Алюминий. Свойства металла.

Легенда

• Существует легенда о том, как к римскому императору Тиберию пришёл незнакомец. В дар императору он принёс изготовленную им чашу из блестящего как серебро, но чрезвычайно лёгкого металла. Мастер поведал, что получил этот металл из «глинистой земли». Но император, боясь, что обесценятся его золото и серебро, велел отрубить мастеру голову, а его мастерскую разрушить...

Алюминий и его соединения

Я - металл незаменимый, Очень летчиком любимый, Легкий, электропроводный, Но характер – переходный!

Положение в Периодической системе

• Алюминий располагается в 3 периоде, в главной подгруппе 3 группы.
• Порядковый номер элемента – 13
• Относительная атомная масса – 27
• Алюминий – металл, соединения которого обладают амфотерными свойствами.

Строение атома алюминия

• Заряд ядра атома алюминия +13
• В атоме 3 энергетических уровня
• Электронная оболочка атома алюминия содержит

s - и p -электроны

• На внешнем электронном уровне 3 электрона (2 – спаренных s- электрона и 1 – неспаренный p- электрон)

Нахождение в природе

• По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место — среди металлов. Встречается только в составе соединений.

Получение алюминия

• Впервые алюминий был получен датским физиком Гансом Эрстедом в 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути. Название элемента образовано от лат.  aluminis  — квасцы.

AlCl 3 + 3K = 3KCl + Al

• В настоящее время алюминий получают электролизом оксида:

эл.ток

2 Al 2 O 3 = 4 Al + 3O 2 – 3352 кДж

Физические свойства

• плотность (при 20°С) 2698,9 кг/м3;
• t пл 660,24°С;
• t кип около 2500°С;

Алюминий сочетает весьма ценный комплекс свойств: малую плотность, высокие теплопровод-ность и электрическую проводимость, высокую пластичность и хорошую коррозионную стойкость, обладает высокой отражательной способностью, близкой к серебру (он отражает до 90% падающей световой энергии).

На воздухе алюминий покрывается тонкой, но очень прочной пленкой оксида Al 2 О 3 , защищающей металл от дальнейшего окисления и обусловливающей его высокие антикоррозионные свойства.

Химические свойства

• Окисляется на воздухе:

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

4 Al 0 - 3 ē → Al +3 окисление, восстановитель

3 O 2 0 + 4ē → 2O -2 восстановление, окислитель

• Вытесняет водород из воды

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 ↑

4 Al 0 - 3 ē → Al +3 окисление, восстановитель

3 2H +1 + 2ē → H 2 0 восстановление, окислитель

Химические свойства

• Взаимодействует с кислотами:

2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 ↑

2Al + 6H + + 6 Cl - = 2Al 3+ + 6Cl - + 3H 2 ↑

2Al + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 ↑

• Взаимодействует со щелочами:

2 Al + 2H 2 O + 2NaOH = 2NaAlO 2 + 3H 2 ↑

2Al + 2 H 2 O + 2Na + + 2OH - = 2Na + + 2AlO 2 - + 3H 2 ↑

2Al + 2 H 2 O + 2OH - = 2AlO 2 - + 3H 2 ↑

Химические свойства

• Вытесняет металлы из их оксидов

(алюминотермия):

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

8 Al 0 - 3 ē → Al +3 – окисление, восстановитель

3 24 Fe +2 + 2ē → Fe 0 – восстановление, ок-ль

3 2 Fe +3 + 6 ē → 2 Fe 0 – восстановление, ок-ль

Соединения алюминия. Оксид

• Очень твердый порошок белого цвета.
• Образуется:

а) при окислении или горении алюминия:

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

б) в реакции алюминотермии:

2 Al + Fe 2 O 3 = 2 Fe + Al 2 O 3

в) при термическом разложении гидроксида:

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

Химические свойства оксида алюминия

Al 2 O 3 по характеру амфотерный оксид.

Взаимодействует:

а) с кислотами:

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

Al 2 O 3 + 6H + + 3SO 4 2- = 2Al 3+ + 3SO 4 2- + 3H 2 O

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

б) со щелочами:

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

Al 2 O 3 + 6Na + + 6OH - = 6Na + + 2AlO 3 3- + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 6OH - = 2AlO 3 3- + 3H 2 O

Гидроксид алюминия

• Белый нерастворимый в воде порошок
• Проявляет амфотерные свойства.
• Взаимодействует:

а) с кислотами:

Al(OH) 3 + 3HNO 3 = Al(NO 3 ) 3 + 3H 2 O

Al(OH) 3 + 3H + + 3NO 3 - = Al 3+ + 3NO 3 - + 3H 2 O

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

б) со щелочами:

Al(OH) 3 + 3 KOH = K 3 AlO 3 + 3H 2 O

Al(OH) 3 + 3 K + + 3OH - = 3K + + AlO 3 3- + 3H 2 O

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

Используя схему, напишите уравнения реакций 1 - 6

H 2 SO 4 Cl 2

1 3

O 2 2

NaOH HNO 3

6 4

NaOH

5

Al 2 (SO 4 ) 3

Al

?

?

Al 2 O 3

?

Al(OH) 3