كيفية قراءة الألومنيوم في الكيمياء. الألومنيوم: الخصائص الكيميائية والفيزيائية

الألومنيوم

الألومنيوم-أنا؛ م.[من اللات. الشب (الألومينيس) - الشب]. العنصر الكيميائي (Al)، وهو معدن خفيف الوزن وخفيف الوزن وخفيف الوزن وذو موصلية كهربائية عالية (يستخدم في الطيران والهندسة الكهربائية والبناء والحياة اليومية وما إلى ذلك). كبريتات الألومنيوم. سبائك الألومنيوم.

الألومنيوم

(الألومنيوم اللاتيني، من الألومنيوم – الشب)، وهو عنصر كيميائي من المجموعة الثالثة من النظام الدوري. معدن فضي-أبيض، خفيف (2.7 جم/سم3)، قابل للسحب، ذو موصلية كهربائية عالية، ر 660 درجة مئوية. نشط كيميائيا (في الهواء يصبح مغطى بطبقة أكسيد واقية). ومن حيث الانتشار في الطبيعة فهو يحتل المرتبة الرابعة بين العناصر والمرتبة الأولى بين المعادن (8.8% من كتلة القشرة الأرضية). ومن المعروف عدة مئات من معادن الألومنيوم (الألومينوسيليكات، البوكسيت، الألونيت، الخ). يتم الحصول عليه عن طريق التحليل الكهربائي للألومينا Al 2 O 3 في مصهور الكريوليت Na 3 AlF 6 عند درجة حرارة 960 درجة مئوية. يتم استخدامها في الطيران، والبناء (المواد الإنشائية، بشكل رئيسي على شكل سبائك مع معادن أخرى)، والهندسة الكهربائية (بديل للنحاس في صناعة الكابلات، وما إلى ذلك)، وصناعة الأغذية (الرقائق المعدنية)، والمعادن (إضافات السبائك) ، الألومنيوم الحراري، الخ.

الألومنيوم

الألومنيوم (lat. الألومنيوم)، Al (يقرأ "الألومنيوم")، عنصر كيميائي برقم ذري 13، وزن ذري 26.98154. يتكون الألمنيوم الطبيعي من نواة واحدة 27Al. يقع في الفترة الثالثة في المجموعة IIIA من الجدول الدوري للعناصر لمندليف. تكوين طبقة الإلكترون الخارجية 3 س 2 ص 1 . في جميع المركبات تقريبًا، تكون حالة أكسدة الألومنيوم +3 (التكافؤ III).
نصف قطر ذرة الألومنيوم المحايدة هو 0.143 نانومتر، ونصف قطر أيون Al 3+ هو 0.057 نانومتر. طاقات التأين المتسلسل لذرة الألومنيوم المحايدة هي، على التوالي، 5.984، 18.828، 28.44 و 120 فولت. وفقا لمقياس بولينج، فإن السالبية الكهربية للألمنيوم هي 1.5.
مادة الألومنيوم البسيطة عبارة عن معدن ناعم وخفيف وأبيض فضي.
تاريخ الاكتشاف
يأتي الألومنيوم اللاتيني من الكلمة اللاتينية alumen، والتي تعني الشب (سم.الشب)(الألومنيوم وكبريتات البوتاسيوم KAl(SO 4) 2 · 12H 2 O)، والتي استخدمت منذ فترة طويلة في دباغة الجلود وكمادة قابضة. وبسبب النشاط الكيميائي العالي، استغرق اكتشاف وعزل الألمنيوم النقي ما يقرب من 100 عام. الاستنتاج هو أنه يمكن الحصول على "الأرض" (مادة حرارية، بالمصطلحات الحديثة - أكسيد الألومنيوم) من الشبة (سم.أكسيد الألمونيوم)) تم صناعته في عام 1754 على يد الكيميائي الألماني أ.مارغراف (سم.مارغراف أندرياس سيغيسموند). في وقت لاحق اتضح أنه من الممكن عزل نفس "الأرض" من الطين، وبدأ يطلق عليه الألومينا. فقط في عام 1825 تمكن الفيزيائي الدنماركي إتش كيه أورستد من الحصول على الألومنيوم المعدني. (سم.أورستد هانز كريستيان). قام بمعالجة كلوريد الألومنيوم AlCl 3، والذي يمكن الحصول عليه من الألومينا، مع ملغم البوتاسيوم (سبيكة من البوتاسيوم والزئبق)، وبعد تقطير الزئبق، قام بعزل مسحوق الألومنيوم الرمادي.
وبعد ربع قرن فقط، تم تحديث هذه الطريقة قليلاً. الكيميائي الفرنسي أ. إي. سانت كلير ديفيل (سم.سانت كلير ديفيل (هنري إتيان)وفي عام 1854 اقترح استخدام معدن الصوديوم لإنتاج الألومنيوم (سم.صوديوم)وحصل على السبائك الأولى من المعدن الجديد. وكانت تكلفة الألومنيوم مرتفعة للغاية في ذلك الوقت، وكانت تُصنع منه المجوهرات.
تم تطوير طريقة صناعية لإنتاج الألومنيوم عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور الخلائط المعقدة، بما في ذلك أكسيد الألومنيوم والفلورايد ومواد أخرى، بشكل مستقل في عام 1886 بواسطة P. Eru (سم. ERU بول لويس توسان)(فرنسا) وسي هول (الولايات المتحدة الأمريكية). يرتبط إنتاج الألومنيوم باستهلاك الطاقة المرتفع، لذلك تم تنفيذه على نطاق واسع فقط في القرن العشرين. في الاتحاد السوفيتي، تم إنتاج أول ألمنيوم صناعي في 14 مايو 1932 في مصنع فولخوف للألمنيوم، الذي تم بناؤه بجوار محطة فولخوف للطاقة الكهرومائية.
التواجد في الطبيعة
ومن حيث توافره في القشرة الأرضية، يحتل الألومنيوم المرتبة الأولى بين المعادن والثالثة بين جميع العناصر (بعد الأكسجين والسيليكون)، إذ يشكل نحو 8.8% من كتلة القشرة الأرضية. الألومنيوم جزء من عدد كبير من المعادن، وخاصة سيليكات الألومنيوم (سم.سيليكات الألومنيوم)والصخور. تحتوي مركبات الألومنيوم على الجرانيت (سم.الجرانيت)البازلت (سم.بازلت حجر بركاني)، فخار (سم.فخار)، الفلسبار (سم.فيلدسبارس)إلخ. ولكن هنا مفارقة: مع وجود عدد كبير من المعادن والصخور التي تحتوي على الألومنيوم، ورواسب البوكسيت (سم.بوكسايت)- المادة الخام الرئيسية للإنتاج الصناعي للألمنيوم نادرة جدًا. توجد في روسيا رواسب البوكسيت في سيبيريا وجبال الأورال. الألونيتات لها أيضًا أهمية صناعية. (سم.ألونيت)والنيفلين (سم.نيفلين).
كعنصر تتبع، يوجد الألومنيوم في أنسجة النباتات والحيوانات. هناك كائنات مركزة تتراكم الألومنيوم في أعضائها - بعض الطحالب والرخويات.
الإنتاج الصناعي
في الإنتاج الصناعي، يخضع البوكسيت أولاً للمعالجة الكيميائية، وإزالة شوائب السيليكون وأكاسيد الحديد والعناصر الأخرى. ونتيجة لهذه المعالجة، نقية أكسيد الألمونيوم Al 2 O 3 هي المادة الخام الرئيسية في إنتاج المعدن عن طريق التحليل الكهربائي. ومع ذلك، نظرًا لحقيقة أن درجة انصهار Al 2 O 3 عالية جدًا (أكثر من 2000 درجة مئوية)، فمن غير الممكن استخدام ذوبانها في التحليل الكهربائي.
لقد وجد العلماء والمهندسون الحل على النحو التالي. يتم إذابة الكريوليت أولاً في حمام التحليل الكهربائي (سم.الكرايوليت بعلم المعادن) Na 3 AlF 6 (درجة حرارة الذوبان أقل بقليل من 1000 درجة مئوية). يمكن الحصول على الكريوليت، على سبيل المثال، عن طريق معالجة النيفيلين من شبه جزيرة كولا. بعد ذلك، يتم إضافة القليل من Al 2 O 3 (ما يصل إلى 10٪ بالوزن) وبعض المواد الأخرى إلى هذا الذوبان لتحسين ظروف العملية اللاحقة. أثناء التحليل الكهربائي لهذا المنصهر، يتحلل أكسيد الألومنيوم، ويبقى الكريوليت في المنصهر، ويتشكل الألومنيوم المنصهر عند الكاثود:
2Al 2 O 3 = 4Al + 3O 2.
نظرًا لأن الجرافيت يعمل بمثابة الأنود أثناء التحليل الكهربائي، فإن الأكسجين المنطلق عند الأنود يتفاعل مع الجرافيت ويتكون ثاني أكسيد الكربون CO 2.
ينتج التحليل الكهربائي معدنًا يحتوي على نسبة ألومنيوم تبلغ حوالي 99.7٪. في التكنولوجيا، يتم أيضًا استخدام الألومنيوم الأكثر نقاءً، حيث يصل محتوى هذا العنصر إلى 99.999٪ أو أكثر.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
الألومنيوم عبارة عن معلمة معدنية نموذجية ذات شبكة بلورية مكعبة مركزية الوجه أ= 0.40403 نانومتر. تبلغ درجة انصهار المعدن النقي 660 درجة مئوية، ودرجة الغليان حوالي 2450 درجة مئوية، والكثافة 2.6989 جم/سم3. ويبلغ معامل درجة الحرارة للتمدد الخطي للألمنيوم حوالي 2.5·10 -5 K -1. جهد القطب القياسي Al 3+ /Al –1.663V.
كيميائيا، الألومنيوم معدن نشط إلى حد ما. في الهواء، يتم تغطية سطحه على الفور بفيلم كثيف من أكسيد Al 2 O 3، مما يمنع المزيد من وصول الأكسجين إلى المعدن ويؤدي إلى وقف التفاعل، مما يحدد خصائص الألمنيوم العالية المضادة للتآكل. يتكون أيضًا طبقة سطحية واقية على الألومنيوم إذا تم وضعها في حمض النيتريك المركز.
يتفاعل الألومنيوم بشكل نشط مع الأحماض الأخرى:
6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2،
3H2SO4 + 2Al = آل2 (SO4) 3 + 3H2.
يتفاعل الألومنيوم مع المحاليل القلوية. أولاً، يذوب فيلم الأكسيد الواقي:
Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na.
ثم تحدث ردود الفعل:
2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2،
هيدروكسيد الصوديوم + آل(OH) 3 = نا،
أو في المجموع:
2Al + 6H 2 O + 2NaOH = Na + 3H 2،
ونتيجة لذلك تتشكل الألومينات (سم.ألومينات): نا - ألومينات الصوديوم (رباعي هيدروكسي ألومينات الصوديوم)، أو ك - ألومينات البوتاسيوم (رباعي هيدروكسي ألومينات البوتاسيوم)، أو غيرها، حيث أن ذرة الألومنيوم في هذه المركبات تتميز برقم تنسيقي (سم.رقم التنسيق) 6، وليس 4، فإن الصيغ الفعلية لمركبات رباعي هيدروكسيد هذه هي كما يلي: Na وK.
عند تسخينه يتفاعل الألومنيوم مع الهالوجينات:
2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3،
2Al + 3Br2 = 2AlBr3.
ومن المثير للاهتمام التفاعل بين مساحيق الألومنيوم واليود (سم. IOD)يبدأ عند درجة حرارة الغرفة إذا أضفت بضع قطرات من الماء إلى الخليط الأولي، والذي يلعب في هذه الحالة دور المحفز:
2Al + 3I 2 = 2AlI 3.
تفاعل الألومنيوم مع الكبريت عند تسخينه يؤدي إلى تكوين كبريتيد الألومنيوم:
2Al + 3S = آل 2 S 3،
والتي تتحلل بسهولة بالماء:
Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S.
لا يتفاعل الألومنيوم بشكل مباشر مع الهيدروجين، ولكن بطرق غير مباشرة، على سبيل المثال، باستخدام مركبات الألومنيوم العضوية (سم.مركبات الألمنيوم العضوية)، من الممكن تصنيع هيدريد الألومنيوم البوليمر الصلب (AlH 3) x - عامل اختزال قوي.
في شكل مسحوق، يمكن حرق الألومنيوم في الهواء، ويتم تشكيل مسحوق أبيض مقاوم للحرارة من أكسيد الألومنيوم Al 2 O 3.
وتحدد قوة الرابطة العالية في Al 2 O 3 الحرارة العالية لتكوينها من مواد بسيطة وقدرة الألومنيوم على اختزال العديد من المعادن من أكاسيدها، على سبيل المثال:
3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe وحتى
3CaO + 2Al = Al 2 O 3 + 3Ca.
تسمى هذه الطريقة لإنتاج المعادن بالألمنيوم. (سم.الألومنيوم الحراري).
يتوافق أكسيد الأمفوتريك Al 2 O 3 مع هيدروكسيد الأمفوتريك - وهو مركب بوليمر غير متبلور ليس له تركيبة ثابتة. يمكن التعبير عن تركيبة هيدروكسيد الألومنيوم بالصيغة xAl 2 O 3 · yH 2 O؛ عند دراسة الكيمياء في المدرسة، يُشار إلى صيغة هيدروكسيد الألومنيوم في أغلب الأحيان باسم Al(OH) 3.
يمكن الحصول في المختبر على هيدروكسيد الألومنيوم على شكل راسب جيلاتيني عن طريق التفاعلات التبادلية:
آل 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 2Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4،
أو بإضافة الصودا إلى محلول ملح الألومنيوم:
2AlCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 Ї + 6NaCl + 3CO 2,
وكذلك إضافة محلول الأمونيا إلى محلول ملح الألومنيوم:
AlCl 3 + 3NH 3 ·H 2 O = Al(OH) 3 Ї + 3H 2 O + 3NH 4 Cl.
طلب
من حيث نطاق التطبيق، يحتل الألمنيوم وسبائكه المرتبة الثانية بعد الحديد وسبائكه. يرتبط الاستخدام الواسع النطاق للألمنيوم في مختلف مجالات التكنولوجيا والحياة اليومية بمزيج من خصائصه الفيزيائية والميكانيكية والكيميائية: الكثافة المنخفضة، ومقاومة التآكل في الهواء الجوي، والتوصيل الحراري والكهربائي العالي، والليونة والقوة العالية نسبيًا. تتم معالجة الألومنيوم بسهولة بطرق مختلفة - الحدادة، والختم، والدرفلة، وما إلى ذلك. ويستخدم الألومنيوم النقي في صناعة الأسلاك (تبلغ الموصلية الكهربائية للألمنيوم 65.5٪ من الموصلية الكهربائية للنحاس، ولكن الألومنيوم أخف بثلاث مرات من النحاس)، لذلك غالبًا ما يحل الألومنيوم محل النحاس في الهندسة الكهربائية) والرقائق المستخدمة كمواد التعبئة والتغليف. يتم إنفاق الجزء الرئيسي من الألومنيوم المصهور على إنتاج سبائك مختلفة. تتميز سبائك الألومنيوم بكثافة منخفضة، وزيادة (مقارنة بالألمنيوم النقي) بمقاومة التآكل وخصائص تكنولوجية عالية: الموصلية الحرارية والكهربائية العالية، ومقاومة الحرارة، والقوة والليونة. يتم تطبيق الطلاءات الواقية والزخرفية بسهولة على أسطح سبائك الألومنيوم.
يرجع تنوع خصائص سبائك الألومنيوم إلى إدخال إضافات مختلفة إلى الألومنيوم والتي تشكل معه محاليل صلبة أو مركبات بين المعادن. يتم استخدام الجزء الأكبر من الألومنيوم لإنتاج السبائك الخفيفة - دورالومين (سم.دورالومين)(94% Al، 4% Cu، 0.5% Mg، Mn، Fe و Si لكل منهما)، سيلومين (85-90% Al، 10-14% Si، 0.1% Na)، إلخ. يستخدم الألومنيوم في علم المعادن ليس فقط كمادة أساس للسبائك، ولكن أيضًا كأحد إضافات السبائك المستخدمة على نطاق واسع في السبائك المعتمدة على النحاس والمغنيسيوم والحديد والنيكل وما إلى ذلك.
تستخدم سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في الحياة اليومية، في البناء والهندسة المعمارية، في صناعة السيارات وبناء السفن والطيران وتكنولوجيا الفضاء. على وجه الخصوص، تم تصنيع أول قمر صناعي للأرض من سبائك الألومنيوم. تستخدم سبيكة الألمنيوم والزركونيوم - الزركالوي - على نطاق واسع في بناء المفاعلات النووية. ويستخدم الألمنيوم في صناعة المتفجرات.
تجدر الإشارة بشكل خاص إلى الأفلام الملونة من أكسيد الألومنيوم على سطح الألومنيوم المعدني، والتي يتم الحصول عليها بالوسائل الكهروكيميائية. يسمى الألمنيوم المعدني المطلي بمثل هذه الأفلام بالألمنيوم المؤكسد. تصنع المجوهرات المختلفة من الألومنيوم المؤكسد الذي يشبه الذهب في المظهر.
عند التعامل مع الألومنيوم في الحياة اليومية، عليك أن تضع في اعتبارك أن السوائل المحايدة (الحموضة) فقط هي التي يمكن تسخينها وتخزينها في حاويات الألومنيوم (على سبيل المثال، الماء المغلي). على سبيل المثال، إذا قمت بطهي حساء الملفوف الحامض في مقلاة من الألومنيوم، فإن الألومنيوم يمر إلى الطعام ويكتسب طعمًا "معدنيًا" غير سار. نظرًا لأنه من السهل جدًا تلف طبقة الأكسيد في الحياة اليومية، فإن استخدام أواني الطهي المصنوعة من الألومنيوم لا يزال غير مرغوب فيه.
الألومنيوم في الجسم
يتلقى جسم الإنسان الألومنيوم يومياً من الطعام (حوالي 2-3 ملغ)، ولكن لم يتم تحديد دوره البيولوجي. في المتوسط، يحتوي جسم الإنسان (70 كجم) على حوالي 60 ملجم من الألومنيوم في العظام والعضلات.

القاموس الموسوعي. 2009 .

المرادفات:

- (الرمز Al) معدن أبيض فضي، أحد عناصر المجموعة الثالثة من الجدول الدوري. تم الحصول عليه لأول مرة في شكله النقي عام 1827. وهو المعدن الأكثر شيوعاً في القشرة الأرضية؛ مصدرها الرئيسي هو خام البوكسيت. عملية… … القاموس الموسوعي العلمي والتقني

الألومنيوم- الألومنيوم، الألومنيوم (الرمز الكيميائي A1، الوزن 27.1)، المعدن الأكثر شيوعاً على سطح الأرض، وبعد O والسيليكون، أهم عنصر في القشرة الأرضية. أ- يوجد في الطبيعة بشكل رئيسي على شكل أملاح حمض السيليكات (السيليكات)؛... ... الموسوعة الطبية الكبرى

الألومنيوم- معدن أبيض مزرق وخفيف بشكل خاص. إنه مرن للغاية ويمكن دحرجته وسحبه وتزويره وختمه وصبه بسهولة وما إلى ذلك. كما هو الحال مع المعادن الناعمة الأخرى، فإن الألومنيوم أيضًا مناسب جدًا... ... المصطلحات الرسمية

الألومنيوم- (الألومنيوم) آل، عنصر كيميائي من المجموعة الثالثة من النظام الدوري، العدد الذري 13، الكتلة الذرية 26.98154؛ معدن خفيف، درجة انصهاره 660 درجة مئوية. المحتوى الموجود في القشرة الأرضية يبلغ 8.8% وزناً. يستخدم الألمنيوم وسبائكه كمواد إنشائية في... ... القاموس الموسوعي المصور

الألومنيوم، ذكر الألومنيوم، الكيميائية الطين المعدني القلوي، قاعدة الألومينا، الطين؛ وكذلك أساسه الصدأ والحديد؛ وحرق النحاس . ذكر الومنيت أحفورة مشابهة للشب، كبريتات الألومينا المائية. زوج ألونيت. حفرية قريبة جدا من ...... قاموس دال التوضيحي

- (فضي، خفيف، مجنح) قاموس معدني للمرادفات الروسية. اسم الومنيوم عدد المرادفات : 8 طين (2) ... قاموس المرادفات

- (لاتينية الألومنيوم من الشب)، Al، العنصر الكيميائي للمجموعة الثالثة من الجدول الدوري، العدد الذري 13، الكتلة الذرية 26.98154. معدن فضي-أبيض، خفيف الوزن (2.7 جم/سم3³)، قابل للسحب، ذو موصلية كهربائية عالية، نقطة انصهار 660.C.... ... القاموس الموسوعي الكبير

Al (من اللاتينية alumen اسم الشب، الذي كان يستخدم في العصور القديمة كمادة لاذعة للصباغة والدباغة * أ. الألومنيوم؛ ن. الألومنيوم؛ و. الألومنيوم؛ ط. الألومنيوم)، مادة كيميائية. عنصر المجموعة الثالثة الدورية. نظام مندليف، في. ن. 13، في. م 26.9815 ... الموسوعة الجيولوجية

الألومنيوم، الألومنيوم، كثير. لا زوج (من الشب اللاتيني). معدن خفيف أبيض فضي قابل للطرق. قاموس أوشاكوف التوضيحي. د.ن. أوشاكوف. 1935 1940 ... قاموس أوشاكوف التوضيحي

تحضير شب البوتاسيوم

الألومنيوم(باللاتينية: الألومنيوم)، – في الجدول الدوري، يوجد الألومنيوم في الدورة الثالثة، في المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثالثة. الشحنة الأساسية +13. التركيب الإلكتروني للذرة هو 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1. يبلغ نصف القطر الذري المعدني 0.143 نانومتر، ونصف القطر التساهمي 0.126 نانومتر، ونصف القطر التقليدي لأيون Al 3+ هو 0.057 نانومتر. طاقة التأين Al – Al + 5.99 فولت.

حالة الأكسدة الأكثر تميزًا لذرة الألومنيوم هي +3. نادرا ما تحدث حالات الأكسدة السلبية. توجد مستويات فرعية d مجانية في الطبقة الإلكترونية الخارجية للذرة. ونتيجة لهذا، فإن رقم التنسيق الخاص به في المركبات لا يمكن أن يكون 4 فقط (AlCl 4-، AlH 4-، ألومينوسيليكات)، ولكن أيضًا 6 (Al 2 O 3، 3+).

مرجع تاريخي. اسم الألومنيوم يأتي من اللاتينية. الشبة - يعود ذلك إلى عام 500 قبل الميلاد. تسمى شبة الألومنيوم، وكانت تستخدم كمادة لصباغة الأقمشة ودباغة الجلود. حصل العالم الدنماركي H. K. Oersted في عام 1825، باستخدام ملغم البوتاسيوم على AlCl 3 اللامائي ثم تقطير الزئبق، على ألومنيوم نقي نسبيًا. تم اقتراح أول طريقة صناعية لإنتاج الألومنيوم في عام 1854 من قبل الكيميائي الفرنسي أ. سانت كلير ديفيل: تتمثل الطريقة في اختزال الألومنيوم المزدوج وكلوريد الصوديوم Na3AlCl6 مع الصوديوم المعدني. على غرار اللون الفضي، كان الألومنيوم باهظ الثمن في البداية. وفي الفترة من 1855 إلى 1890، تم إنتاج 200 طن فقط من الألومنيوم. تم تطوير الطريقة الحديثة لإنتاج الألومنيوم عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور الكريوليت والألومينا في عام 1886 بشكل متزامن ومستقل بواسطة C. Hall في الولايات المتحدة الأمريكية وP. Heroux في فرنسا.

التواجد في الطبيعة

الألومنيوم هو المعدن الأكثر شيوعا في القشرة الأرضية. يمثل 5.5-6.6 مول. جزء٪ أو 8 بالوزن٪. وتتركز كتلتها الرئيسية في الألومينوسيليكات. من المنتجات الشائعة للغاية لتدمير الصخور التي تشكلها الطين، الذي يتوافق تركيبه الرئيسي مع الصيغة Al 2 O 3. 2SiO2. 2H 2 O. ومن بين الأشكال الطبيعية الأخرى للألمنيوم، يعتبر البوكسيت Al 2 O 3 ذا أهمية قصوى. xH 2 O ومعادن اكسيد الالمونيوم Al 2 O 3 والكريوليت AlF 3 . 3NaF.

إيصال

حاليًا، في الصناعة، يتم إنتاج الألومنيوم عن طريق التحليل الكهربائي لمحلول الألومينا Al 2 O 3 في الكريوليت المنصهر. يجب أن يكون Al 2 O 3 نقيًا إلى حد ما، نظرًا لصعوبة إزالة الشوائب من الألومنيوم المصهور. درجة انصهار Al 2 O 3 حوالي 2050 درجة مئوية، والكريوليت 1100 درجة مئوية. خليط منصهر من الكريوليت وAl 2 O 3 يحتوي على حوالي 10٪ بالوزن Al 2 O 3 يتعرض للتحليل الكهربائي، الذي ينصهر عند 960 درجة مئوية. o C وله الموصلية الكهربائية والكثافة واللزوجة، الأكثر ملاءمة لهذه العملية. مع إضافة AlF 3 وCaF 2 وMgF 2، يصبح التحليل الكهربائي ممكنًا عند درجة حرارة 950 درجة مئوية.

المحلل الكهربائي لصهر الألومنيوم عبارة عن غلاف حديدي مبطن بالطوب الحراري من الداخل. الجزء السفلي (تحت)، المُجمَّع من كتل من الفحم المضغوط، يعمل ككاثود. توجد الأنودات في الأعلى: وهي عبارة عن إطارات من الألومنيوم مملوءة بقوالب الفحم.

آل 2 يا 3 = آل 3+ + آلو 3 3-

يتم إطلاق الألومنيوم السائل عند الكاثود:

آل 3+ + 3هـ - = آل

يتم جمع الألومنيوم في الجزء السفلي من الفرن، حيث يتم إطلاقه بشكل دوري. يتم إطلاق الأكسجين عند الأنود:

4AlO 3 3 - - 12e - = 2Al 2 O 3 + 3O 2

الأكسجين يؤكسد الجرافيت إلى أكاسيد الكربون. ومع احتراق الكربون، يتم بناء الأنود.

يستخدم الألومنيوم أيضًا كمادة مضافة في صناعة السبائك للعديد من السبائك لإضفاء مقاومة الحرارة عليها.

الخصائص الفيزيائية للألمنيوم. يجمع الألومنيوم بين مجموعة قيمة جدًا من الخصائص: الكثافة المنخفضة، الموصلية الحرارية والكهربائية العالية، الليونة العالية والمقاومة الجيدة للتآكل. يمكن تزويرها وختمها ولفها ورسمها بسهولة. يتم لحام الألمنيوم جيدًا بالغاز والتلامس وأنواع اللحام الأخرى. شبكة الألومنيوم مكعبة الشكل ومتمركزة على الوجه مع المعلمة a = 4.0413 Å. خصائص الألومنيوم، مثل جميع المعادن، تعتمد على نقائه. خصائص الألومنيوم عالي النقاء (99.996%): الكثافة (عند 20 درجة مئوية) 2698.9 كجم/م3؛ ر 660.24 درجة مئوية؛ نقطة الغليان حوالي 2500 درجة مئوية؛ معامل التمدد الحراري (من 20 درجة إلى 100 درجة مئوية) 23.86·10 -6؛ الموصلية الحرارية (عند 190 درجة مئوية) 343 واط/م·ك، السعة الحرارية النوعية (عند 100 درجة مئوية) 931.98 جول/كجم·ك. ; الموصلية الكهربائية بالنسبة للنحاس (عند 20 درجة مئوية) 65.5%. يتمتع الألومنيوم بقوة منخفضة (قوة الشد 50-60 مليون/م2)، والصلابة (170 مليون/م2 وفقًا لبرينل) وليونة عالية (تصل إلى 50%). أثناء الدرفلة على البارد، تزيد قوة الشد للألمنيوم إلى 115 مليون/م2، والصلابة - حتى 270 مليون/م2، وتنخفض الاستطالة النسبية إلى 5% (1 مليون/م2 ~ و0.1 كجم قوة/مم2). الألومنيوم مصقول للغاية ومؤكسد وله انعكاسية عالية قريبة من الفضة (يعكس ما يصل إلى 90% من الطاقة الضوئية الساقطة). بسبب قابليته العالية للأكسجين، يتم تغطية الألومنيوم الموجود في الهواء بطبقة رقيقة ولكنها قوية جدًا من أكسيد Al 2 O 3، مما يحمي المعدن من المزيد من الأكسدة ويحدد خصائصه العالية المضادة للتآكل. تتناقص قوة طبقة الأكسيد وتأثيرها الوقائي بشكل كبير في وجود شوائب الزئبق والصوديوم والمغنيسيوم والنحاس وما إلى ذلك. الألومنيوم مقاوم للتآكل الجوي والبحر والمياه العذبة، ولا يتفاعل عمليا مع النيتريك المركز أو المخفف للغاية الأحماض والأحماض العضوية والمنتجات الغذائية.

الخواص الكيميائية

عندما يتم تسخين الألومنيوم المسحوق جيدًا، فإنه يحترق بقوة في الهواء. تفاعله مع الكبريت يستمر بالمثل. يحدث الاندماج مع الكلور والبروم في درجات الحرارة العادية، ومع اليود - عند تسخينه. عند درجات حرارة عالية جدًا، يتحد الألومنيوم أيضًا بشكل مباشر مع النيتروجين والكربون. وعلى العكس من ذلك فهو لا يتفاعل مع الهيدروجين.

الألومنيوم مقاوم تمامًا للماء. ولكن إذا تمت إزالة التأثير الوقائي لطبقة الأكسيد ميكانيكيًا أو عن طريق الدمج، يحدث تفاعل قوي:

ليس لـ HNO3 وH2SO4 المخففين جدًا والمركّزين جدًا أي تأثير تقريبًا على الألومنيوم (في البرد)، بينما عند التركيزات المتوسطة من هذه الأحماض يذوب تدريجيًا. الألومنيوم النقي مقاوم تمامًا لحمض الهيدروكلوريك، لكن المعدن الصناعي العادي يذوب فيه.

عندما يتعرض الألومنيوم لمحاليل مائية من القلويات، تذوب طبقة الأكسيد، وتتشكل الألومينات - أملاح تحتوي على الألومنيوم كجزء من الأنيون:

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

يتفاعل الألومنيوم، الخالي من الطبقة الواقية، مع الماء، مما يؤدي إلى إزاحة الهيدروجين منه:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2

يتفاعل هيدروكسيد الألومنيوم الناتج مع القلويات الزائدة، مكونًا هيدروكسيل ألومينات:

آل(OH) 3 + هيدروكسيد الصوديوم = نا

المعادلة الشاملة لذوبان الألومنيوم في محلول قلوي مائي:

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

يذوب الألومنيوم بشكل ملحوظ في محاليل الأملاح التي لها تفاعل حمضي أو قلوي بسبب تحللها المائي، على سبيل المثال، في محلول Na 2 CO 3.

في سلسلة الإجهاد يقع بين Mg و Zn. الألومنيوم ثلاثي التكافؤ في جميع مركباته المستقرة.

يصاحب اتحاد الألومنيوم مع الأكسجين إطلاق هائل للحرارة (1676 كيلوجول/مول Al 2 O 3)، وهو أكبر بكثير من إطلاق العديد من المعادن الأخرى. وفي ضوء ذلك فإنه عند تسخين خليط أكسيد المعدن المقابل مع مسحوق الألومنيوم يحدث تفاعل عنيف يؤدي إلى إطلاق معدن حر من الأكسيد المأخوذ. غالبًا ما يتم استخدام طريقة الاختزال باستخدام Al (الألومينوثرمي) للحصول على عدد من العناصر (Cr، Mn، V، W، إلخ) في حالة حرة.

يتم استخدام الألومنيوم الحراري أحيانًا في لحام الأجزاء الفولاذية الفردية، وخاصة مفاصل قضبان الترام. يتكون الخليط المستخدم ("الثيرمايت") عادةً من مساحيق دقيقة من الألومنيوم والحديد 3 O 4 . يتم إشعالها باستخدام فتيل مصنوع من خليط Al و BaO 2. رد الفعل الرئيسي يتبع المعادلة:

8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 3350 كيلوجول

علاوة على ذلك، تتطور درجة الحرارة إلى حوالي 3000 درجة مئوية.

أكسيد الألومنيوم هو مادة بيضاء شديدة المقاومة للحرارة (mp 2050 o C) وغير قابلة للذوبان في كتلة الماء. تتميز Al 2 O 3 الطبيعية (المعدنية اكسيد الالمونيوم)، وكذلك تلك التي يتم الحصول عليها صناعيا ثم المكلسة بدرجة عالية، بالصلابة العالية وعدم الذوبان في الأحماض. يمكن تحويل Al 2 O 3 (ما يسمى بالألومينا) إلى حالة قابلة للذوبان عن طريق الاندماج مع القلويات.

عادة، يتم استخدام اكسيد الالمونيوم الطبيعي الملوث بأكسيد الحديد، بسبب صلابته الشديدة، في صناعة عجلات الطحن وأحجار المشحذ وما إلى ذلك. ويسمى في شكله المسحوق ناعماً بالصنفرة ويستخدم لتنظيف الأسطح المعدنية وصنع ورق الصنفرة. لنفس الأغراض، غالبا ما يستخدم Al 2 O 3، الذي تم الحصول عليه عن طريق دمج البوكسيت (الاسم الفني - ألوندوم).

بلورات اكسيد الالمونيوم شفافة ملونة - ياقوتة حمراء - خليط من الكروم - والياقوت الأزرق - خليط من التيتانيوم والحديد - أحجار كريمة. ويتم الحصول عليها أيضًا بشكل مصطنع واستخدامها لأغراض تقنية، على سبيل المثال، لتصنيع أجزاء للأدوات الدقيقة وأحجار الساعات وما إلى ذلك. تُستخدم بلورات الياقوت التي تحتوي على خليط صغير من Cr 2 O 3 كمولدات كمومية - أشعة ليزر تنشئ شعاعًا موجهًا من الإشعاع أحادي اللون.

بسبب عدم ذوبان Al 2 O 3 في الماء، يمكن الحصول على هيدروكسيد Al(OH) 3 المقابل لهذا الأكسيد فقط بشكل غير مباشر من الأملاح. يمكن تمثيل تحضير الهيدروكسيد بالمخطط التالي. تحت تأثير القلويات، يتم استبدال أيونات OH تدريجيًا بأكثر من 3 جزيئات ماء في المجمعات المائية:

3+ + OH - = 2+ + H2O

2+ + OH - = + + H 2 O

أوه - = 0 + ح 2 يا

Al(OH)3 عبارة عن راسب جيلاتيني أبيض ضخم، غير قابل للذوبان عمليًا في الماء، ولكنه قابل للذوبان بسهولة في الأحماض والقلويات القوية. لذلك فهو ذو طابع مذبذب. ومع ذلك، يتم التعبير عن خصائصه الأساسية وخاصة الحمضية بشكل ضعيف. هيدروكسيد الألومنيوم غير قابل للذوبان في كمية زائدة من NH 4 OH. أحد أشكال هيدروكسيد المجففة، هلام الألومنيوم، يستخدم في التكنولوجيا كمادة ماصة.

عند التفاعل مع القلويات القوية، تتشكل الألومينات المقابلة:

هيدروكسيد الصوديوم + آل(OH) 3 = نا

ألومينات المعادن أحادية التكافؤ الأكثر نشاطًا قابلة للذوبان بدرجة عالية في الماء، ولكن بسبب التحلل المائي القوي، تكون محاليلها مستقرة فقط في وجود فائض كافٍ من القلويات. يتم تحلل الألومينات، المنتجة من قواعد أضعف، بشكل كامل تقريبًا في المحلول وبالتالي لا يمكن الحصول عليها إلا بشكل جاف (عن طريق دمج Al 2 O 3 مع أكاسيد المعادن المقابلة). يتم تشكيل ميتالومنيتات، التي يشتق تركيبها من حمض ميتالومنيوم HAlO 2. معظمها غير قابلة للذوبان في الماء.

Al(OH)3 يشكل الأملاح مع الأحماض. تكون مشتقات معظم الأحماض القوية قابلة للذوبان بدرجة عالية في الماء، ولكنها تتحلل بشكل كبير جدًا، وبالتالي تظهر محاليلها تفاعلًا حمضيًا. يتم تحلل أملاح الألومنيوم القابلة للذوبان والأحماض الضعيفة بشكل أكبر. بسبب التحلل المائي، لا يمكن الحصول على الكبريتيد والكربونات والسيانيد وبعض أملاح الألومنيوم الأخرى من المحاليل المائية.

في البيئة المائية، يكون أنيون Al 3+ محاطًا مباشرة بستة جزيئات ماء. يتم فصل هذا الأيون المائي إلى حد ما وفقًا للمخطط:

3+ + ح 2 يا = 2+ + أوه 3 +

ثابت تفككه هو 1. 10 -5، أي. وهو حمض ضعيف (قريب من قوة حمض الخليك). يتم أيضًا الحفاظ على البيئة الثماني السطوح لـ Al 3+ مع ستة جزيئات ماء في الهيدرات البلورية لعدد من أملاح الألومنيوم.

يمكن اعتبار سيليكات الألومنيوم بمثابة سيليكات حيث يتم استبدال جزء من رباعي الأسطح السيليكون والأكسجين SiO 4 4 - برباعي الأسطح الألومنيوم والأكسجين AlO 4 5. ومن بين سيليكات الألومنيوم، الأكثر شيوعًا هو الفلسبار، الذي يمثل أكثر من نصف كتلة السيليكات. قشرة الأرض. ممثلوهم الرئيسيون هم المعادن

أورثوكلاز K 2 Al 2 Si 6 O 16 أو K 2 O . آل 2 أو 3 . 6SiO2

البيتي Na 2 Al 2 Si 6 O 16 أو Na 2 O. آل 2 أو 3 . 6SiO2

أنورثيت CaAl 2 Si 2 O 8 أو CaO. آل 2 أو 3 . 2SiO2

معادن مجموعة الميكا شائعة جدًا، على سبيل المثال المسكوفيت Kal 2 (AlSi 3 O 10) (OH) 2. إن معدن النيفيلين (Na, K) 2، الذي يستخدم لإنتاج الألومينا ومنتجات الصودا والأسمنت، له أهمية عملية كبيرة. يتكون هذا الإنتاج من العمليات التالية: أ) يتم تلبيد النيفلين والحجر الجيري في أفران أنبوبية عند درجة حرارة 1200 درجة مئوية:

(Na, K) 2 + 2CaCO 3 = 2CaSiO 3 + NaAlO 2 + KAlO 2 + 2CO 2

ب) يتم ترشيح الكتلة الناتجة بالماء - يتم تشكيل محلول من ألومينات الصوديوم والبوتاسيوم وملاط CaSiO 3:

NaAlO 2 + KAlO 2 + 4H 2 O = Na + K

ج) يتم تمرير ثاني أكسيد الكربون المتكون أثناء التلبيد عبر محلول الألومينات:

Na + K + 2CO 2 = NaHCO 3 + KHCO 3 + 2Al(OH) 3

د) عن طريق تسخين Al(OH) 3 يتم الحصول على الألومينا:

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

هـ) عن طريق تبخير السائل الأم، يتم فصل الصودا والحساء، ويتم استخدام الحمأة التي تم الحصول عليها مسبقًا في إنتاج الأسمنت.

عند إنتاج 1 طن من Al2O3 يتم الحصول على 1 طن من منتجات الصودا و 7.5 طن من الأسمنت.

بعض الألومينوسيليكات لها بنية فضفاضة وقادرة على التبادل الأيوني. وتستخدم مثل هذه السيليكات – الطبيعية والصناعية بشكل خاص – لتليين المياه. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لسطحها المتطور للغاية، يتم استخدامها كدعم محفز، أي. كمواد مشربة بمحفز.

هاليدات الألومنيوم في الظروف العادية هي مواد بلورية عديمة اللون. في سلسلة هاليدات الألومنيوم، يختلف AlF 3 كثيرًا في الخصائص عن نظائره. وهو مقاوم للحرارة، وقابل للذوبان قليلاً في الماء، وغير نشط كيميائياً. تعتمد الطريقة الرئيسية لإنتاج AlF 3 على عمل HF اللامائي على Al 2 O 3 أو Al:

Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O

مركبات الألومنيوم مع الكلور والبروم واليود قابلة للانصهار، شديدة التفاعل وقابلة للذوبان بدرجة عالية ليس فقط في الماء، ولكن أيضًا في العديد من المذيبات العضوية. يصاحب تفاعل هاليدات الألومنيوم مع الماء إطلاق كبير للحرارة. في المحاليل المائية، يتم تحللها بدرجة عالية، ولكن على عكس الهاليدات اللافلزية الحمضية النموذجية، فإن تحللها المائي غير مكتمل وقابل للعكس. نظرًا لكونها متطايرة بشكل ملحوظ حتى في ظل الظروف العادية، فإن AlCl 3 وAlBr 3 وAlI 3 يدخنون في الهواء الرطب (بسبب التحلل المائي). ويمكن الحصول عليها عن طريق التفاعل المباشر للمواد البسيطة.

تتوافق كثافة بخار AlCl 3 وAlBr 3 وAlI 3 عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا بشكل أو بآخر مع الصيغ المزدوجة - Al 2 Hal 6. يتوافق التركيب المكاني لهذه الجزيئات مع رباعيين لهما حافة مشتركة. ترتبط كل ذرة ألومنيوم بأربع ذرات هالوجين، وترتبط كل ذرة من ذرات الهالوجين المركزية بذرتي الألومنيوم. من بين رابطتي ذرة الهالوجين المركزية، إحداهما مانح ومتقبل، حيث يعمل الألومنيوم كمستقبل.

مع أملاح الهاليد لعدد من المعادن أحادية التكافؤ، تشكل هاليدات الألومنيوم مركبات معقدة، بشكل رئيسي من النوعين M3 وM (حيث الهال هو الكلور أو البروم أو اليود). يكون الميل إلى تفاعلات الإضافة واضحًا جدًا بشكل عام في الهاليدات قيد النظر. وهذا هو بالضبط السبب وراء الاستخدام التقني الأكثر أهمية لـ AlCl 3 كعامل محفز (في تكرير النفط وفي التخليق العضوي).

من بين ألومينات الفلور، فإن الاستخدام الأكبر (لإنتاج Al، F 2، المينا، الزجاج، إلخ) هو Na 3 كريوليت. يعتمد الإنتاج الصناعي للكريوليت الاصطناعي على معالجة هيدروكسيد الألومنيوم بحمض الهيدروفلوريك والصودا:

2Al(OH) 3 + 12HF + 3Na 2 CO 3 = 2Na 3 + 3CO 2 + 9H 2 O

يتم الحصول على الكلورو والبرومو واليودوألومينات عن طريق دمج ثلاثي هاليدات الألومنيوم مع هاليدات المعادن المقابلة.

على الرغم من أن الألومنيوم لا يتفاعل كيميائيا مع الهيدروجين، إلا أنه يمكن الحصول على هيدريد الألومنيوم بشكل غير مباشر. وهي كتلة بيضاء غير متبلورة تركيبها (AlH3)n. يتحلل عند تسخينه فوق 105 درجة مئوية مع إطلاق الهيدروجين.

عندما يتفاعل AlH3 مع الهيدريدات الأساسية في محلول أثيري، تتشكل الهيدرولومينات:

LiH + AlH 3 = لي

هيدروألومينات هي مواد صلبة بيضاء. يتحلل بسرعة مع الماء. إنها عوامل اختزال قوية. يتم استخدامها (خاصة Li) في التخليق العضوي.

كبريتات الألومنيوم آل 2 (SO 4) 3. يتم الحصول على 18H2O من خلال عمل حمض الكبريتيك الساخن على أكسيد الألومنيوم أو الكاولين. يتم استخدامه لتنقية المياه، وكذلك في تحضير أنواع معينة من الورق.

شبة ألومنيوم البوتاسيوم KAl(SO4) 2. ويستخدم 12H2O بكميات كبيرة في دباغة الجلود، وكذلك في صناعة الصباغة كمادة لاصقة للأقمشة القطنية. في الحالة الأخيرة، يعتمد تأثير الشب على حقيقة أن هيدروكسيد الألومنيوم المتكون نتيجة التحلل المائي يترسب في ألياف النسيج في حالة مشتتة بدقة، ويمتص الصبغة ويثبتها بقوة على الألياف.

ومن مشتقات الألمنيوم الأخرى تجدر الإشارة إلى خلاته (وإلا ملح حامض الخليك) Al(CH 3 COO) 3 الذي يستخدم في صباغة الأقمشة (كمادة لاصقة) وفي الطب (المستحضرات والكمادات). نترات الألومنيوم قابلة للذوبان في الماء بسهولة. فوسفات الألومنيوم غير قابل للذوبان في الماء وحمض الخليك، ولكنه قابل للذوبان في الأحماض والقلويات القوية.

الألومنيوم في الجسم. الألومنيوم جزء من أنسجة الحيوانات والنباتات؛ في أعضاء الثدييات، تم العثور على 10 -3 إلى 10 -5٪ من الألومنيوم (على أساس خام). يتراكم الألمنيوم في الكبد والبنكرياس والغدد الدرقية. في المنتجات النباتية، يتراوح محتوى الألومنيوم من 4 ملجم لكل 1 كجم من المادة الجافة (البطاطس) إلى 46 ملجم (اللفت الأصفر)، وفي المنتجات ذات الأصل الحيواني - من 4 ملجم (العسل) إلى 72 ملجم لكل 1 كجم من المادة الجافة ( لحم). في النظام الغذائي اليومي للإنسان يصل محتوى الألومنيوم إلى 35-40 ملجم. الكائنات الحية التي تركز الألمنيوم معروفة، على سبيل المثال، الطحالب (Lycopodiaceae)، التي تحتوي على ما يصل إلى 5.3٪ من الألومنيوم في رمادها، والرخويات (Helix و Lithorina)، التي تحتوي على 0.2-0.8٪ من الألومنيوم في رمادها. من خلال تكوين مركبات غير قابلة للذوبان مع الفوسفات، يعطل الألومنيوم تغذية النباتات (امتصاص الفوسفات عن طريق الجذور) والحيوانات (امتصاص الفوسفات في الأمعاء).

جيوكيمياء الألومنيوم. يتم تحديد الخصائص الجيوكيميائية للألمنيوم من خلال تقاربه العالي للأكسجين (في المعادن، يتم تضمين الألومنيوم في الأكسجين ثماني السطوح ورباعي السطوح)، والتكافؤ الثابت (3)، وانخفاض ذوبان معظم المركبات الطبيعية. في العمليات الداخلية أثناء تصلب الصهارة وتكوين الصخور النارية، يدخل الألومنيوم الشبكة البلورية للفلسبار والميكا والمعادن الأخرى - سيليكات الألومنيوم. في المحيط الحيوي، يعتبر الألومنيوم مهاجرًا ضعيفًا، وهو نادر في الكائنات الحية والغلاف المائي. في المناخ الرطب، حيث تشكل البقايا المتحللة للنباتات الوفيرة العديد من الأحماض العضوية، يهاجر الألومنيوم في التربة والمياه على شكل مركبات غروية عضوية معدنية؛ يتم امتصاص الألومنيوم بواسطة الغرويات وترسب في الجزء السفلي من التربة. يتم كسر الرابطة بين الألومنيوم والسيليكون جزئيًا وفي بعض الأماكن في المناطق الاستوائية تتشكل المعادن - هيدروكسيدات الألومنيوم - البوهميت، الشتات، الهيدرارجيليت. معظم الألومنيوم جزء من سيليكات الألومنيوم - الكاولينيت والبيدليت ومعادن طينية أخرى. تحدد الحركة الضعيفة التراكم المتبقي للألمنيوم في القشرة الجوية للمناطق الاستوائية الرطبة. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل البوكسيت إلوفيال. في العصور الجيولوجية الماضية، تراكم البوكسيت أيضًا في البحيرات والمناطق الساحلية للبحار في المناطق الاستوائية (على سبيل المثال، البوكسيت الرسوبي في كازاخستان). في السهوب والصحاري، حيث يوجد القليل من المواد الحية والمياه محايدة وقلوية، لا يهاجر الألومنيوم تقريبًا. تكون هجرة الألومنيوم أكثر نشاطًا في المناطق البركانية، حيث يتم ملاحظة الأنهار شديدة الحموضة والمياه الجوفية الغنية بالألمنيوم. وفي الأماكن التي تختلط فيها المياه الحمضية بمياه البحر القلوية (عند مصبات الأنهار وغيرها)، يترسب الألومنيوم مع تكوين رواسب البوكسيت.

تطبيق الألومنيوم. إن الجمع بين الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والكيميائية للألمنيوم يحدد استخدامه على نطاق واسع في جميع مجالات التكنولوجيا تقريبًا، خاصة في شكل سبائكه مع معادن أخرى. في الهندسة الكهربائية، يحل الألمنيوم محل النحاس بنجاح، خاصة في إنتاج الموصلات الضخمة، على سبيل المثال، في الخطوط الهوائية، والكابلات ذات الجهد العالي، وحافلات المفاتيح الكهربائية، والمحولات (تصل الموصلية الكهربائية للألمنيوم إلى 65.5٪ من الموصلية الكهربائية للنحاس، و فهو أخف وزنًا من النحاس بثلاث مرات، ومع وجود مقطع عرضي يوفر نفس الموصلية، تكون كتلة أسلاك الألمنيوم نصف كتلة النحاس). يستخدم الألومنيوم فائق النقاء في إنتاج المكثفات الكهربائية والمقومات، ويعتمد عملها على قدرة طبقة أكسيد الألومنيوم على تمرير التيار الكهربائي في اتجاه واحد فقط. يستخدم الألومنيوم فائق النقاء، المنقى بواسطة ذوبان المنطقة، في تصنيع مركبات أشباه الموصلات من النوع A III B V، المستخدمة في إنتاج أجهزة أشباه الموصلات. يستخدم الألمنيوم النقي في إنتاج أنواع مختلفة من عاكسات المرايا. يستخدم الألومنيوم عالي النقاء لحماية الأسطح المعدنية من التآكل الجوي (الكسوة، طلاء الألومنيوم). نظرًا لامتلاكه مقطعًا عرضيًا منخفض الامتصاص للنيوترونات، يُستخدم الألومنيوم كمادة هيكلية في المفاعلات النووية.

تقوم خزانات الألمنيوم ذات السعة الكبيرة بتخزين ونقل الغازات السائلة (الميثان والأكسجين والهيدروجين وما إلى ذلك) وأحماض النيتريك والأسيتيك والمياه النظيفة وبيروكسيد الهيدروجين والزيوت الصالحة للأكل. يستخدم الألومنيوم على نطاق واسع في معدات وأجهزة صناعة الأغذية، وتغليف المواد الغذائية (على شكل رقائق)، وإنتاج أنواع مختلفة من المنتجات المنزلية. لقد زاد بشكل حاد استهلاك الألمنيوم لتشطيب المباني والهياكل المعمارية ومنشآت النقل والرياضة.

في علم المعادن، يعد الألومنيوم (بالإضافة إلى السبائك المعتمدة عليه) واحدًا من أكثر إضافات السبائك شيوعًا في السبائك المعتمدة على Cu وMg وTi وNi وZn وFe. يستخدم الألومنيوم أيضًا لإزالة الأكسدة من الفولاذ قبل صبه في القالب، وكذلك في عمليات إنتاج معادن معينة باستخدام طريقة الألومنيوم الحراري. استنادًا إلى الألومنيوم، تم إنشاء SAP (مسحوق الألومنيوم الملبد) باستخدام تعدين المساحيق، الذي يتمتع بمقاومة عالية للحرارة عند درجات حرارة أعلى من 300 درجة مئوية.

ويستخدم الألمنيوم في صناعة المتفجرات (الأمونال، والألوموتول). تستخدم مركبات الألومنيوم المختلفة على نطاق واسع.

يتزايد إنتاج واستهلاك الألمنيوم بشكل مستمر، وهو ما يفوق بشكل كبير معدل نمو إنتاج الفولاذ والنحاس والرصاص والزنك.

قائمة الأدب المستخدم

1. ف.أ. رابينوفيتش، Z.Ya. خافين "كتاب مرجعي كيميائي قصير"

2. إل إس. جوزي "محاضرات في الكيمياء العامة"

3. ن.س. أحمدوف "الكيمياء العامة وغير العضوية"

4. بي.في. نيكراسوف "كتاب الكيمياء العامة"

5. ن.ل. جلينكا "الكيمياء العامة"

يتم تحديد الخواص الكيميائية للألمنيوم من خلال موقعه في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية.

فيما يلي التفاعلات الكيميائية الرئيسية للألمنيوم مع العناصر الكيميائية الأخرى. تحدد هذه التفاعلات الخواص الكيميائية الأساسية للألمنيوم.

ماذا يتفاعل مع الألومنيوم؟

مواد بسيطة:

• الهالوجينات (الفلور والكلور والبروم واليود)
• الفوسفور
• كربون
• الأكسجين (الاحتراق)

المواد المعقدة:

• الأحماض المعدنية (الهيدروكلوريك والفوسفوريك)
• حمض الكبريتيك
• حمض النيتريك
• القلويات
• عامل مؤكسد
• أكاسيد المعادن الأقل نشاطًا (الألومينوثرمي)

ما الذي لا يتفاعل معه الألومنيوم؟

الألومنيوم لا يتفاعل:

• مع الهيدروجين
• في الظروف العادية - مع حامض الكبريتيك المركز (بسبب التخميل - تكوين طبقة أكسيد كثيفة)
• في الظروف العادية - مع حمض النيتريك المركز (أيضًا بسبب التخميل)

الألومنيوم والهواء

عادة، يتم طلاء سطح الألومنيوم دائمًا بطبقة رقيقة من أكسيد الألومنيوم، مما يحميه من التعرض للهواء، أو بشكل أكثر دقة، للأكسجين. ولذلك يعتقد أن الألومنيوم لا يتفاعل مع الهواء. في حالة تلف طبقة الأكسيد هذه أو إزالتها، يتفاعل سطح الألومنيوم الطازج مع الأكسجين الموجود في الهواء. يمكن للألمنيوم أن يحترق في الأكسجين بلهب أبيض مسبب للعمى لتكوين أكسيد الألومنيوم Al2O3.

تفاعل الألمنيوم مع الأكسجين:

• 4Al + 3O 2 -> 2Al 2 O 3

الألومنيوم والماء

يتفاعل الألمنيوم مع الماء في التفاعلات التالية:

• 2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 (1)
• 2Al + 4H 2 O = 2AlO(OH) + 3H2 (2)
• 2Al + 3H 2 O = آل 2 O 3 + 3H 2 (3)

ونتيجة لهذه التفاعلات يتكون على التوالي ما يلي:

• تعديل هيدروكسيد الألومنيوم البايريت والهيدروجين (1)
• تعديل هيدروكسيد الألومنيوم البوهيميت والهيدروجين (2)
• أكسيد الألومنيوم والهيدروجين (3)

بالمناسبة، تحظى هذه التفاعلات باهتمام كبير في تطوير محطات مدمجة لإنتاج الهيدروجين للمركبات التي تعمل بالهيدروجين.

كل هذه التفاعلات ممكنة من الناحية الديناميكية الحرارية عند درجات حرارة تتراوح من درجة حرارة الغرفة إلى نقطة انصهار الألومنيوم 660 درجة مئوية. جميعها أيضًا طاردة للحرارة، أي أنها تحدث مع إطلاق الحرارة:

• عند درجات حرارة تتراوح من درجة حرارة الغرفة إلى 280 درجة مئوية، يكون منتج التفاعل الأكثر ثباتًا هو Al(OH) 3.
• عند درجات حرارة تتراوح من 280 إلى 480 درجة مئوية، يكون منتج التفاعل الأكثر استقرارًا هو AlO(OH).
• عند درجات حرارة أعلى من 480 درجة مئوية، يكون منتج التفاعل الأكثر استقرارًا هو Al 2 O 3.

وبالتالي، يصبح أكسيد الألومنيوم Al 2 O 3 أكثر استقرارًا من الناحية الديناميكية الحرارية من Al(OH) 3 عند درجات الحرارة المرتفعة. سيكون ناتج تفاعل الألومنيوم مع الماء في درجة حرارة الغرفة هو هيدروكسيد الألومنيوم Al(OH)3.

يوضح التفاعل (1) أن الألومنيوم يجب أن يتفاعل تلقائيًا مع الماء في درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك، من الناحية العملية، فإن قطعة الألومنيوم المغمورة في الماء لا تتفاعل مع الماء في درجة حرارة الغرفة أو حتى مع الماء المغلي. والحقيقة هي أن الألومنيوم يحتوي على طبقة رقيقة متماسكة من أكسيد الألومنيوم Al 2 O 3 على سطحه. يلتصق فيلم الأكسيد هذا بقوة بسطح الألومنيوم ويمنعه من التفاعل مع الماء. لذلك، من أجل بدء تفاعل الألومنيوم مع الماء في درجة حرارة الغرفة والحفاظ عليه، من الضروري إزالة طبقة الأكسيد هذه أو تدميرها باستمرار.

الألومنيوم والهالوجينات

يتفاعل الألمنيوم بعنف مع جميع الهالوجينات وهي:

• الفلور ف
• الكلور Cl
• البروم Br و
• اليود (اليود) أنا،

مع التعليم على التوالي:

• فلوريد AlF3
• كلوريد AlCl3
• بروميد آل 2 ر 6 و
• آل 2 ر 6 يوديد.

تفاعلات الهيدروجين مع الفلور والكلور والبروم واليود:

• 2Al + 3F 2 → 2AlF 3
• 2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3
• 2Al + 3Br 2 → آل 2 ر 6
• 2Al + 3l 2 → آل 2 أنا 6

الألومنيوم والأحماض

يتفاعل الألومنيوم بشكل نشط مع الأحماض المخففة: الكبريتيك والهيدروكلوريك والنيتريك، مع تكوين الأملاح المقابلة: كبريتات الألومنيوم Al 2 SO 4، كلوريد الألومنيوم AlCl 3 ونترات الألومنيوم Al(NO 3) 3.

تفاعلات الألومنيوم مع الأحماض المخففة:

• 2Al + 3H 2 SO 4 -> آل 2 (SO 4) 3 + 3H 2
• 2Al + 6HCl -> 2AlCl 3 + 3H 2
• 2Al + 6HNO 3 -> 2Al(NO 3) 3 + 3H 2

ولا يتفاعل مع أحماض الكبريتيك والهيدروكلوريك المركزة في درجة حرارة الغرفة، وعند تسخينه يتفاعل لتكوين الأملاح والأكاسيد والماء.

الألومنيوم والقلويات

يتفاعل الألومنيوم في محلول مائي قلوي - هيدروكسيد الصوديوم - لتكوين ألومينات الصوديوم.

يكون تفاعل الألومنيوم مع هيدروكسيد الصوديوم على الشكل التالي:

• 2Al + 2NaOH + 10H2O -> 2Na + 3H2

مصادر:

1. العناصر الكيميائية. العناصر الـ 118 الأولى، مرتبة أبجديًا / إد. ويكيبيديا - 2018

2. تفاعل الألمنيوم مع الماء لإنتاج الهيدروجين /جون بيتروفيتش وجورج توماس، الولايات المتحدة الأمريكية. وزارة الطاقة، 2008

أحد العناصر الأكثر شيوعًا على هذا الكوكب هو الألومنيوم. تستخدم الخصائص الفيزيائية والكيميائية للألمنيوم في الصناعة. ستجد كل ما تحتاج لمعرفته حول هذا المعدن في مقالتنا.

التركيب الذري

الألومنيوم هو العنصر الثالث عشر في الجدول الدوري. وهي في الفترة الثالثة، المجموعة الثالثة، المجموعة الفرعية الرئيسية.

ترتبط خصائص واستخدامات الألومنيوم ببنيته الإلكترونية. تحتوي ذرة الألومنيوم على نواة موجبة الشحنة (+13) و13 إلكترونًا سالبة الشحنة، وتقع في ثلاثة مستويات طاقة. التكوين الإلكتروني للذرة هو 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1.

يحتوي مستوى الطاقة الخارجي على ثلاثة إلكترونات، والتي تحدد التكافؤ الثابت لـ III. في التفاعلات مع المواد، يدخل الألومنيوم في حالة مثارة ويكون قادرًا على التخلي عن الإلكترونات الثلاثة، وتشكيل روابط تساهمية. مثل المعادن النشطة الأخرى، يعتبر الألومنيوم عامل اختزال قوي.

أرز. 1. هيكل ذرة الألومنيوم.

الألومنيوم هو معدن مذبذب يشكل أكاسيد وهيدروكسيدات مذبذبة. اعتمادًا على الظروف، تظهر المركبات خصائص حمضية أو قاعدية.

الوصف المادي

الألومنيوم لديه:

• الخفة (الكثافة 2.7 جم/سم3)؛
• اللون الرمادي الفضي.
• الموصلية الكهربائية العالية.
• تطويع؛
• الليونة؛
• نقطة الانصهار - 658 درجة مئوية؛
• نقطة الغليان - 2518.8 درجة مئوية.

حاويات القصدير والرقائق والأسلاك والسبائك مصنوعة من المعدن. يستخدم الألومنيوم في صناعة الدوائر الدقيقة والمرايا والمواد المركبة.

أرز. 2. حاويات الصفيح.

الألومنيوم مغناطيسي. ينجذب المعدن إلى المغناطيس فقط في وجود مجال مغناطيسي.

الخواص الكيميائية

في الهواء، يتأكسد الألومنيوم بسرعة، ويصبح مغطى بطبقة من الأكسيد. يحمي المعدن من التآكل، كما يمنع تفاعله مع الأحماض المركزة (النيتريك، الكبريتيك). ولذلك، يتم تخزين الأحماض ونقلها في حاويات الألومنيوم.

في ظل الظروف العادية، لا يمكن التفاعل مع الألومنيوم إلا بعد إزالة طبقة الأكسيد. تحدث معظم التفاعلات عند درجات حرارة عالية.

يتم وصف الخصائص الكيميائية الرئيسية للعنصر في الجدول.

رد فعل	وصف	المعادلة
مع الأكسجين	يحترق عند درجات حرارة عالية ويطلق الحرارة	4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
مع غير المعدنية	يتفاعل مع الكبريت عند درجات حرارة أعلى من 200 درجة مئوية، مع الفوسفور - عند 500 درجة مئوية، مع النيتروجين - عند 800 درجة مئوية، مع الكربون - عند 2000 درجة مئوية	2Al + 3S → آل 2 س 3؛ آل + ف → ألب؛ 2Al + N 2 → 2AlN؛ 4Al + 3C → آل 4 ج 3
مع الهالوجينات	يتفاعل في الظروف العادية مع اليود - عند تسخينه في وجود محفز (الماء)	2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3 ؛ 2Al + 3I 2 → 2AlI 3 ; 2Al + 3Br2 → 2AlBr3
مع الأحماض	يتفاعل مع الأحماض المخففة في الظروف العادية، مع الأحماض المركزة عند تسخينها	2Al + 3H 2 SO 4 (مخفف) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2؛ Al + 6HNO 3 (conc.) → Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
مع القلويات	يتفاعل مع المحاليل المائية للقلويات وعند الانصهار	2Al + 2NaOH + 10H2O → 2Na + 3H2; 2Al + 6KOH → 2KAlO 2 + 2K 2 O + 3H 2
مع أكاسيد	يزيح المعادن الأقل نشاطا	2Al + الحديد 2 يا 3 → 2Fe + آل 2 يا 3

الألومنيوم لا يتفاعل مباشرة مع الهيدروجين. التفاعل مع الماء ممكن بعد إزالة طبقة الأكسيد.

أرز. 3. تفاعل الألمنيوم مع الماء.

ماذا تعلمنا؟

الألومنيوم معدن نشط مذبذب ذو تكافؤ ثابت. لديها كثافة منخفضة، الموصلية الكهربائية العالية، واللدونة. لا ينجذب للمغناطيس إلا في وجود مجال مغناطيسي. يتفاعل الألومنيوم مع الأكسجين، ويشكل طبقة واقية تمنع التفاعلات مع الماء وأحماض النيتريك والكبريتيك المركزة. عند تسخينه، فإنه يتفاعل مع اللافلزات والأحماض المركزة، وفي الظروف العادية - مع الهالوجينات والأحماض المخففة. في الأكاسيد فإنه يزيح المعادن الأقل نشاطا. لا يتفاعل مع الهيدروجين .

اختبار حول الموضوع

تقييم التقرير

متوسط ​​تقييم: 4.3. إجمالي التقييمات المستلمة: 74.

الألومنيوم معدن يكون محتواه في الطبيعة هو الأعلى بين جميع المعادن المعروفة. يرجع البدء المتأخر في استخدامه إلى حقيقة أنه نظرًا لنشاطه الكيميائي العالي، فهو موجود في القشرة الأرضية فقط كجزء من المركبات الكيميائية المختلفة. يرتبط انتعاش المعدن النقي بعدد من الصعوبات التي لم يكن من الممكن التغلب عليها إلا من خلال تطوير تقنيات تعدين المعادن.

الألومنيوم النقي هو معدن ناعم ومرن ذو لون أبيض فضي. هذا هو واحد من أخف المعادن، علاوة على ذلك، فهو مناسب بشكل جيد لمختلف المعالجة الميكانيكية، والختم، والدرفلة، والصب. في الهواء الطلق، يتم تغطيته على الفور تقريبًا بطبقة رقيقة ومتينة من الأكسيد، مما يقاوم المزيد من الأكسدة.

أصبحت الخصائص الميكانيكية للألمنيوم، مثل النعومة وقابلية الختم وسهولة المعالجة، منتشرة على نطاق واسع في العديد من الصناعات. غالبًا ما يستخدم الألومنيوم بشكل خاص في السبائك مع معادن أخرى.

أدت الخصائص الفيزيائية والكيميائية لسبائك الألومنيوم إلى استخدامها على نطاق واسع كمواد هيكلية تقلل من الوزن الإجمالي للهيكل دون المساس بخصائص قوته.

الخصائص الفيزيائية

لا يتمتع الألومنيوم بأي خصائص فيزيائية فريدة، ولكن مزيجهما يجعل المعدن واحدًا من أكثر المعادن المرغوبة على نطاق واسع.

يتمتع الألومنيوم النقي بصلابة موس تبلغ ثلاثة، وهي أقل بكثير من معظم المعادن. هذه الحقيقة هي العقبة الوحيدة أمام استخدام المعدن النقي.

إذا نظرت بعناية إلى جدول الخصائص الفيزيائية للألمنيوم، فيمكنك تسليط الضوء على الصفات التالية:

• كثافة منخفضة (2.7 جم/سم3)؛
• اللدونة العالية
• مقاومة كهربائية منخفضة (0.027 أوم مم 2 /م)؛
• الموصلية الحرارية العالية (203.5 واط/(م ك))؛
• انعكاسية عالية
• نقطة انصهار منخفضة (660 درجة مئوية).

تسمح الخصائص الفيزيائية للألمنيوم مثل الليونة العالية ونقطة الانصهار المنخفضة وخصائص الصب الممتازة باستخدام هذا المعدن في شكله النقي وكجزء من السبائك القائمة عليه لإنتاج منتجات بأي تكوين معقد.

وفي الوقت نفسه، فهو أحد المعادن القليلة التي لا تزداد هشاشتها عند تبريدها إلى درجات حرارة منخفضة للغاية. حددت هذه الخاصية أحد مجالات التطبيق في العناصر الهيكلية للتكنولوجيا والمعدات المبردة.

تتمتع السبائك القائمة على الألومنيوم بقوة أعلى بكثير، مقارنة بقوة بعض أنواع الفولاذ. الأكثر انتشارًا هي السبائك مع إضافة سبائك المغنيسيوم والنحاس والمنغنيز - دورالومين ومع إضافة السيليكون - السيلومين. تتميز المجموعة الأولى بالقوة العالية، والأخيرة لديها واحدة من أفضل صفات الصب.

تعمل نقطة الانصهار المنخفضة على تقليل تكاليف الإنتاج وتكلفة العمليات التكنولوجية في إنتاج المواد الإنشائية القائمة على الألومنيوم وسبائكه.

بالنسبة لتصنيع المرايا، يتم استخدام صفات مثل معامل الانعكاس العالي، الذي يشبه معامل الفضة، وسهولة وقابلية التصنيع للترسيب الفراغي لأفلام الألومنيوم على الأسطح الحاملة المختلفة (البلاستيك والمعادن والزجاج).

عند صهر الألمنيوم وإجراء عملية الصب، يتم إيلاء اهتمام خاص لقدرة المصهور على امتصاص الهيدروجين. ودون أن يكون له أي تأثير على المستوى الكيميائي، يساعد الهيدروجين على تقليل الكثافة والقوة بسبب تكوين المسام المجهرية عندما يتصلب المنصهر.

نظرًا لكثافتها المنخفضة ومقاومتها الكهربائية المنخفضة (ليست أعلى بكثير من النحاس)، تُستخدم أسلاك الألمنيوم النقي في المقام الأول لنقل الكهرباء في خطوط الطاقة، عبر النطاق الكامل للتيارات والفولتية في الهندسة الكهربائية، كبديل للطاقة النحاسية واللف. الأسلاك. مقاومة النحاس أقل إلى حد ما، لذلك يجب استخدام أسلاك الألمنيوم بمقطع عرضي أكبر، ولكن الكتلة النهائية للمنتج وتكلفته أقل عدة مرات. القيد الوحيد هو قوة الألومنيوم المنخفضة قليلاً والمقاومة العالية للحام بسبب طبقة الأكسيد الموجودة على السطح. يلعب وجود إمكانات كهروكيميائية قوية عند ملامسة معدن مثل النحاس دورًا مهمًا. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل طبقة أكسيد قوية ذات مقاومة كهربائية عالية عند نقطة الاتصال الميكانيكي بين النحاس والألومنيوم. تؤدي هذه الظاهرة إلى تسخين الوصلة حتى تذوب الموصلات. هناك قيود وتوصيات صارمة بشأن استخدام الألومنيوم في الهندسة الكهربائية.

تتيح الليونة العالية إنتاج رقائق رقيقة تستخدم في إنتاج المكثفات عالية السعة.

أصبحت خفة الألومنيوم وسبائكه أمرًا أساسيًا عند استخدامها في صناعة الطيران في تصنيع معظم العناصر الهيكلية للطائرات: بدءًا من الهياكل الحاملة وحتى عناصر الجلد وأغطية الأجهزة والمعدات.

الخواص الكيميائية

كونه معدنًا تفاعليًا إلى حد ما، فإن الألومنيوم يقاوم التآكل بشكل فعال. يحدث هذا بسبب تكوين طبقة أكسيد قوية جدًا على سطحه الخارجي تحت تأثير الأكسجين.

يحمي فيلم الأكسيد المتين السطح جيدًا حتى من الأحماض القوية مثل أحماض النيتريك والكبريتيك. وتنتشر هذه النوعية على نطاق واسع في الكيمياء والصناعة لنقل حمض النيتريك المركز.

يمكن تدمير الفيلم باستخدام حمض النيتريك المخفف للغاية، أو القلويات عند تسخينه، أو من خلال ملامسة الزئبق، عندما يتشكل ملغم على السطح. في هذه الحالات، لا يعد فيلم الأكسيد عاملاً وقائيًا ويتفاعل الألومنيوم بشكل نشط مع الأحماض والقلويات والعوامل المؤكسدة. يتم أيضًا تدمير طبقة الأكسيد بسهولة في وجود الهالوجينات (الكلور والبروم). وبالتالي، يتفاعل حمض الهيدروكلوريك HCl بشكل جيد مع الألومنيوم تحت أي ظرف من الظروف.

تعتمد الخواص الكيميائية للألمنيوم على نقاء المعدن. إن استخدام إضافات صناعة السبائك لبعض المعادن، وخاصة المنغنيز، يجعل من الممكن زيادة قوة الفيلم الواقي، وبالتالي زيادة مقاومة الألومنيوم للتآكل. تساعد بعض المعادن، مثل النيكل والحديد، على تقليل مقاومة التآكل، ولكنها تزيد من مقاومة السبائك للحرارة.

يلعب فيلم الأكسيد الموجود على سطح منتجات الألومنيوم دورًا سلبيًا أثناء أعمال اللحام. لا تسمح الأكسدة اللحظية لتجمع المعدن المنصهر أثناء اللحام بتكوين خط لحام، نظرًا لأن أكسيد الألومنيوم له نقطة انصهار عالية جدًا. لحام الألومنيوم، يتم استخدام آلات لحام خاصة ذات قطب كهربائي غير قابل للاستهلاك (التنغستن). يتم تنفيذ العملية نفسها في بيئة غاز خامل - الأرجون. في غياب عملية الأكسدة، يكون خط اللحام قويًا ومتجانسًا. تعمل بعض إضافات صناعة السبائك في السبائك على تحسين خصائص اللحام للألمنيوم.

الألومنيوم النقي عمليا لا يشكل مركبات سامة، لذلك يتم استخدامه بنشاط في صناعة المواد الغذائية في إنتاج أدوات المطبخ، وتغليف المواد الغذائية، وحاويات المشروبات. فقط بعض المركبات غير العضوية يمكن أن يكون لها تأثير سلبي. كما أثبتت الأبحاث أن الألومنيوم لا يستخدم في عملية التمثيل الغذائي للكائنات الحية، ودوره في الحياة لا يكاد يذكر.