Алюминий

Атомнуг дугаары 13. Алюминийниң бөдүүн бүдүмели — мөңгүннелчек ак өңнүг чиик металл. Чер картында эң делгереңгей металл болгаш үш дугаар делгереңгей элемент.

Бир дугаарында алюминийни 1825 чылда Ганс Эрстед үндүрүп алган. Калий амальгамазы-биле алюминий хлоридти изидип тургаш каттап тургузупкан.

Орайтады Фридрих Вёлер ол арганы сайзыраткан, алюминий хлоридти каттап тургузарда арыг калийни ажыглаан, алюминийниң шынарларын тодараткан.

Үлетпүр аргазы-биле алюминийни бир дугаарында Сент-Клер Девиль 1854 чылда Эрстедтиң аргазы-биле, калийни ындыг кончуг айыылдыг эвес натрий-биле солупкаш, үндүрген.

Алюминийни глинозёмдан үндүнер электролитиктиг арганы делгеми-биле ажыглаары сайзыраваанда, алюминийниң өртээ алдынның өртээнден аар турган.

Россияга алюминийни «дойдан үнген мөңгүн» (орус. серебро из глины) деп адап турган, чүге дээрге дойнуң тургузуунда глинозём (алюминий оксид Al₂O₃) бар.

Черниң картында делгереңгейи-биле алюминий металлдар аразында 1-ги черни, элеметилер аразында 3-кү черни эжелеп турар (1-ги черде кислород, 2-ги черде кремний). Янзы-бүрү шинчилелдер медээлери-биле, алюминийниң Черниң картында массалыг концентрациязы 7,45—8,14 % деп санаттынып турар

Алюминийниң химиктиг активтии бедик болгаш, бойдуста чүгле каттыжыышкыннар хевиринде турар. Алюминийниң минералдарының чамдыктары:

• Бокситтер — Al₂O₃ · H₂O (SiO₂, Fe₂O₃, CaCO₃ холумактарлыг);
• Нефелиннер — KNa₃[AlSiO₄]₄;
• Алуниттер — (Na,K)₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·4Al(OH)₃;
• Глинозёмнар (элезинниг SiO₂, чугайлыг CaCO₃, магнезиттиг MgCO₃ каолиннер холуксаалары);
• Корунд (сапфир, рубин, наждак) — Al₂O₃;
• Полевой-шпаттар — (K,Na)₂O·Al₂O₃·6SiO₂, Ca[Al₂Si₂O₈];
• Каолинит — Al₂O₃·2SiO₂ · 2H₂O;
• Берилл (изумруд, аквамарин) — 3ВеО · Al₂О₃ · 6SiO₂;
• Хризоберилл (александрит) — BeAl₂O₄.

Бойдус сугларында каттыжыышкыннар хевиринде турар, чижээ, алюминий фторид. Россияның сугларында алюминийниң концентрациязы 0,001 — 10 мг/л. Далай суунда 0,01 мг/л.

Алюминийниң кислород-биле химиктиг харылзаазы аажок быжыг. Ынчангаш өске металлдарны ышкаш оларның оксидтеринден үндүрер арга алюминийге болдунмас.

Алюминийниң амгы шагның үндүрер аргазын 1886 чылда американ химик-инженер Чарльз Холл болгаш француз химик-инженер Поль Эру бот-боттарындан хамаарылга чокка болбаазыраткан. Ооң утказы болза алюминий оксидти Al₂O₃ хайылган криолитке Na₃AlF₆ эзилдирери, графит электродтар дузазы-биле электролизтээри болуп турар. Ол процесс электри энергиязының чарыырының талазы-биле чарыгдалдыг болуп турар, ынчангаш үлетпүрге чүгле XX-ги вектен тура ажыглаттынып эгелээн.

Хайылган криолитке электролиз:

${\displaystyle {\mathsf {2Al_{2}O_{3}{\xrightarrow {Na_{3}[AlF_{6}]}}4Al+3O_{2}}}}$ 

1000 кг алюминийни бүдүрерде 1920 кг глинозём, 65 кг криолит, 35 кг алюминий фторид, 600 кг графит электродтар (анодтар), 17 МВт·ш (~61 ГДж) электри энергиязы херек.

Алюминийни үндүрериниң лабораторлуг аргазын 1827 чылда Фридрих Вёлер ажыткан: изидиишкинге агаар чокка алюминий хлоридти калий-биле каттап тургузуушкуну:

${\displaystyle {\mathsf {AlCl_{3}+3K\rightarrow 3KCl+Al}}}$ 

 

Алюминий чиик металлдарга хамааржып турар (сырыйы — 2712 кг/м³). Мөңгүннелчек өңнүг. Техниктиг алюминий 658 °C-ка хайлыр, арыг алюминийниң хайлыышкын температуразы 660 °C. Хайныышкынының температуразы 2518,8 °C. Электри ток биле чылыг чорудары улуг — 3,7·10⁷См/м (честиң чорударының 65 %-зу) биле 203,5 Вт/(м·К).

 

Нормалыг байдалдарга алюминийни чиңге болгаш быжыг оксид шып турар, ынчангаш кислород, күгүрлүг кислота (конц.) азы азоттуг кислота-биле (изидиишикин чокка) реакцияже кирбес, ынчалза-даа концентрациязы бичии күгүрлүг кислота болгаш дус кислотазы-биле кирер. Ол ачызында алюминий коррозияга алыспас, ынчангаш үлетпүрде делгеми-биле негеттинип турар. Ынчалза-даа оксидтиг карты үрелирге (чижээ, аммоний NH₄⁺ дустарының эзиндилери-биле дегжир болза) алюминий активтиг металл апаар.

Бөдүүн бүдүмелдер-биле реакциже белен кирер:

• кислород-биле, алюминий оксид тургузуп:

${\displaystyle {\mathsf {4Al+3O_{2}\rightarrow 2Al_{2}O_{3}}}}$ 

• галогеннер-биле (фтордан аңгыда):

${\displaystyle {\mathsf {2Al+3Hal_{2}\rightarrow 2AlHal_{3}(Hal=Cl,Br,I)}}}$ 

• өске металл эвес бүдүмелдер-биле (изидиишкинге):

• фтор-биле:
${\displaystyle {\mathsf {2Al+3F_{2}\rightarrow 2AlF_{3}}}}$ 

• күгүр-биле:
${\displaystyle {\mathsf {2Al+3S\rightarrow Al_{2}S_{3}}}}$ 

• азот-биле:
${\displaystyle {\mathsf {2Al+N_{2}\rightarrow 2AlN}}}$ 

• углерод-биле:
${\displaystyle {\mathsf {4Al+3C\rightarrow Al_{4}C_{3}}}}$ 

Нарын бүдүмелдер-биле:

• суг-биле (оксидтиг картын адырып каапканының соонда, чижээ, амальгамалаашкын-биле):

${\displaystyle {\mathsf {2Al+6H_{2}O\rightarrow 2Al(OH)_{3}\downarrow +3H_{2}\uparrow }}}$ 

• бус-биле (бедик температурага):

${\displaystyle {\mathsf {2Al+3H_{2}O{\xrightarrow {t^{\circ }}}Al_{2}O_{3}+3H_{2}}}}$ 

• щёлочтар-биле (тетрагидроксоалюминаттар болгаш өске алюминаттар тургузуп):

${\displaystyle {\mathsf {2Al+2NaOH+6H_{2}O\rightarrow 2Na[Al(OH)_{4}]+3H_{2}}}}$ 

${\displaystyle {\mathsf {2Al+6NaOH\rightarrow 2Na_{3}AlO_{3}+3H_{2}}}}$ 

• Дус кислотазының болгаш күгүрлүг кислотаның эзиндилеринге белен эстир:

${\displaystyle {\mathsf {2Al+6HCl\rightarrow 2AlCl_{3}+3H_{2}}}}$ 

${\displaystyle {\mathsf {2Al+3H_{2}SO_{4}\rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}}}}$ 

• Изидиишкинге концентрациязы бедик кислоталар-биле эстир дустар тургузуп:

${\displaystyle {\mathsf {2Al+6H_{2}SO_{4}\rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3}+3SO_{2}+6H_{2}O}}}$ 

${\displaystyle {\mathsf {Al+6HNO_{3}\rightarrow Al(NO_{3})_{3}+3NO_{2}+3H_{2}O}}}$ 

• металлдарны оксидтеринден каттап тургузар (алюмотермия):

${\displaystyle {\mathsf {8Al+3Fe_{3}O_{4}\rightarrow 4Al_{2}O_{3}+9Fe}}}$ 

${\displaystyle {\mathsf {2Al+Cr_{2}O_{3}\rightarrow Al_{2}O_{3}+2Cr}}}$ 

Ҫутҫанталӑкра анлӑ сарӑлнине пӑхмасӑрах халӗ метаболизмра алюминипе усӑ куракан пӗр чӗрӗ чӗрчун та паллӑ мар-вӑл" вилӗ " металл. Токсин вӑйсӑрлӑхӗ ("йывӑр" металсенчен чылай пӗчӗкрех), анчах та шывра ӳсекен нумай алюмини растворлӑ мар пӗрлешӗвӗсем ирӗлнӗ вӑхӑтра упранаҫҫӗ тата ҫын тата ӑшӑ чӗрчунсем ҫине ӗҫмелли шыв урлӑ сиенлӗ витӗм кӳме пултараҫҫӗ. Наркӑмӑшлӑрах хлоридӑсем, ҫипратсем, ацетатсем, сульфатсем тата ытти те. Ҫыншӑн алюминирен (мг) кг массисем алла лекнӗ чухне токсинла витӗм кӳреҫҫӗ):

алюмини ацетачӗ-0,2-0,4;

гидроксид алюмини-3,7-7,3;

алюмини кӑвас сутакансем-2,9.

Чи малтанах нерв системи ҫине витӗм кӳрет (ЦНС функцийӗ йывӑр чирсем патне илсе пырать). Анчах та алюминирен тунӑ нейтротокслӑх 1960 ҫулсен варринчен тӗпчеме пуҫланӑ, мӗншӗн тесен этем организмӗнче металл пухни ӑна тӗпчеме чӑрмантарать. Яланхи условисенче талӑкра 15 минут таран шывра элемент уйӑрма пултарать. Ҫавӑнпа та пӳресен пайӑр ӗҫ-хӗлне пӑснӑ ҫынсен чи япӑх витӗмӗ палӑрать. Организмран кӑларма май пуррине пӑхмасӑрах алюмини тӗпчевӗсем тӑрӑх шӑмӑсем, пуҫ мими, пӗвер тата пӳресен тӗркисенче пухӑнма пултарать.

Алюминие раҫҫейре хуҫалӑхпа ӗҫмелли шывра тытса тӑмалли нормативра 0,2 мг / л. Ҫав Хушӑрах ку ПККА 0,5 мг таран (е) шывпа тивӗҫтермелли ятарлӑ тытӑм валли тивӗҫлӗ территори енӗпе патшалӑхӑн тӗп санитари врачне ӳстерме пултараҫҫӗ.

Хӑш-пӗр биологи тӗпчевӗсем тӑрӑх, алюмини этем организмне альцгеймер чирне аталантармалли фактор тесе шутланӑ, анчах та ҫав тӗпчевсене каярахпа уҫса панӑ тата пӗр-пӗринпе ҫыхӑну ҫинчен калакан пӗтӗмлетӳ питленӗ.

Алюмини пӗрлешӗвӗсем ҫавӑн пекех алюмини хлорида алюмини никӗсӗ ҫинче антиперпирантсемпе усӑ курнӑ чухне сӗт парӗн ракне хавхалантараҫҫӗ. Анчах та наука даннӑйӗсем ҫакна хирӗҫле кӑтартнисенчен сахалтарах.