Химия алюминия и его соединений

Алюминий впервые был выделен электрохимическим методом в 1827 году французским химиком Сент-Клер Девилем. Этот элемент является самым распространенным металлом в природе. Его содержание в земной коре оценивается примерно в 7,5 %.

Среди главных природных соединений алюминия — алюмосиликаты (а также продукты их выветривания — глина, полевой шпат), бокситы, корунд, криолит. Металл получают именно из бокситов, которые состоят из гидратированного оксида алюминия. Поскольку отделение вещества от кислорода требует больших затрат энергии, для его реализации в промышленных масштабах применяют процесс Холла — Эру.

В периодической системе химических элементов алюминий расположен в главной подгруппе III группы, в третьем периоде по Менделееву.

Данный металл проявляет парамагнитные свойства. На воздухе он быстро образует стойкие оксидные пленки, которые защищают его от коррозии. При этом он хорошо поддается различным видам обработки, включая литье и формовку. Обладает высокой тепловой и электрической проводимостью. Эти свойства обуславливают широкое применение металла в различных отраслях народного хозяйства.

Химические свойства металла

Алюминий выступает в качестве сильного восстановителя, поэтому реагирует со многими неметаллическими веществами. Среди них — галогениды, сера, фосфор, азот, углерод, кислород.

В обычных условиях данный металл не реагирует с водой из-за стойкой оксидной пленки. Однако амальгамированный алюминий взаимодействует с водой крайне активно, образуя соответствующее гидроксидное соединение и водород.

Металл реагирует и с минеральными кислотами. Особенно бурно происходит взаимодействие с соляной кислотой. Из-за пассивации реакция алюминия с концентрированными кислотами (азотной, серной) в нормальных условиях невозможна.

Являясь амфотерным веществом, данный металл взаимодействует и со щелочами. Он также способен восстанавливать металлы из оксидов (процесс называется алюмотермией).

Основные соединения

Важное промышленное значение имеет оксид алюминия. Его получают горением металла на воздухе, разложением гидроксила при нагревании, в лабораторных условиях — разложением нитрата.

Данный оксид имеет свойства типичного амфотерного соединения. Он взаимодействует с основными оксидам, щелочами (проявляя кислотные свойства), оксидами сильных кислот, растворимыми кислотами. Он имеет слабые окислительные свойства, а также вытесняет более летучие оксиды из солей при сплавлении.

Еще одно важное соединение — гидроксид алюминия. Его получают действием раствора аммиака на соли металла или пропусканием углекислого газа через тетрагидроксоалюмината натрия. Соединение также образуется при недостатке щелочи в условиях избытка солей алюминия и при взаимодействии с карбонатами, сульфитами и сульфидами.

В промышленности находят применение сложные соли алюминия и алюминаты, а также бинарные соединения.