Какие химические свойства алюминия

Но в реакциях (например, с кислородом или водой) на поверхности алюминия сразу образуется защитная оксидная пленка, металл пассивируется.

Как можно обеспечить постоянный доступ реагентов к поверхности металла?

Если царапать поверхность алюминия чем-нибудь твёрдым, оксидная плёнка вновь очень быстро образуется, и реакция прекратится.

Есть другой способ. Можно использовать способность алюминия образовывать амальгаму — сплав с ртутью , с которой плёнка оксида алюминия легко удаляется.

Если погрузить алюминий на несколько секунд в подкисленный раствор хлорида или нитрата ртути((II)), то произойдёт реакция замещения, и получится металлическая ртуть, которая осаждается на поверхности алюминия и образует с ним амальгаму:

(Al + Hg = Al(Hg)).
При нагревании алюминий активно реагирует с кислородом, серой, галогенами:
2 Al + 3 S = t Al 2 S 3 .

При взаимодействии алюминия с иодом нагревания не требуется, а катализатором реакции является капля воды:

Источник: www.yaklass.ru

Свойства алюминия

Химические свойства алюминия

Алюминий – металл. На внешнем электронном слое у атома алюминия три электрона в состоянии …

.В реакциях алюминий отдает эти электроны и превращается в положительно заряженный ион.Алюминий – сильный восстановитель, он находится в левой части электрохимического ряда напряжений металлов. Алюминий реагирует со многими простыми и сложными веществами.

I)Взаимодействие алюминия с простыми веществами

1)при взаимодействии с галогенами образуются галогениды:

(хлорид алюминия)

(бромид алюминия)

2)Алюминий легко соединяется с кислородом при комнатной температуре,при этом на поверхности алюминия образуется оксидная пленка (слой ). Эта пленка очень тонкая (мм),но прочная.Она защищает алюминий от дальнейшего окисления, поэтому называется защитной пленкой:

3)при взаимодействии с серой образуется сульфид:

(сульфид алюминия)

4)при взаимодействии с азотом при высокой температуре образуется нитрид:

Элементы 13 (IIIA) группы и их соединения. Алюминий. 1 часть. 9 класс.

5)при очень высокой температуре алюминий взаимодействует с углеродом и образует карбид:

II) Взаимодействие алюминия со сложными соединениями

1)если на поверхности алюминия удалить оксидную пленку, то он активно взаимодействует с водой:

2)при высокой температуре алюминий реагирует с оксидами металлов,при этом образуется свободный металл и оксид алюминия. Взаимодействие алюминия при высокой температуре с оксидами металлов называется алюминотермией.Алюминотермию используют в металлургии для получения металлов:

3)Взаимодействия алюминия со щелочами.

Алюминий, как и другие металлы, образующие амфотерные оксиды и гидроксиды, взаимодействует с растворами щелочей. Алюминий при обычных условиях покрыт защитной пленкой оксида . При погружении алюминия в раствор щелочи эта пленка растворяется:

Освобожденный от защитной пленки алюминий, будучи активным металлом, взаимодействует с водой подобно щелочным и щелочноземельным металлам:

(1)

Образовавшийся гидроксид алюминия, являясь амфотерным гидроксидом ,взаимодействует со щелочью:

(2)

Складывая уравнения (1) и (2) ,получаем суммарное уравнение взаимодействия алюминия с раствором щелочи :

4)взаимодействие с разбавленными кислотами:

А)

3 2 окисление

2 3 востановление

= = 1.662 В

= -6*96500*1.662= -962 кДж/моль

Реакция термодинамически возможна, т.к.

Б)

3 8 окисление

8 3 востановление

= =0.732 В

= -6*96500*0.732= -1695 кДж/моль

Реакция термодинамически возможна, т.к.

В)

3 2 окисление

6 1 востановление

= =1.962 В

= -6*96500*1.962 = -1136 кДж/моль

Реакция термодинамически возможна, т.к.

5)А)взаимодействие с концентрированной серной кислотой при нагревании:

3 2 окисление

2 3 востановление

= =1.182 В

= -6*96500*1.182= -684 кДж/моль

Реакция термодинамически возможна, т.к.

На холоду алюминий не взаимодействует с концентрированной серной кислотой, так как пассивируется ею.

Б) с концентрированной азотной кислотой алюминий не реагирует. Она пассивирует алюминий. Поэтому концентрированную азотную кислоту хранят в алюминиевых емкостях.

Источник: studfile.net

Химические реакции алюминия

Химические свойства алюминия определяются его положением в периодической системе химических элементов.

Ниже представлены основные химические реакции алюминия с другими химическими элементами. Эти реакции определяют основные химические свойства алюминия.

С чем реагирует алюминий

Простые вещества:

• галогены (фтор, хлор, бром и иодин)
• сера
• фосфор
• азот
• углерод
• кислород (горение)

Сложные вещества:

• вода
• минеральные кислоты (соляная, фосфорная)
• серная кислота
• азотная кислота
• щелочи
• окислители
• оксиды менее активных металлов (алюмотермия)

С чем не реагирует алюминий

Алюминий не реагирует:

• с водородом
• в обычных условиях – с концентрированной серной кислотой (из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки)
• в обычных условиях – с концентрированной азотной кислотой (также из-за пассивации)

Алюминий и воздух

Обычно поверхность алюминия всегда покрыта тонким слоем оксида алюминия, который защищает ее от воздействия воздуха, точнее, кислорода. Поэтому считается, что алюминий не вступает в реакцию с воздухом. Если же этот оксидный слой повреждается или удаляется, то свежая поверхность алюминия реагирует с кислородом воздуха. Алюминий может гореть в кислороде ослепительно белым пламенем с образованием оксида алюминия Al2O3.

Реакция алюминия с кислородом:

Алюминий и вода

Алюминий реагирует с водой по следующим реакциям [2]:

В результате этих реакций образуются, соответственно, следующие соединения алюминия:

• модификация гидроксида алюминия байерит и водород (1)
• модификация гидроксида алюминия богемит и водород (2)
• оксид алюминия и водород (3)

Эти реакции, кстати, представляют большой интерес при разработке компактных установок для получения водорода для транспортных средств, которые работают на водороде [2].

Все эти реакции являются термодинамически возможными при температуре от комнатной до температуры плавления алюминия 660 ºС. Все они являются также экзотермическими, то есть происходят с выделением тепла [2]:

• При температуре от комнатной до 280 ºС наиболее устойчивым продуктом реакции является Al(OH)3.
• При температуре от 280 до 480 ºС наиболее устойчивым продуктом реакции является AlO(OH).
• При температуре выше 480 ºС наиболее устойчивым продуктом реакции является Al2O3.

Таким образом, оксид алюминия Al2O3 становится термодинамически более устойчивым, чем Al(OH)3 при повышенной температуре. Продуктом реакции алюминия с водой при комнатной температуре будет гидроксид алюминия Al(OH)3.

Реакция (1) показывает, что алюминий должен самопроизвольно реагировать с водой при комнатной температуре. Однако на практике кусок алюминия, опущенный в воду, не реагирует с водой в условиях комнатной температуры и даже в кипящей воде. Дело в том, что алюминий имеет на поверхности тонкий когерентный слой оксида алюминия Al2O3. Эта оксидная пленка прочно удерживается на поверхности алюминия и предотвращает его реакцию с водой. Поэтому, чтобы начать и поддерживать реакцию алюминия с водой при комнатной температуре необходимо постоянно удалять или разрушать этот оксидный слой [2].

Алюминий и галогены

Алюминий бурно реагирует со всем галогенами – это:

• фтор F
• хлор Cl
• бром Br и
• иодин (йод) I,

с образованием соответственно:

Алюминий и кислоты

Алюминий активно вступает в реакцию с разбавленными кислотами: серной, соляной и азотной, с образованием соответствующих солей: сернокислого алюминия Al2SO4, хлорида алюминия AlCl3 и нитрата алюминия Al(NО3)3.

С концентрированными серной и соляной кислотами при комнатной температуре не взаимодействует, при нагревании реагирует с образованием соли, окислов и воды.

Алюминий и щелочи

Алюминий в водном растворе щелочи – гидроксида натрия – реагирует с образованием алюмината натрия.

Реакция алюминия с гидроксидом натрия имеет вид:

Все важнейшие реакции с алюминием

Для полноты информации приводим перечень основных реакций с участием алюминия из фундаментальной книги про алюминий [3]:

Важнейшие реакции с участием алюминия [3]

1. Chemical Elements. The first 118 elements, ordered alphabetically / ed. Wikipedians – 2018

2. Reaction of Aluminum with Water to Produce Hydrogen /John Petrovic and George Thomas, U.S. Department of Energy, 2008

3. Тринадцатый элемент: Энциклопедия / А. Дроздов – Библиотека РУСАЛа, 2007.

• ← Previous Алюминиевые сплавы 6060 и 6063
• Вторичный алюминий Next →

Источник: aluminium-guide.com