Соединения алюминия были известны человеку с древних времён. Одними из них являлись вяжущие вещества, к которым относятся алюмо-калиевые квасцы КAl(SO4)2. Они находили широкое применение. Они использовались в качестве протравы и как средство, останавливающее кровь. Пропитка древесины раствором алюмокалиевых квасцов делало её негорючей.
Известен интересный исторический факт, как Архелай- полководец из Рима во время войны с персами приказал намазать башни, которые служили в качестве оборонительных сооружений, квасцами. Персам так и не удалось сжечь их.
Еще одним из соединений алюминия были природные глины, в состав которых входит оксид алюминия Al2O3.
Первые попытки получить алюминий только в середине XIX века. Попытка предпринятая датским учёным Х.К.Эрстедом увенчалась успехом. Для получения он использовал амальгированный калий в качестве восстановителя алюминия из оксида. Но что за металл был получен тогда выяснить так и не удалось.
Через некоторое время, через два года, алюминий был получен немецким ученым-химиком Велером, который получил алюминий, используя нагревание безводного хлорида алюминия с металлическим калием. Многие годы труда немецкого ученого не прошли даром. За 20 лет он сумел приготовить гранулированный металл. Он оказался похожим на серебро, но был значительно легче его.
Алюминий — материал который изменил мир
Алюминий был очень дорогим металлом, и вплоть до начала XX века, его стоимость была выше стоимости золота. Поэтому многие-многие годы алюминий использовался как музейный экспонат. Около 1807 г. Дэви попытался провести электролиз глинозема, получил металл, который был назван алюмиумом (Alumium) или алюминумом (Aluminum), что в переводе с латинского — квасцы.
Получение алюминия из глин интересовало не только ученых-химиков, но и промышленников. Алюминий очень тяжело было отделить от других веществ, это способствовало тому, что он был дороже золота. В 1886 году химиком Ч.М. Холлом был предложен способ, который позволил получать металл в больших количествах. Проводя исследования, он в расплаве криолита AlF3•nNaF растворил оксид алюминия.
Полученную смесь поместил в гранитный сосуд и пропустил через расплав постоянный электрический ток. Он был очень удивлен, когда через некоторое время на дне сосуда он обнаружил бляшки чистого алюминия. Этот способ и в настоящее время является основным для производства алюминия в промышленных масштабах.
Полученный металл всем был хорош, кроме прочности, которая была необходима для промышленности. И эта проблема была решена. Немецкий химик Альфред Вильм сплавил алюминий с другими металлами: медью, марганцем и магнием. Получился сплав, который был значительно прочнее алюминия.
§2. Способы получения
Альтернативные методы производства алюминия — карботермический процесс, процесс Тодта, процесс Кувахара электролиз хлоридов, восстановление алюминия натрием — не обнаружили преимуществ перед методом Эру-Холла.
Прототипом настоящего изобретения является наше предыдущее предложение того же названия, под N Получение алюминия из водных растворов одновременно с водородом, составляющее сущность этого изобретения, исключительно заманчиво, но его не удается реализовать из-за процессов пассивирования твердого алюминиевого катода оксидно-гидроксидными пленками переменного состава. Наши попытки реализации процесса в щелочеалюминатных, сернокислых, солянокислых и азотнокислых растворах в равной мере оказались безуспешными.
Галилео. Алюминий (ч.1)
В связи с этим мы предлагаем получать алюминий и водород на проточном жидкометаллическом катоде, на пример, на галлиевом или состоящем из сплава галлия с алюминием. Могут применяться при этом и другие легкоплавкие сплавы. Катода. В результате электролиз осуществляется легко и, в первом приближении, просто с гарантированным выделением алюминия в катодный сплав.
В промышленности алюминий получают электролизом Al2O3 в расплаве криолита Na3[AlF6] при температуре 950
2Al2O3 = 4Al(3+) + 6O(2-) = 2Al + 3O2
Основные реакции процессов:
CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 (15.з)
SiO2 + 6HF →H2SiF6 + 2H2
HF и H2SiF6 — газообразные продукты, улавливаемые водой. Для обескремнивания полученного раствора в него вначале вводят расчетное количество соды:
H2SiF6 + Na2CO3 → Na2SiF6 + CO2 + H2O (15.и)
Трудно растворимый Na2SiF6 отделяют, а оставшийся раствор плавиковой кислоты нейтрализуют избытком соды и гидроксидом алюминия с получением криолита:
12HF + 3Na2CO3 + 2Al(OH)3 → 2(3NaF·AlF3) + 3CO2 + 9H2O (15.к)
Таким же путем могут быть раздельно получены NaF и AlF3, если обескремненный раствор плавиковой кислоты нейтрализовать рассчитанным количеством Na2CO3 или Al(OH)3.
Источник: studfile.net
Почему алюминий был дороже золота, и что заставило обвалиться его в цене
Даже дети знают о том, что алюминий активно используется в современной промышленности, в том числе в строительстве летательных аппаратов. Однако, далеко не каждый взрослый осведомлен о том, что когда-то данный металл был намного дороже золота. Еще несколько столетий назад люди задумывались над тем, чтобы сделать его новым драгоценным металлом. Однако, едва ли не одно единственное открытие ученых перевернуло рынок с ног наголову и сделало алюминий таким, каким мы его знаем сегодня. В чем же была суть дела?
Когда открыли алюминий и почему он был дороже золота?
Открыт алюминий был не так давно. |Фото: platon.asia.
В семействе наиболее широко известных в широкой массе людей металлов, алюминий является едва ли не самым «поздним ребенком». Открыт он был только в XIX веке, хотя про алюминиевые соли (квасцы) человечество знало еще со времен античности. Они активно применялись в самых разных областях, но в первую очередь алюминиевые квасцы использовались в медицине. До 1807 года мало кто мог подумать, что данный материал может быть найден и использован в чистом виде. Про «чистый» алюминий человечество узнало только благодаря трудам британского химика Гемфри Дэви.
Алюминий почти не содержится в чистом виде. |Фото: wikimedia.org.
Именно он первым смог доказать, что в квасцах содержится не только соль, но и металл. Собственно название «алюминий» и происходит от латинского слова «Alum», которое и переводится как «квасцы». При этом впервые выделить алюминий смогли только в 1825 году. Первопроходцем на данном поприще оказался датский химик Ганс Христиан Эрстед, проводивший эксперименты с амальгамой калия и хлоридом алюминия.
Ганс Христиан Эрстед. |Фото: ruspekh.ru.
Алюминиевый сервиз Наполеона 3. |Фото: uaposuda.biz.
Наиболее наглядной иллюстрацией по поводу отношения людей к алюминию в XIX веке является два факта. Первый – это то, что во Франции в 1855 году прошла выставка «достижений народного хозяйства» на которой показали (аж целых. ) 12 слитков алюминия, каждый из которых был отлит по личном распоряжению Наполеона III. Второй – это то, что у уже упомянутого императора Второй Империи был сервиз столовых приборов из этого «драгоценного» металла.
Что обвалило цену на перспективную «драгоценность»
Чарльз Мартин Холл. |Фото: npr.org.
Изменилась ситуация с ценой на алюминий в 1886 году. По истине великое открытие, которое оказало кардинальное влияние на всю мировую промышленность, одновременно сделало два ученых: американец Чарльз Мартин Холл и француз Поль-Луи-Туссен. Созданный ими метод производства алюминия в итоге получил название «Процесс Холла-Эру», так как причислить право на открытие одному из ученых оказалось невозможно. В основу массового производства металла будущего лег метод электролиза оксида алюминия и криолита.
Современное производство алюминия. ¦Фото: livejournal.com.
В первый же год после открытия цена на алюминий на бирже упала в пять раз. Еще в середине XIX века 1 кг данного материала стоил около 1 200 американских долларов (в пересчете на нынешние доллары цена будет гораздо больше). При этом уже в начале XX века 1 кг алюминия на рынке стоил меньше 1 американского доллара.
Правда у алюминия, полученного Эру и Холлом, был страшный недостаток – материал получался очень непрочным. Но и эту проблему ученым удалось решить уже в 1903 году за счет добавления меди и правильного нагревания. В итоге, первый современный алюминий был произведен на заводе в немецком Дюрене в 1911 году, за что он получит известное всем название «дюралюминий».
Если хочется узнать еще больше интересного, то стоит почитать про 11 крупнейших в мире судов , чьи размеры сравнимы с плавучими городами.
Источник: novate.ru
Почему раньше алюминий ценился больше золота и как открытие Холла-Эру обесценило его
Здравствуйте уважаемые гости и подписчики моего канала.
Сегодня я хочу поговорить с вами об истории открытия алюминия и рассказать о том, почему ранее алюминий ценился гораздо больше, чем золото и как независимое открытие двух ученых буквально обесценило металл.
Итак, давайте начнем.
Алюминий раньше был дороже золота
Как открыли алюминий
Знаете ли вы, что в 19 столетии если у вас был хоть какой-нибудь аксессуар из алюминия, то вы были просто богач. И в те времена алюминий стоил гораздо больше золота.
Все дело оказалось в том, что в чистом виде металл просто напросто отсутствует в природе, хотя в виде химических соединений его содержится не менее 8% в земной коре.
Ранее двойные соли алюминия (называемые также квасцами) активно применялись для решения самых разных задач. Присутствие трехвалентного металла в солях допускал использование квасцов, например, в качестве антисептиков того времени, в разрыхлителях и даже лосьонах для бритья.
Кроме этого алюмокалиевые квасцы активно применялись в медицине, для остановки кровотечения. Также довольно известен следующий исторический факт:
Римский полководец Архелай в период активных военных действий с персидскими войсками приказал вымазать свои оборонительные деревянные сооружения квасцами.
Благодаря этой хитрости ни одно деревянное укрепление не пострадало от огня.
Как видите до сих пор нет ни слова про чистый алюминий. О нем стало известно лишь в 1807 году благодаря англичанину сэру Гемфли Дэви. Именно он утверждал, что в квасцах кроме солей есть и металл.
Имя Алюминий было дано загадочному металлу неслучайно, ведь в переводе с латыни “Alum” переводится как «квасцы».
Сэр Гемфли Дэви Автор картины: Филлипс, Томас — one or more third parties have made copyright claims against
Как получили первый металл
По-настоящему первый реальный результат в получении алюминия как металла удалось достичь лишь в 1825 году, когда датчанин по происхождению Ганс Христиан Эрстед в личной лаборатории подверг нагреву безводный хлорид алюминия с амальгамой калия и, удалив ртуть, наконец-то получил алюминий.
Хотя полученный метал был сильно загрязнен примесями и его было слишком мало, но этого оказалось достаточно для подтверждения теоретического вывода Дэви.
Этот опыт признан первым в истории, в результате которого удалось получить чистый алюминий, а Эрстед назвал полученный метал — «Алюминий» в честь Гемфри Дэви.
Спустя два года активных экспериментов немцу Ф. Вёлеру удалось улучшить процесс получения алюминия. Вёлер получил алюминий в виде гранул при процессе нагрева хлорида алюминия с калием.
Уже к 1854 году процесс получения алюминия был существенно упрощён благодаря усилиям уже французского ученого Анри Сент-Клер Девиля. Он применил металлический натрий для того, чтобы вытеснить алюминий из двойного хлорида натрия и алюминия.
Таким образом удалось получить сразу несколько килограмм алюминия за один эксперимент. Уже в 1856 году тот же ученый получил алюминий за счет электролиза расплава хлорида натрия алюминия.
Изначально алюминий воспринимался как декоративный материал для украшений. Об этом говорит такой исторический факт как выставка 12 слитков алюминия, организованная в 1855 году лично Наполеоном III.
Источник: dzen.ru