stare nativă. Dintre mineralele mai importante sunt: micele,
feldspaţii respectiv şi produsele de alterare ale acestora: caolinul
şi argila, corindonul şi varietăţile lui, bauxita apoi criobitul.
Preparare: Fabricarea Al comportă două etape: a) fabricarea oxidului
de Al
b) obţinerea Al din alumină
Al , mai ales acela destinat construcţiilor de avioane nu trebuie să
conţină nici fier nici siliciu. De aceea când bauxitele conţin
cantităţi mai mari de fier şi de siliciu, ele trebuie supuse unor
tratamente prealabile de purificare.
Procedeul Bayer este unul dintre cele mai răspândite procedee pentru
fabricarea aluminei din bauxite sărace în fier şi siliciu. În acest
procedeu, bauxita, în prealabil calcinată şi măcinată, este
tratată cu hidroxid de sodiu, în autoclave, la 4 – 6 at şi 160 –
180 C. Oxidul de Al din bauxită trece în soluţie sub formă de
aluminat de sodiu Na[Al(OH)4]. Amestecul se filtrează, separându-se
soluţia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier şi de combinaţiile
siliciului cu aluminatul de sodiu.
În soluţia cu aluminat de sodiu se introduce fie un curent de bioxid
di carbon, când precipită hidroxidul de Al.
2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2O
fie cantităţi mici de Al(OH)3 care amorsează desc aluminatului având
rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de Al:
Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOH
Hidroxidul de Aluminiu obţinut se calcinează în cuptoare rotative la
12000C când trece în oxid de Al:
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Noroaiele roşii rămase de la separarea hidroxidului de Al conţin în
afară de oxizi de fier şi siliciu, oxid de titan şi oxid de vanadiu,
a căror extragere este o problemă luată în cercetare.
Un conţinut mai mare de siliciu în bauxită este dăunător, deoarece
siliciul trece în Al2O3, de unde poate pătrunde în Al metalic.
Oxidul de aluminiu nu poate fi redus cu cărbune deoarece s-ar forma
carbura de aluminiu, Al4C3. Cum însă alumina are un punct de topire
foarte ridicat(20500C) în topitură se adaugă drept fondant criolit,
care scade temperatura de topire la 9800C. Se lucrează la intensităţi
de curent de peste 50000A.
Celula electrolitică este formată dintr-o cuvă de oţel căptuşită
cu blocuri de grafit suspendaţi în topitură. Prin trecerea curentului
electric, Al se adună în jurul catodului la fundul celulei, de unde
este scos periodic, iar O este pus în libertate la anod, unde se
uneşte cu carbonul electrodului formând oxizi de carbon. Anodul fiind
consumat, trebuie înlocuit din timp în timp.
Al obţinut este impur şi trebuie rafinat. Pentru obţinerea aluminiu
foarte pur, cu 99,90 – 99,99% Al se foloseşte rafinarea
electrolitică.
Proprietăţi fizice: Aluminiu este un metal alb – argintiu, care
cristalizează în sistemul cubic cu feţe centrate. Este un metal uşor
mai puţin dur decât cuprul. Aluminiu este un foarte bun conducător de
căldură şi electricitate. Conductibilitatea electrică şi cea
termică sunt aproximativ pe jumătate cât la cupru. Aluminiu este
foarte plastic; poate fi laminat, bătut în foi foarte subţiri sau
transformat în sârmă fină.
Proprietăţi chimice: Aluminiul este un element activ din punct de
vedere chimic. DeÅŸi are caracter puternic electropozitiv la
temperatură obişnuită aluminiul pur devine stabil în aer, deoarece
este apărat de pelicula subţire de oxid de aluminiu format la
suprafaţa lui. Tot aşa de stabil este faţăde apă. Formarea
peliculei de oxid de aluminiu care protejează metalele de acţiunea
aerului şi umezelii poate fi împiedicată prin analgamarea suprafeţei
aluminiului.
De aceea, o bucată de tablă de aluminiu analgamată prin frecarea
suprafeţei cu o soluţie concentrată de clorură mercurică sau
pulbere de oxid de mercur sau direct cu mercur, expusă la aer, se
acoperă cu eflorescente albe datorită formării hidroxidului de
aluminiu.
Încălzit până la 7000C, aluminiu în pulbere arde arde în aer cu
lumină strălucitoare, formând oxid de aluminiu.
4Al + 3O2 = 2Al2O3
Cantitatea de căldură degajată în această reacţie este
apreciabilă.
Din cauza afinităţii mari a Aluminiului pentru O, el îl scoate din
oxizii metalici mai puţin activi. De exemplu, dacă un amestec format
din pulbere de aluminiu ÅŸi oxid de fier este aprins este aprins
datorită reacţiei care are loc:
2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe
este extrem de energică iar căldura degajată ridică temperatura
produselor până la peste 20000C. La această temperatură fierul se
topeşte iar oxidul de aluminiu se ridică la suprafaţă. Reacţia stă
la baza procedeului aluminotermaplicat la extragerea unor metale din
oxizii lor cum şi pentru obţinerea temperaturii înalte necesare
sudurii fierului.
Aluminiul reacţionează cu clorul şi bromul la temperaturi obişnuite,
iar cu iodul la încălzire.Cu azotul şi carbonul se combină la
temperaturi foarte ridicate. Cu acizii minerali reacţionează la
căldură, formând sărurile respective. Aluminiul reacţionează
energic cu hidroxizii alcalini, se formează un hidroxo aluminat şi se
dezvoltă hidrogenul. Reacţia se desfăşoară în două etape. În
prima, pelicula de oxid de aluminiu fiind îndepărtată de soluţia de
hidroxid alcalin, al metalelor reacţionează cu apa; rezultă
hidroxidul de aluminiu care în etapa a doua cu hidroxidul alcalin
formează hidroxoaluminaţi de exemplu:
2Al + 2H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
- PAGE 12 -
ì¥Â