แผนธุรกิจ-การบัญชี  ข้อตกลง.  ชีวิตและธุรกิจ  ภาษาต่างประเทศ.  เรื่องราวความสำเร็จ

เป็นครั้งแรกที่ได้รับอลูมิเนียมในรูปแบบบริสุทธิ์ อลูมิเนียมเกิดขึ้นได้อย่างไร?

สารยึดเกาะที่มีอะลูมิเนียมเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ อย่างไรก็ตาม สารส้ม (ละติน Alumen หรือ Alumin, Alaun ของเยอรมัน) ซึ่งพลินีกล่าวถึงโดยเฉพาะเป็นที่เข้าใจกันในสมัยโบราณและในยุคกลางว่าเป็นสารต่างๆ ในพจนานุกรมการเล่นแร่แปรธาตุของ Ruland คำว่า Alumen พร้อมด้วยคำจำกัดความต่างๆ ได้ถูกให้ไว้ใน 34 ความหมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันหมายถึงพลวง, Alumen alafuri - เกลืออัลคาไลน์, Alumen Alcori - ไนตรัมหรือสารส้มอัลคาไล, Alumen creptum - ทาร์ทาร์ (ทาร์ทาร์) ของไวน์ที่ดี, Alumen fascioli - อัลคาไล, Alumen odig - แอมโมเนีย, Alumen scoriole - ยิปซั่ม ฯลฯ ผู้เขียน "พจนานุกรมผลิตภัณฑ์ยาอย่างง่าย" ที่มีชื่อเสียง (1716) ยังมีรายชื่อสารส้มหลากหลายประเภทอีกด้วย

จนกระทั่งถึงศตวรรษที่ 18 สารประกอบอะลูมิเนียม (สารส้มและออกไซด์) ไม่สามารถแยกความแตกต่างจากสารประกอบอื่นที่มีลักษณะคล้ายกันได้ Lemery อธิบายสารส้มดังนี้: “ในปี 1754 Marggraf ได้แยกสารส้ม (โดยการกระทำของด่าง) ออกจากสารละลายของสารส้ม ซึ่งเขาเรียกว่า “สารส้มเอิร์ธ” (Alaunerde) และสร้างความแตกต่างจากดินแดนอื่นในไม่ช้า สารส้มเอิร์ธได้รับชื่ออลูมินา (อลูมินาหรืออลูมีน) ในปี ค.ศ. 1782 ลาวัวซิเยร์ได้แสดงความคิดที่ว่าอะลูมิเนียมเป็นออกไซด์ของธาตุที่ไม่รู้จัก ใน "ตารางของวัตถุธรรมดา" ลาวัวซิเยร์วางอะลูมิเนียมไว้ในหมู่ "วัตถุที่ก่อรูปเป็นเกลืออย่างเรียบง่าย ” คำพ้องสำหรับชื่อของอลูมินามีให้ที่นี่ด้วย: อาร์จิล (Argile) สารส้มเอิร์ ธ ฐานของสารส้ม ดังที่ Lemery ชี้ให้เห็นในพจนานุกรมของเขามาจากดินเหนียวของชาวกรีก ใน “ปรัชญาเคมีระบบใหม่” ของเขาให้สัญญาณพิเศษสำหรับอลูมินาและให้สูตรสารส้มที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อน ( !)

หลังจากการค้นพบโลหะอัลคาไลโดยใช้ไฟฟ้ากัลวานิก Davy และ Berzelius พยายามแยกอะลูมิเนียมโลหะออกจากอลูมินาในลักษณะเดียวกันไม่สำเร็จ เฉพาะในปี ค.ศ. 1825 เท่านั้นที่ปัญหาได้รับการแก้ไขโดยนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก เออร์สเตด โดยใช้วิธีการทางเคมี เขาส่งคลอรีนผ่านส่วนผสมร้อนของอลูมินาและถ่านหิน และอะลูมิเนียมคลอไรด์ที่เป็นผลลัพธ์นั้นถูกให้ความร้อนด้วยโพแทสเซียมอะมัลกัม หลังจากการระเหยของปรอท Oersted เขียนว่าได้โลหะที่มีลักษณะคล้ายกับดีบุก ในที่สุด ในปี 1827 Wöhler ได้แยกโลหะอะลูมิเนียมด้วยวิธีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ด้วยการให้ความร้อนกับอะลูมิเนียมคลอไรด์ปราศจากน้ำด้วยโลหะโพแทสเซียม

ประมาณปี 1807 เดวีซึ่งพยายามดำเนินการอิเล็กโทรไลซิสของอลูมินา ได้ตั้งชื่อให้กับโลหะที่ควรจะประกอบด้วยอะลูมิเนียม (อะลูมิเนียม) หรืออะลูมิเนียม (อะลูมิเนียม) ชื่อหลังกลายเป็นเรื่องปกติในสหรัฐอเมริกา ในขณะที่ในอังกฤษและประเทศอื่นๆ ชื่อ Aluminium ซึ่งต่อมาเสนอโดย Davy คนเดียวกันก็ได้ถูกนำมาใช้ ค่อนข้างชัดเจนว่าชื่อทั้งหมดนี้มาจากคำภาษาละตินว่าสารส้ม (Alumen) เกี่ยวกับที่มาซึ่งมีความคิดเห็นที่แตกต่างกันตามหลักฐานของผู้เขียนหลายคนย้อนหลังไปถึงสมัยโบราณ ดังนั้น A.M. Vasiliev โดยสังเกตที่มาของคำนี้ที่ไม่ชัดเจนจึงอ้างถึงความคิดเห็นของ Isidore บางอย่าง (เห็นได้ชัดว่า Isidore แห่ง Seville อธิการที่อาศัยอยู่ในปี 560 - 636 ซึ่งเป็นนักสารานุกรมที่มีส่วนร่วมในการวิจัยนิรุกติศาสตร์โดยเฉพาะ): " อลูเมนเรียกว่าลูเมน เนื่องจากจะให้ลูเมน (แสง ความสว่าง) แก่สีเมื่อเติมเข้าไประหว่างการย้อม" อย่างไรก็ตาม คำอธิบายนี้แม้จะเก่ามาก แต่ก็ไม่ได้พิสูจน์ว่าคำว่าอะลูมิเนียมมีต้นกำเนิดเช่นนั้นแน่ชัด ในที่นี้ มีเพียงการพูดซ้ำซากโดยไม่ได้ตั้งใจเท่านั้นที่มีแนวโน้มค่อนข้างมาก ในทางกลับกัน Lemery (1716) ชี้ให้เห็นว่าคำว่า alumen มีความเกี่ยวข้องกับภาษากรีก (halmi) ซึ่งหมายถึงความเค็ม น้ำเกลือ น้ำเกลือ ฯลฯ

ชื่ออลูมิเนียมของรัสเซียในทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 19 ค่อนข้างหลากหลาย ผู้เขียนหนังสือเกี่ยวกับเคมีในยุคนี้แต่ละคนพยายามเสนอชื่อของตนเองอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้น Zakharov จึงเรียกอะลูมิเนียมอลูมินา (1810), Giese - อลูมิเนียม (1813), Strakhov - สารส้ม (1825), Iovsky - ดินเหนียว, Shcheglov - อลูมินา (1830) ใน "ร้านค้าของ Dvigubsky" (1822 - 1830) อลูมินาเรียกว่าอลูมินา, อลูมินา, อลูมินา (เช่นอลูมินากรดฟอสฟอริก) และโลหะเรียกว่าอลูมิเนียมและอลูมิเนียม (1824) Hess ใน "รากฐานของเคมีบริสุทธิ์" ฉบับพิมพ์ครั้งแรก (พ.ศ. 2374) ใช้ชื่ออลูมินา (อลูมิเนียม) และในฉบับที่ห้า (พ.ศ. 2383) - ดินเหนียว อย่างไรก็ตาม เขาตั้งชื่อเกลือตามคำว่าอลูมินา เช่น อลูมินาซัลเฟต Mendeleev ใน "ความรู้พื้นฐานทางเคมี" ฉบับพิมพ์ครั้งแรก (1871) ใช้ชื่ออะลูมิเนียมและดินเหนียว ในฉบับต่อๆ มา คำว่า gliny จะไม่ปรากฏอีกต่อไป

ชื่อ "อลูมิเนียม" มาจาก "อลูมิเนียม" ซึ่งเป็นสารที่ค้นพบโดยนักเคมีชาวอังกฤษ ฮัมฟรีย์ เดวี ในปี 1807 รากของคำว่า “สารส้ม” แปลว่า “สารส้ม” ซึ่งเป็นเกลือของอะลูมิเนียม

ความพยายามของฮัมฟรีย์ในการแยกโลหะที่เขาค้นพบในรูปแบบบริสุทธิ์นั้นไม่ประสบผลสำเร็จ และมีเพียงในปี ค.ศ. 1825 นักวิทยาศาสตร์อีกคนหนึ่งคือ Dane Hans Christian Oersted เท่านั้นที่สามารถรับอะลูมิเนียมโดยไม่มีสิ่งเจือปน

อีก 20 ปีต่อมา นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ฟรีดริช เวห์เลอร์ ได้ทำการศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับคุณสมบัติของอะลูมิเนียมเป็นครั้งแรก เป้าหมายของ Wehler คือการค้นพบความลับของความเบาของโลหะนี้

นักวิทยาศาสตร์หลายคนในยุคนั้นพยายามแก้ไขปัญหาการแยกโลหะนี้ออก วิธีต่างๆแต่พวกเขาล้วนมีข้อบกพร่อง ดังนั้น ในช่วงกลางทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ 19 ชาวฝรั่งเศส Henri Saint-Clair Deville ได้เรียนรู้วิธีการผลิตอะลูมิเนียมโดยใช้โซเดียม แต่ผลผลิตเป็นโลหะเบาเพียงไม่กี่กิโลกรัม เป็นผลให้วิธีนี้ไม่ได้ใช้ในทางปฏิบัติ การผลิตภาคอุตสาหกรรมแต่แพร่หลายในหมู่นักวิทยาศาสตร์ซึ่งทำให้พวกเขาสามารถทำการทดลองเพิ่มเติมเพื่อศึกษาคุณลักษณะของอะลูมิเนียมได้

ประวัติความเป็นมาของการผลิตอะลูมิเนียมโดยการถลุงเริ่มขึ้นในปลายศตวรรษที่ 19 วิธีการนี้ถูกค้นพบในปี 1886 พร้อมๆ กันโดยนักวิทยาศาสตร์สองคน ได้แก่ American Charles Hall และ Paul Héroult ชาวฝรั่งเศส ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจคือพวกเขาไม่เพียงแต่คิดค้นวิธี Hall-Heroux ตามที่เรียกกันในภายหลังในปีเดียวกันเท่านั้น แต่วันเกิดและวันตายของพวกเขาก็ตรงกัน (พ.ศ. 2406-2457)

2 ปีต่อมา Karl Weier ชาวออสเตรียได้ปรับปรุงวิธี Hall-Heroult ให้ทันสมัยขึ้น โดยใช้แร่อะลูมิเนียมแทนอะลูมิเนียมออกไซด์เป็นวัสดุเริ่มต้นในการผลิตอะลูมิเนียม ส่งผลให้ราคาอะลูมิเนียมลดลง 80% และมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม

อลูมิเนียมเริ่มถูกนำมาใช้เกือบทุกที่ตั้งแต่ในประเทศไปจนถึงการผลิตอาวุธ Jules Verne นักเขียนชื่อดังระดับโลกกล่าวถึงเขาในผลงานของเขา ที่นั่นเหล่าฮีโร่สร้างจรวดและเรือจากอลูมิเนียม

การประดิษฐ์ไม้อัดหลายชั้น ยาง และแน่นอนว่าพลาสติกก็มีส่วนช่วยในการพัฒนาการใช้อะลูมิเนียมเช่นกัน วัสดุทั้งหมดเหล่านี้ได้รับการบูรณาการอย่างแข็งขันกับอะลูมิเนียมในการผลิตอุปกรณ์และกลไกที่ซับซ้อน พลวัตของการพัฒนาการผลิตอะลูมิเนียมเป็นหลักฐานจากข้อเท็จจริงที่ว่ากว่าร้อยปีตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 ถึง 21 การผลิตอะลูมิเนียมเพิ่มขึ้น 110,000 เท่าและในปี 2553 มีจำนวน 40 ล้านตัน

อลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก กลุ่มที่ 3คาบที่ 3 มีเลขอะตอม 13 อะลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบ p ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมอะลูมิเนียมประกอบด้วยอิเล็กตรอน 3 ตัวซึ่งมี การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ 3s 2 3p 1. อลูมิเนียมมีสถานะออกซิเดชันที่ +3

อยู่ในกลุ่มโลหะเบา โลหะที่พบมากที่สุดและเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีมากเป็นอันดับสามในเปลือกโลก (รองจากออกซิเจนและซิลิคอน)

สารง่ายๆ อลูมิเนียม - น้ำหนักเบา, โลหะพาราแมกเนติกสีขาวเงิน, ขึ้นรูปง่าย, หล่อ, เครื่องจักรกล- อลูมิเนียมมีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าสูงและทนต่อการกัดกร่อนเนื่องจากการก่อตัวอย่างรวดเร็วของฟิล์มออกไซด์ที่แข็งแกร่งซึ่งช่วยปกป้องพื้นผิวจากการมีปฏิสัมพันธ์เพิ่มเติม

คุณสมบัติทางเคมีของอลูมิเนียม

ภายใต้สภาวะปกติ อะลูมิเนียมจะถูกเคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์ที่บางและทนทาน ดังนั้นจึงไม่ทำปฏิกิริยากับสารออกซิไดซ์แบบดั้งเดิม: ด้วย H 2 O (t°); O 2, HNO 3 (โดยไม่ให้ความร้อน) ด้วยเหตุนี้อลูมิเนียมจึงไม่ถูกกัดกร่อนและเป็นที่ต้องการอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ เมื่อฟิล์มออกไซด์ถูกทำลาย อลูมิเนียมจะทำหน้าที่เป็นโลหะรีดิวซ์ที่แอคทีฟ

1. อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับสารที่ไม่ใช่โลหะได้ง่าย:

4อัล + 3O 2 = 2อัล 2 O 3

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3,

2Al + 3 Br 2 = 2AlBr 3

2อัล + ยังไม่มีข้อความ 2 = 2อัลเอ็น

2อัล + 3S = อัล 2 ส 3

4Al + 3C = อัล 4 C 3

อลูมิเนียมซัลไฟด์และคาร์ไบด์ถูกไฮโดรไลซ์อย่างสมบูรณ์:

อัล 2 ส 3 + 6H 2 O = 2อัล(OH) 3 + 3H 2 ส

อัล 4 C 3 + 12H 2 O = 4อัล(OH) 3 + 3CH 4

2. อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับน้ำ

(หลังจากลอกฟิล์มป้องกันออกไซด์ออกแล้ว):

2อัล + 6H 2 O = 2อัล(OH) 3 + 3H 2

3. อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับด่าง

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

2(NaOHH 2 O) + 2Al = 2NaAlO 2 + 3H 2

ขั้นแรก ฟิล์มป้องกันออกไซด์จะละลาย: Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na

จากนั้นปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น: 2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2, NaOH + Al(OH) 3 = Na,

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

และเป็นผลให้อะลูมิเนตเกิดขึ้น: นา - โซเดียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต เนื่องจากอะตอมของอลูมิเนียมในสารประกอบเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยหมายเลขประสานงานที่ 6 ไม่ใช่ 4 สูตรที่แท้จริงของสารประกอบเตตระไฮดรอกโซจึงเป็นดังนี้: Na

4. อลูมิเนียมละลายได้ง่ายในกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกเจือจาง:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

2Al + 3H 2 SO 4 (ดิล) = อัล 2 (SO 4) 3 + 3H 2

เมื่อถูกความร้อนจะละลายเข้าไป กรด - ตัวออกซิไดซ์ทำให้เกิดเกลืออะลูมิเนียมที่ละลายน้ำได้:

8Al + 15H 2 SO 4 (คอนซี) = 4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O

อัล + 6HNO 3 (conc) = อัล(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

5. อลูมิเนียมลดโลหะจากออกไซด์ (aluminothermy):

8อัล + 3เฟ 3 โอ 4 = 4อัล 2 โอ 3 + 9เฟ

2Al + Cr 2 O 3 = อัล 2 O 3 + 2Cr

มนุษย์รู้จักสารประกอบอะลูมิเนียมมาตั้งแต่สมัยโบราณ หนึ่งในนั้นคือสารยึดเกาะ ซึ่งรวมถึงอะลูมิเนียม-โพแทสเซียมสารส้ม KAl(SO4)2 พวกเขาพบว่ามีการนำไปใช้อย่างกว้างขวาง พวกมันถูกใช้เป็นยาประชดประชันและเป็นยาอุดเลือด การชุบไม้ด้วยสารละลายโพแทสเซียมสารส้มทำให้ไม่ติดไฟ ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์ที่น่าสนใจเป็นที่รู้กันว่า Archelaus ผู้บัญชาการจากโรมในช่วงสงครามกับเปอร์เซียได้สั่งให้ทาอาคารซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงสร้างป้องกันด้วยสารส้มได้อย่างไร ชาวเปอร์เซียไม่สามารถเผาพวกมันได้

สารประกอบอะลูมิเนียมอีกชนิดหนึ่งคือดินเหนียวธรรมชาติ ซึ่งรวมถึงอะลูมิเนียมออกไซด์ Al2O3 ด้วย

ความพยายามครั้งแรกเพื่อให้ได้อะลูมิเนียมเฉพาะในกลางศตวรรษที่ 19 เท่านั้น ความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก H.K. Oersted ประสบความสำเร็จ เพื่อให้ได้มานั้น เขาใช้โพแทสเซียมที่ผสมกันเป็นตัวรีดิวซ์อะลูมิเนียมจากออกไซด์ แต่ไม่สามารถทราบได้ว่าโลหะชนิดใดที่ได้รับในตอนนั้น ไม่นานหลังจากนั้น สองปีต่อมา นักเคมีชาวเยอรมัน Wöhler ได้อะลูมิเนียมมา โดยได้อะลูมิเนียมโดยใช้การให้ความร้อนของอะลูมิเนียมคลอไรด์ปราศจากน้ำกับโลหะโพแทสเซียม
งานหลายปีของนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันไม่ได้ไร้ประโยชน์ ตลอดระยะเวลา 20 ปี เขาสามารถเตรียมโลหะที่เป็นเม็ดได้ มันดูคล้ายกับสีเงิน แต่เบากว่ามาก อลูมิเนียมก็มาก โลหะราคาแพงและจนถึงต้นศตวรรษที่ 20 มูลค่าของมันสูงกว่าราคาทองคำ ด้วยเหตุนี้ อะลูมิเนียมจึงถูกนำมาใช้เป็นนิทรรศการในพิพิธภัณฑ์เป็นเวลาหลายปี ประมาณปี ค.ศ. 1807 เดวีพยายามดำเนินการอิเล็กโทรไลซิสของอลูมินา และได้รับโลหะที่เรียกว่าอะลูมิเนียม (อะลูมิเนียม) หรืออะลูมิเนียม (อะลูมิเนียม) ซึ่งแปลมาจากภาษาละตินว่าสารส้ม

การผลิตอะลูมิเนียมจากดินเหนียวเป็นที่สนใจไม่เพียงแต่สำหรับนักเคมีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงนักอุตสาหกรรมด้วย อลูมิเนียมแยกออกจากสารอื่นได้ยากมาก ซึ่งส่งผลให้มีราคาแพงกว่าทองคำ ในปี พ.ศ. 2429 นักเคมี C.M. ฮอลล์เสนอวิธีการที่ทำให้ได้โลหะในปริมาณมาก ในขณะที่ทำการวิจัย เขาได้ละลายอะลูมิเนียมออกไซด์ในตัวละลายของไครโอไลท์ AlF3 nNaF ส่วนผสมที่ได้จะถูกวางในภาชนะหินแกรนิต และกระแสไฟฟ้าตรงถูกส่งผ่านการหลอม เขาประหลาดใจมากเมื่อผ่านไประยะหนึ่ง เขาค้นพบแผ่นอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ที่ด้านล่างของภาชนะ ปัจจุบันวิธีนี้เป็นวิธีหลักในการผลิตอะลูมิเนียมใน ระดับอุตสาหกรรม- โลหะที่ได้นั้นดีในทุกสิ่ง ยกเว้นความแข็งแกร่ง ซึ่งจำเป็นสำหรับอุตสาหกรรม และปัญหานี้ก็ได้รับการแก้ไข นักเคมีชาวเยอรมัน Alfred Wilm ผสมอลูมิเนียมกับโลหะอื่นๆ ได้แก่ ทองแดง แมงกานีส และแมกนีเซียม ผลลัพธ์ที่ได้คือโลหะผสมที่แข็งแกร่งกว่าอะลูมิเนียมมาก


วิธีการได้รับ

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับวิธีการผลิตอะลูมิเนียมโดยแยกอะลูมิเนียมออกจากสารละลายในน้ำพร้อมกับไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า วิธีการนี้ใช้แคโทดของโลหะเหลว เช่น แกลเลียม ปริมาณอะลูมิเนียมในโลหะเพิ่มขึ้นเป็น 6 % โดยน้ำหนัก โลหะผสมจะถูกเอาออกจากอิเล็กโทรไลเซอร์ ทำให้เย็นลงในช่วง 98 ถึง 26°C และอะลูมิเนียมถูกแยกได้โดยการตกผลึก เพื่อให้ได้สารละลายของแข็งอิ่มตัวปฐมภูมิที่มีปริมาณอะลูมิเนียม ประมาณ 80 wt.% สุราแม่ซึ่งเป็นโลหะผสมที่มีส่วนผสมของยูเทคติก จะถูกส่งกลับไปยังอิเล็กโทรไลซิสในฐานะโลหะแคโทด และสารละลายของแข็งปฐมภูมิจะถูกละลายและนำไปตกผลึกใหม่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 660°C โดยแยกสารละลายทุติยภูมิ ทุติยภูมิ ตติยภูมิ เป็นต้น ตามลำดับ สารละลายของแข็งจากของเหลวเพื่อให้ได้อะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ทางเทคนิค วิธีการทางเลือกอื่นสำหรับการผลิตอะลูมิเนียม ได้แก่ กระบวนการคาร์บอเทอร์มิก กระบวนการ Todt กระบวนการ Kuwahara การอิเล็กโทรไลซิสของคลอไรด์ การลดปริมาณอะลูมิเนียมด้วยโซเดียม ยังไม่ได้แสดงให้เห็นข้อดีใดๆ เหนือวิธี Héroux-Hall ต้นแบบของการประดิษฐ์ในปัจจุบันเป็นข้อเสนอก่อนหน้านี้ของเราในชื่อเดียวกันภายใต้ N การผลิตอะลูมิเนียมจากสารละลายที่เป็นน้ำพร้อมกับไฮโดรเจนซึ่งถือเป็นแก่นแท้ของการประดิษฐ์นี้ เป็นสิ่งที่น่าดึงดูดอย่างยิ่ง แต่ก็ไม่สามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากกระบวนการ ของการทู่ของอะลูมิเนียมแคโทดที่เป็นของแข็งด้วยฟิล์มออกไซด์-ไฮดรอกไซด์ที่มีองค์ประกอบแปรผัน ความพยายามของเราในการนำกระบวนการนี้ไปใช้ในสารละลายอัลคาไลอะลูมิเนต กรดซัลฟิวริก กรดไฮโดรคลอริก และกรดไนตริกก็ล้มเหลวไม่แพ้กัน ในเรื่องนี้ เราเสนอให้ผลิตอะลูมิเนียมและไฮโดรเจนบนแคโทดโลหะเหลวที่ไหลผ่าน เช่น แคโทดแกลเลียมหรือโลหะผสมที่ประกอบด้วยแกลเลียม-อะลูมิเนียม สามารถใช้โลหะผสมที่หลอมละลายต่ำอื่นๆ ได้ แคโทด. เป็นผลให้สามารถดำเนินการอิเล็กโทรไลซิสได้อย่างง่ายดาย และในการประมาณครั้งแรก เพียงแค่รับประกันการปล่อยอะลูมิเนียมเข้าไปในโลหะผสมแคโทด

ในอุตสาหกรรม อลูมิเนียมผลิตโดยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของ Al2O3 ในไครโอไลท์ Na3 หลอมเหลวที่อุณหภูมิ 950

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

ปฏิกิริยาหลักของกระบวนการ:

CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 (15.z)

SiO2 + 6HF →H2SiF6 + 2H2

HF และ H2SiF6 เป็นผลิตภัณฑ์ก๊าซที่จับด้วยน้ำ ในการกำจัดซิลิกอนสารละลายที่ได้นั้น จะต้องใส่ปริมาณโซดาที่คำนวณได้ลงไปก่อน:

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

Na2SiF6 ที่ละลายได้น้อยจะถูกแยกออก และสารละลายกรดไฮโดรฟลูออริกที่เหลือจะถูกทำให้เป็นกลางด้วยโซดาและอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ส่วนเกินเพื่อให้ได้ไครโอไลท์:

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

NaF และ AlF3 สามารถหาแยกกันได้ในลักษณะเดียวกัน หากสารละลายดีซิลิคอนของกรดไฮโดรฟลูออริกถูกทำให้เป็นกลางด้วยปริมาณ Na2CO3 หรือ Al(OH)3 ที่คำนวณได้

คุณสมบัติทางกายภาพ

อลูมิเนียมเป็นโลหะสีขาวเงิน น้ำหนักเบา ทนทาน ความหนาแน่นของมันคือ 2.7 g/cm3 ซึ่งเบากว่าเหล็กเกือบสามเท่า ได้รับการประมวลผลอย่างดี: รีด, ปลอมแปลง, ประทับตรา, ดึงเป็นลวด, มีการนำไฟฟ้าที่ดี (รองจากเงินและทองแดงเป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีที่สุด)

คุณสมบัติทางเคมี

1) อลูมิเนียมเมทัลลิกก่อให้เกิดโลหะผสมกับโลหะหลายชนิด: Cu, In, Mg, Mn, Ni, Cr เป็นต้น

2) อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับอโลหะหลายชนิด: ในรูปของฝุ่นและเศษเล็กเศษน้อย มันจะเผาไหม้ในออกซิเจนและปล่อยความร้อนจำนวนมาก กลายเป็นอะลูมิเนียมออกไซด์:

4 อัล + 3O2 → Al2O3

3) อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับสารที่ซับซ้อนหลายชนิด อลูมิเนียมสามารถกันน้ำได้จริงเนื่องจากมีชั้นออกไซด์บาง ๆ ปกคลุมอยู่ ที่อุณหภูมิสูงถูกกีดกัน ฟิล์มป้องกันจะมีปฏิกิริยากับน้ำตามสมการ

2Al + 6 H2O → 2Al(OH)3 + 3H2


แอปพลิเคชัน

โลหะผสมที่มีอะลูมิเนียมเป็นหลักถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีน้ำหนักเบา แข็งแรง และทนทานต่ออากาศ น้ำ และกรด ในงานวิศวกรรมไฟฟ้า อะลูมิเนียมถูกนำมาใช้ในการผลิตสายไฟขนาดใหญ่ในสายเหนือศีรษะและสายไฟฟ้าแรงสูง ในการผลิตตัวเก็บประจุไฟฟ้า วงจรเรียงกระแส อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เป็นวัสดุโครงสร้างในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ในอุปกรณ์และอุปกรณ์ อุตสาหกรรมอาหาร- มีดบรรจุในกล่อง 10 ชิ้น (ยกเว้นมีดตัดแขนขา) หล่อลื่นด้วยสารหล่อลื่นหรือปิดผนึก ถุงพลาสติกด้วยสารยับยั้งการกัดกร่อน

ก่อนบรรจุภัณฑ์ มีดผ่าตัดจะถูกหล่อลื่นด้วยไขมันธรรมชาติบางๆ และแบ่งเป็น 10 ชิ้น วี กล่องกระดาษพร้อมช่องเสียบที่ป้องกันคมตัดไม่ให้หมอง

คีมตัดทางการแพทย์: ก่อนบรรจุภัณฑ์ เครื่องมือแต่ละชิ้นเคลือบด้วยสารหล่อลื่นที่เป็นกลางแล้ว ห่อด้วยกระดาษ parchment หรือแว็กซ์ และใส่ลงในกล่องกระดาษแข็งจำนวน 5-10 ชิ้น เมื่อเก็บเครื่องมือไว้เป็นเวลานาน จะต้องขนสปริงออก ซึ่งควรถอดปลายด้านบน (ตรงไปที่กราม) ออกจากระนาบของเครื่องมือ กล่าวคือ ย้ายจากกิ่งก้านไปด้านข้างและป้องกันความเมื่อยล้า ของฤดูใบไม้ผลิ

อนุญาตให้บรรจุเครื่องมือประเภทเดียวกันในคอนเทนเนอร์กลุ่มโดยไม่ต้องมีบรรจุภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคหรือผิวหนัง บรรจุภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคพร้อมเครื่องมือจะต้องบรรจุเป็นกลุ่มบรรจุภัณฑ์ - กล่อง แพ็ค ถุง หลอดทดลอง และบรรจุภัณฑ์ประเภทก้าวหน้าอื่น ๆ วัสดุที่ใช้ในการผลิตภาชนะบรรจุและการออกแบบภาชนะบรรจุจะต้องมั่นใจในความปลอดภัยของเครื่องมือในระหว่างการขนส่งและการเก็บรักษา บรรจุภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคและกลุ่มจะต้องป้องกันไม่ให้เปิดบรรจุภัณฑ์โดยไม่กระทบต่อความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์ระหว่างการขนส่งและการเก็บรักษา เมื่อเปิดบรรจุภัณฑ์โดยใช้คอนเทนเนอร์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ความสมบูรณ์ของคอนเทนเนอร์ไม่ควรถูกกระทบกระเทือน พื้นผิวของบรรจุภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคและกลุ่มไม่ควรบิดเบี้ยว แตกร้าว ฉีกขาด บิดงอ รู หรือรอยพับ บนพื้นผิวของกล่อง วัสดุโพลีเมอร์อนุญาตให้มีร่องรอยจากตัวเชื่อมต่อแม่พิมพ์ เดือย และตัวดีดออก

บทสรุป

เป็นที่ทราบกันดีว่าในองค์ประกอบ p นั้น p-sublevel ของระดับอิเล็กทรอนิกส์ภายนอกจะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนซึ่งสามารถมีอิเล็กตรอนได้ตั้งแต่หนึ่งถึงหกอิเล็กตรอน

มีองค์ประกอบ p 30 ตัวในตารางธาตุ องค์ประกอบ p เหล่านี้หรืออะนาล็อกของพีอิเล็กตรอน ก่อตัวเป็นกลุ่มย่อย IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA และ VI IIA โครงสร้างของระดับอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอกของอะตอมขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยเหล่านี้พัฒนาดังนี้: ns2 p1, ns2 p2, ns2 p3, ns2 p4, ns2 p5 และ ns2 p6

โดยทั่วไป องค์ประกอบ p ยกเว้นอะลูมิเนียม จะมีฤทธิ์การรีดักชันค่อนข้างน้อย ในทางตรงกันข้ามในระหว่างการเปลี่ยนจาก IIIA ไปเป็นกลุ่มย่อย VIIA จะสังเกตการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมออกซิเดชันของอะตอมที่เป็นกลางค่าของความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนและพลังงานไอออไนเซชันเพิ่มขึ้นและอิเล็กโทรเนกาติวีตี้ขององค์ประกอบ p เพิ่มขึ้น

ในอะตอมขององค์ประกอบ p ไม่เพียงแต่ p-อิเล็กตรอนเท่านั้น แต่ยังมีอิเล็กตรอนระดับนอกที่มีเวเลนซ์ด้วย สถานะออกซิเดชันเชิงบวกสูงสุดของอะนาล็อก p-electronic เท่ากับจำนวนกลุ่มที่พวกมันอยู่


บรรณานุกรม

1. ดรอซดอฟ เอ.เอ. เคมีอินทรีย์ปี 2555

2. Komissarov L.N. เคมีอนินทรีย์ 2554

3. Nesvezhisky S.N. สูตรเคมี 2555

4. Tretyakova Yu.D. เคมีอนินทรีย์ 2554-2555

5. http://tochmeh.ru/info/alum2.php

6. http://www.bestreferat.ru/referat-121916.html

เอกสารการค้นพบอะลูมิเนียมเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2368 โลหะนี้ได้มาครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก ฮันส์ คริสเตียน เออร์สเตด เมื่อเขาแยกมันออกโดยการกระทำของโพแทสเซียมอะมัลกัมบนอะลูมิเนียมคลอไรด์ปราศจากน้ำ (ได้มาจากการส่งคลอรีนผ่านส่วนผสมร้อนของอะลูมิเนียมออกไซด์และถ่านหิน ). หลังจากกลั่นสารปรอทแล้ว Oersted ก็ได้อะลูมิเนียมแม้ว่าจะมีการปนเปื้อนด้วยสิ่งเจือปนก็ตาม ในปี ค.ศ. 1827 ฟรีดริช เวอเลอร์ นักเคมีชาวเยอรมันได้รับอะลูมิเนียมในรูปแบบผงโดยรีดิวซ์เฮกซาฟลูออโรอะลูมิเนตด้วยโพแทสเซียม วิธีการผลิตอะลูมิเนียมสมัยใหม่ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2429 โดย Charles Martin Hall นักวิจัยหนุ่มชาวอเมริกัน (ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2398 ถึง พ.ศ. 2433 มีการผลิตอะลูมิเนียมเพียง 200 ตัน และในทศวรรษถัดมา ตามวิธีของ Hall สามารถผลิตโลหะนี้ได้ 28,000 ตันทั่วโลก) อลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์มากกว่า 99.99% ได้รับครั้งแรกโดยอิเล็กโทรไลซิสในปี 1920 ในปี พ.ศ. 2468 เอ็ดเวิร์ดส์ตีพิมพ์ข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับร่างกายและ คุณสมบัติทางกลอลูมิเนียมดังกล่าว ในปี 1938 Taylor, Willey, Smith และ Edwards ตีพิมพ์บทความที่ให้คุณสมบัติบางอย่างของอะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ 99.996% ซึ่งได้มาจากฝรั่งเศสด้วยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสเช่นกัน เอกสารฉบับพิมพ์ครั้งแรกเกี่ยวกับคุณสมบัติของอลูมิเนียมตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2510 จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ เชื่อกันว่าอะลูมิเนียมซึ่งเป็นโลหะที่มีความว่องไวสูง ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในธรรมชาติในสภาวะอิสระ แต่เกิดขึ้นในปี 1978 ในหินของแท่นไซบีเรียมีการค้นพบอลูมิเนียมพื้นเมือง - ในรูปของผลึกคล้ายเกลียวที่มีความยาวเพียง 0.5 มม. (มีความหนาของเกลียวหลายไมโครเมตร) อลูมิเนียมพื้นเมืองยังถูกค้นพบในดินบนดวงจันทร์ที่นำมาสู่โลกจากบริเวณทะเลแห่งวิกฤตและความอุดมสมบูรณ์

วัสดุก่อสร้างอลูมิเนียม