ალუმინის ურთიერთქმედება აზოტის მჟავასთან. ალუმინის ქიმიური რეაქციები

1) სილიციუმი დაიწვა ქლორის ატმოსფეროში. მიღებული ქლორიდი დამუშავდა წყლით. წარმოქმნილი ნალექი კალცირებულ იქნა. შემდეგ იგი შედუღდა კალციუმის ფოსფატთან და ნახშირთან. აღწერეთ ოთხი რეაქციის განტოლებები.

2) კალციუმის ნიტრიდის წყალთან დამუშავებით მიღებული გაზი გადავიდა სპილენძის (II) ოქსიდის წითელ ფხვნილზე. მიღებული მყარი დაიშალა კონცენტრირებულ აზოტმჟავაში, გამონადენი აორთქლდა და მიღებული მყარი ნარჩენები კალცინდებოდა. აღწერეთ ოთხი რეაქციის განტოლებები.

3) რკინის (II) სულფიდის გარკვეული რაოდენობა დაყოფილი იყო ორ ნაწილად. ერთ მათგანს მარილმჟავას უმკურნალეს, მეორეს კი ჰაერში გაუშვეს. განვითარებული გაზების ურთიერთქმედების დროს წარმოიქმნა მარტივი ყვითელი ნივთიერება. მიღებული ნივთიერება თბებოდა კონცენტრირებული აზოტის მჟავახოლო ყავისფერი გაზი გამოვიდა. დაწერეთ აღწერილი ოთხი რეაქციის განტოლებები.

4) როდესაც ალუმინის ოქსიდი ურთიერთქმედებს აზოტის მჟავასთან, წარმოიქმნება მარილი. მარილი გამხმარი და კალცირებული იყო. კალცინაციის დროს წარმოქმნილი მყარი ნარჩენები დაექვემდებარა ელექტროლიზს გამდნარ კრიოლიტში. ელექტროლიზის შედეგად მიღებული ლითონი თბებოდა კონცენტრირებული ხსნარით, რომელიც შეიცავს კალიუმის ნიტრატს და კალიუმის ჰიდროქსიდს, ხოლო მძაფრი სუნით გაზი გამოიყოფა. დაწერეთ აღწერილი ოთხი რეაქციის განტოლებები.

5) ქრომის (VI) ოქსიდი რეაგირებს კალიუმის ჰიდროქსიდთან. მიღებული ნივთიერება დამუშავდა გოგირდმჟავით, ხოლო ფორთოხლის მარილი იზოლირებული იქნა მიღებული ხსნარისგან. ამ მარილს ამუშავებდნენ ჰიდრობრომმჟავით. შედეგად მიღებული მარტივი ნივთიერება რეაგირებდა წყალბადის სულფიდთან. დაწერეთ აღწერილი ოთხი რეაქციის განტოლებები.

6) მაგნიუმის ფხვნილი თბებოდა აზოტის ატმოსფეროში. როდესაც მიღებული ნივთიერება წყალთან ურთიერთქმედებდა, გაზი გამოიყოფა. გაზი გაიარა ქრომის (III) სულფატის წყალხსნარში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ნაცრისფერი ნალექი. ნალექი გამოიყო და გათბობის დროს დამუშავდა წყალბადის ზეჟანგისა და კალიუმის ჰიდროქსიდის შემცველი ხსნარით. დაწერეთ აღწერილი ოთხი რეაქციის განტოლებები.

7) ამიაკი გაიარა ჰიდრობრომმჟავით. მიღებულ ხსნარს დაემატა ვერცხლის ნიტრატის ხსნარი. წარმოქმნილი ნალექი გამოიყო და გაათბეს თუთიის ფხვნილით. რეაქციის დროს წარმოქმნილ მეტალზე მოქმედებდნენ გოგირდმჟავას კონცენტრირებული ხსნარით და მჟავე სუნით გაზი გამოიყოფა. დაწერეთ აღწერილი ოთხი რეაქციის განტოლებები.

8) კალიუმის ქლორატი თბებოდა კატალიზატორის თანდასწრებით, ხოლო უფერო გაზი ვითარდებოდა. ამ გაზის ატმოსფეროში რკინის დაწვით, რკინის მასშტაბი მიიღეს. იგი დაიშალა მარილმჟავას ჭარბი რაოდენობით. მიღებულ ხსნარს დაემატა ხსნარი, რომელიც შეიცავს ნატრიუმის დიქრომატსა და მარილმჟავას. დაწერეთ აღწერილი ოთხი რეაქციის განტოლებები.

9) ნატრიუმი თბებოდა წყალბადის ატმოსფეროში. როდესაც მიღებულ ნივთიერებას წყალი დაემატა, შეინიშნებოდა გაზების ევოლუცია და წმინდა ხსნარის წარმოქმნა. ამ ხსნარში გავიდა ყავისფერი გაზი, რომელიც მიიღეს აზოტის მჟავას კონცენტრირებულ ხსნართან სპილენძის ურთიერთქმედების შედეგად. დაწერეთ აღწერილი ოთხი რეაქციის განტოლებები.

10) ალუმინმა მოახდინა რეაგირება ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ხსნართან. განვითარებული გაზი გაათბეს სპილენძის (II) ოქსიდის ფხვნილზე. შედეგად მიღებული მარტივი ნივთიერება დაიშალა კონცენტრირებულ გოგირდმჟავაში გათბობით. მიღებული მარილი იზოლირებული იქნა და დაემატა კალიუმის იოდიდის ხსნარს. დაწერეთ აღწერილი ოთხი რეაქციის განტოლებები.

11) ჩატარდა ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარის ელექტროლიზი. მიღებულ ხსნარს დაემატა რკინის (III) ქლორიდი. წარმოქმნილი ნალექი გაფილტრული და კალცირებული იქნა. მყარი ნარჩენი დაიშალა ჰიდროიოდულ მჟავაში. დაწერეთ აღწერილი ოთხი რეაქციის განტოლებები.

12) ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარს დაემატა ალუმინის ფხვნილი. ნახშირორჟანგის ჭარბი რაოდენობა გავიდა მიღებული ნივთიერების ხსნარში. წარმოქმნილი ნალექი გამოიყო და კალცინდებოდა. მიღებული პროდუქტი შერწყმულია ნატრიუმის კარბონატით. დაწერეთ აღწერილი ოთხი რეაქციის განტოლებები.

ქიმიური თვისებები ალუმინის განისაზღვრება მისი პოზიცია პერიოდული სისტემა ქიმიური ელემენტები.

ქვემოთ მოცემულია ალუმინის ძირითადი ქიმიური რეაქციები სხვა ქიმიურ ელემენტებთან. ეს რეაქციები განსაზღვრავს ალუმინის ძირითად ქიმიურ თვისებებს.

რა რეაქცია აქვს ალუმინს

მარტივი ნივთიერებები:

• ჰალოგენები (ფტორი, ქლორი, ბრომი და იოდი)
• ფოსფორი
• ნახშირბადის
• ჟანგბადი (წვა)

რთული ნივთიერებები:

• მინერალური მჟავები (მარილმჟავას, ფოსფორის)
• გოგირდის მჟავა
• აზოტის მჟავა
• ტუტეები
• ოქსიდანტები
• ნაკლებად აქტიური ლითონების ოქსიდები (ალუმოთერმია)

რაზე არ რეაგირებს ალუმინი

ალუმინის არ რეაგირებს:

• წყალბადთან ერთად
• ნორმალურ პირობებში - კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით (პასივაციის გამო - მკვრივი ოქსიდის ფილმის წარმოქმნა)
• ნორმალურ პირობებში - კონცენტრირებული აზოტის მჟავით (ასევე პასივაციის გამო)

ალუმინის და ჰაერის

ჩვეულებრივ, ალუმინის ზედაპირი ყოველთვის დაფარულია ალუმინის ოქსიდის თხელი ფენით, რომელიც იცავს მას ჰაერის, უფრო სწორედ ჟანგბადის ზემოქმედებისგან. აქედან გამომდინარე, ითვლება, რომ ალუმინის არ რეაგირებს ჰაერთან. თუ ეს ოქსიდის ფენა დაზიანებულია ან ამოღებულია, მაშინ ახალი ალუმინის ზედაპირი რეაგირებს ატმოსფერული ჟანგბადთან. ალუმინს შეუძლია ჟანგბადში დაწვა დამაბრმავებელი თეთრი ალით და შექმნას ალუმინის ოქსიდი Al2O3.

ალუმინის რეაქცია ჟანგბადთან:

• 4Al + 3O 2 -\u003e 2Al 2 O 3

ალუმინი და წყალი

ალუმინის რეაგირებს წყალთან შემდეგ რეაქციებში:

• 2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 (1)
• 2Al + 4H 2 O \u003d 2AlO (OH) + 3H 2 (2)
• 2Al + 3H 2 O \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 (3)

ამ რეაქციების შედეგად იქმნება შესაბამისად:

• ალუმინის ჰიდროქსიდის ბაიერიტისა და წყალბადის მოდიფიკაცია (1)
• ალუმინის ჰიდროქსიდის ბოჰემიტის და წყალბადის მოდიფიკაცია (2)
• ალუმინის ოქსიდი და წყალბადის (3)

სხვათა შორის, ეს რეაქციები დიდ ინტერესს იწვევს წყალბადის კომპაქტური წარმოების ქარხნების განვითარებაში, რომლებიც მუშაობენ წყალბადზე.

ყველა ეს რეაქცია თერმოდინამიკურად შესაძლებელია ოთახის ტემპერატურიდან ტემპერატურაზე ალუმინის 660 .С დნობის წერტილამდე. ყველა მათგანი ასევე ეგზოთერმიულია, ანუ ისინი სითბოს გამოყოფასთან ერთად ხდება:

• Al (OH) 3 ყველაზე სტაბილური რეაქციის პროდუქტია ოთახის ტემპერატურაზე 280 ºС- მდე.
• 280-დან 480 ºС ტემპერატურაზე, ყველაზე სტაბილური რეაქციის პროდუქტია AlO (OH).
• 480 ºС- ზე მეტი ტემპერატურის დროს, ყველაზე სტაბილური რეაქციის პროდუქტია Al 2 O 3.

ამრიგად, ალუმინის ოქსიდი Al 2 O 3 თერმოდინამიკურად უფრო სტაბილური ხდება, ვიდრე Al (OH) 3 at მომატებული ტემპერატურა... ოთახის ტემპერატურაზე წყალთან ალუმინის რეაქციის პროდუქტი არის ალუმინის ჰიდროქსიდი Al (OH) 3.

რეაქცია (1) აჩვენებს, რომ ალუმინმა უნდა მოახდინოს სპონტანურად რეაგირება წყალთან ოთახის ტემპერატურაზე. პრაქტიკაში, ალუმინის ნაჭერი წყალში ჩაყრილი არ ახდენს რეაგირებას წყალთან ოთახის ტემპერატურაზე ან თუნდაც მდუღარე წყალში. ფაქტია, რომ ალუმინს აქვს ალუმინის ოქსიდის Al 2 O 3 თხელი თანმიმდევრული ფენა. ეს ოქსიდის ფილმი მტკიცედ ეკიდება ალუმინის ზედაპირს და ხელს უშლის მას წყალთან რეაგირებისგან. ამიტომ, ოთახის ტემპერატურაზე წყალთან ალუმინის რეაქციის დასაწყებად და შენარჩუნების მიზნით, საჭიროა ამ ოქსიდის ფენის მუდმივად მოცილება ან განადგურება.

ალუმინი და ჰალოგენები

ალუმინის რეაგირებს ძალადობრივად ყველა ჰალოგენთან - ესენია:

• ფტორი F
• ქლორი Cl
• ბრომი Br და
• იოდი (იოდი) I,

განათლებით, შესაბამისად:

• ფტორს AlF 3
• ქლორიდი AlCl 3
• ბრომიდი Al 2 Br 6 და
• იოდიდი Al 2 Br 6.

წყალბადის რეაქციები ფტორთან, ქლორთან, ბრომთან და იოდთან:

• 2Al + 3F 2 → 2AlF 3
• 2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3
• 2Al + 3Br 2 → Al 2 Br 6
• 2Al + 3l 2 → Al 2 I 6

ალუმინი და მჟავები

ალუმინი აქტიურად რეაგირებს განზავებულ მჟავებთან: გოგირდწყალბადთან, მარილმჟავასთან და აზოტთან, შესაბამისი მარილების წარმოქმნით: ალუმინის სულფატი Al 2 SO 4, ალუმინის ქლორიდი AlCl 3 და ალუმინის ნიტრატი Al (NO 3) 3.

ალუმინის რეაქციები გაზავებულ მჟავებთან:

• 2Al + 3H 2 SO 4 -\u003e Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2
• 2Al + 6HCl -\u003e 2AlCl 3 + 3H 2
• 2Al + 6HNO 3 -\u003e 2Al (NO 3) 3 + 3H 2

იგი არ ურთიერთქმედებს კონცენტრირებულ გოგირდოვან და მარილმჟავასთან ოთახის ტემპერატურაზე; როდესაც თბება, ის რეაგირებს მარილის, ოქსიდების და წყლის წარმოქმნით.

ალუმინის და ტუტეები

ალუმინის წყალხსნარში ალუმინის - ნატრიუმის ჰიდროქსიდი - რეაგირებს და ქმნის ნატრიუმის ალუმინატს.

ალუმინის რეაქცია ნატრიუმის ჰიდროქსიდთან არის:

• 2Al + 2NaOH + 10H 2 O -\u003e 2Na + 3H 2

წყაროები:

1. ქიმიური ელემენტები. პირველი 118 ელემენტი, ანბანური შეკვეთით / რედ. ვიკიპედიელები - 2018 წ

2. ალუმინის რეაქცია წყალთან წყალბადის წარმოებისთვის / ჯონ პეტროვიჩი და ჯორჯ ტომასი, აშშ ენერგეტიკის დეპარტამენტი, 2008 წ

ალუმინის - ლითონის განადგურება გარემოზე ზემოქმედების ქვეშ.

რეაქციისთვის Al 3+ + 3e → Al, ალუმინის სტანდარტული ელექტროდური პოტენციალია -1.66 ვ.

ალუმინის დნობის წერტილი არის 660 ° C.

ალუმინის სიმკვრივეა 2.6989 გ / სმ 3 (ნორმალურ პირობებში).

ალუმინს, მიუხედავად იმისა, რომ იგი აქტიური მეტალია, საკმაოდ კარგი კოროზიული თვისებები აქვს. ეს აიხსნება მრავალ აგრესიულ გარემოში პასივაციის უნარით.

ალუმინის კოროზიის წინააღმდეგობა ბევრ ფაქტორზეა დამოკიდებული: ლითონის სისუფთავე, კოროზიული გარემო, აგრესიული მინარევების კონცენტრაცია გარემოში, ტემპერატურა და ა.შ. ხსნარების pH ძლიერი ეფექტი აქვს. ალუმინის ოქსიდი ლითონის ზედაპირზე წარმოიქმნება მხოლოდ pH დიაპაზონში 3-დან 9-მდე!

მისი სისუფთავე მნიშვნელოვნად მოქმედებს ალ – ს კოროზიის წინააღმდეგობაზე. ქიმიური აგრეგატებისა და აღჭურვილობის წარმოებისთვის გამოიყენება მხოლოდ მაღალი სისუფთავის მეტალი (მინარევების გარეშე), მაგალითად, AB1 და AB2 ბრენდების ალუმინის.

ალუმინის კოროზია არ შეიმჩნევა მხოლოდ იმ გარემოში, სადაც ლითონის ზედაპირზე იქმნება დამცავი ოქსიდის ფილმი.

როდესაც თბება, ალუმინს შეუძლია რეაგირება მოახდინოს ზოგიერთ არამეტალთან:

2Al + N 2 → 2AlN - ალუმინისა და აზოტის ურთიერთქმედება ალუმინის ნიტრიდის წარმოქმნასთან;

4Al + 3C → Al 4 C 3 - ალუმინის ნახშირბადის ურთიერთქმედების რეაქცია ალუმინის კარბიდის წარმოქმნასთან;

2Al + 3S → Al 2 S 3 - ალუმინის და გოგირდის ურთიერთქმედება ალუმინის სულფიდის წარმოქმნასთან.

ალუმინის კოროზია ჰაერში (ალუმინის ატმოსფერული კოროზია)

ალუმინი, ჰაერთან ურთიერთქმედებისას, პასიურ მდგომარეობაში გადადის. სუფთა ლითონის ჰაერთან შეხებისას, ალუმინის ოქსიდის თხელი დამცავი ფილმი მყისიერად ჩნდება ალუმინის ზედაპირზე. გარდა ამისა, ფილმის ზრდა ანელებს. ალუმინის ოქსიდის ფორმულაა Al 2 O 3 ან Al 2 O 3 H 2 O.

ალუმინის რეაქცია ჟანგბადთან:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3.

ამ ოქსიდის ფილმის სისქე 5-დან 100 ნმ-მდეა (დამოკიდებულია საოპერაციო პირობებზე). ალუმინის ოქსიდს აქვს კარგი მიერთება ზედაპირზე და აკმაყოფილებს ოქსიდის ფილმების უწყვეტობის პირობას. საწყობში შენახვისას, ალუმინის ოქსიდის სისქე ლითონის ზედაპირზე დაახლოებით 0,01 - 0,02 მიკრონია. მშრალ ჟანგბადთან ურთიერთქმედებისას - 0,02 - 0,04 მიკრონი. ალუმინის სითბოს დამუშავების დროს ოქსიდის ფილმის სისქემ შეიძლება მიაღწიოს 0,1 მკმ-ს.

ალუმინი საკმარისად მდგრადია როგორც სუფთა სოფლის ჰაერში, ასევე სამრეწველო ატმოსფეროში (შეიცავს გოგირდის ორთქლებს, გოგირდწყალბადს, გაზურ ამიაკს, მშრალ წყალბადის ქლორიდს და ა.შ.). რადგან გოგირდოვანი ნაერთები არანაირ გავლენას არ ახდენს გაზის გარემოში ალუმინის კოროზიაზე - იგი გამოიყენება გოგირდოვანი ზეთის გადამამუშავებელი დანადგარების, რეზინის ვულკანიზაციის მოწყობილობებისთვის.

წყალში ალუმინის კოროზია

სუფთა სუფთა, გამოხდილ წყალთან ურთიერთქმედებისას ალუმინის კოროზია თითქმის არ შეინიშნება. ტემპერატურის ზრდას 180 ° C– მდე განსაკუთრებული ეფექტი არ აქვს. ცხელი წყლის ორთქლი ასევე არ მოქმედებს ალუმინის კოროზიაზე. თუ წყალს ცოტა ტუტე დაემატება, თუნდაც ოთახის ტემპერატურაზე, ასეთ გარემოში ალუმინის კოროზიის სიჩქარე ოდნავ გაიზრდება.

სუფთა ალუმინის (არ არის დაფარული ოქსიდის ფილმი) ურთიერთქმედება წყალთან შეიძლება აღწერილი იქნას რეაქციის განტოლების გამოყენებით:

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2.

ზღვის წყალთან ურთიერთქმედებისას სუფთა ალუმინის იწყებს კოროზიას, რადგან მგრძნობიარეა გახსნილი მარილების მიმართ. ზღვის წყალში ალუმინის მუშაობისთვის მცირე რაოდენობით მაგნიუმი და სილიციუმი შედის მის შემადგენლობაში. ალუმინის და მისი შენადნობების კოროზიის წინააღმდეგობა, ზღვის წყლის ზემოქმედებისას, მნიშვნელოვნად შემცირდება, თუ სპილენძი შედის ლითონში.

ალუმინის კოროზია მჟავებში

ალუმინის სიწმინდის მატებასთან ერთად იზრდება მისი მდგრადობა მჟავების მიმართ.

ალუმინის კოროზია გოგირდმჟავაში

ალუმინისა და მისი შენადნობებისათვის გოგირდის მჟავა (აქვს ჟანგვითი თვისებები) საშუალო კონცენტრაციით ძალიან საშიშია. რეაქცია გაზავებულ გოგირდმჟავასთან აღწერილია განტოლებით:

2Al + 3H 2 SO 4 (განზავებული) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

კონცენტრირებული ცივი გოგირდის მჟავა არ მოქმედებს. და როდესაც თბება, ალუმინის კოროზიირდება:

2Al + 6H 2 SO 4 (კონც.) → Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

ეს ქმნის ხსნად მარილს - ალუმინის სულფატს.

ალ მდგრადია ოლეუმის (გოგირდის მჟავა აალება) 200 ° C ტემპერატურაზე. ამის გამო იგი გამოიყენება ქლოროზულფონის მჟავის (HSO 3 Cl) და ოლეუმის წარმოებისთვის.

ალუმინის კოროზია მარილმჟავაში

ალუმინის ან მისი შენადნობები სწრაფად იხსნება მარილმჟავაში (განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ტემპერატურა იზრდება). კოროზიის განტოლება:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2.

ანალოგიურად მოქმედებს ჰიდრობრომული (HBr) და ჰიდროფტორული (HF) მჟავების ხსნარები.

ალუმინის კოროზია აზოტის მჟავაში

აზოტის მჟავას კონცენტრირებულ ხსნარს აქვს მაღალი ჟანგვითი თვისებები. ნორმალური ტემპერატურის მქონე აზოტის მჟავაში ალუმინის უკიდურესად მდგრადია (წინააღმდეგობა უფრო მაღალია, ვიდრე ფოლადის 12X18H9). ის კი გამოიყენება კონცენტრირებული აზოტის მჟავის წარმოებისათვის პირდაპირი სინთეზით.

როდესაც თბება, ალუმინის კოროზია აზოტმჟავაში მიმდინარეობს რეაქციის შესაბამისად:

Al + 6HNO 3 (კონც.) → Al (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

ალუმინის კოროზია ძმარმჟავაში

ალუმინს აქვს საკმაოდ მაღალი წინააღმდეგობა ნებისმიერი კონცენტრაციის ძმარმჟავასთან, მაგრამ მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ტემპერატურა არ აღემატება 65 ° C- ს. იგი გამოიყენება ფორმალდეჰიდისა და ძმარმჟავას წარმოებისთვის. მეტით მაღალი ტემპერატურა ალუმინის იხსნება (გარდა მჟავას კონცენტრაციის 98 - 99.8%).

ქრომის (10% -მდე), ფოსფორული (1% -მდე) მჟავების ბრომულ, სუსტ ხსნარებში ოთახის ტემპერატურაზე ალუმინის სტაბილურობაა.

ალუმინზე და მის შენადნობებზე სუსტ გავლენას ახდენს ციტრუსის, ბუტირის, ვაშლის, ღვინის, პროპიონის მჟავები, ღვინო და ხილის წვენები.

ოქსალინის, ფორმმანის, ორგანოქლორმჟავები ანადგურებენ ლითონს.

ალუმინის კოროზიის წინააღმდეგობაზე დიდ გავლენას ახდენს ორთქლის და წვეთოვანი თხევადი მერკური. ხანმოკლე კონტაქტის შემდეგ, ლითონი და მისი შენადნობები ინტენსიურად კოროზიირებენ, ქმნიან ამალგამებს.

ალუმინის კოროზია ტუტეებში

ტუტეები ადვილად ხსნიან დამცავი ოქსიდის ფილმს ალუმინის ზედაპირზე, იგი იწყებს წყალთან რეაგირებას, რის შედეგადაც ლითონი იხსნება წყალბადის გამოყოფით (ალუმინის კოროზია წყალბადის დეპოლარიზაციით).

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2;

2 (NaOH H 2 O) + 2Al → 2NaAlO 2 + 3H 2.

წარმოიქმნება ალუმინები.

ასევე, ოქსიდის ფილმს ანადგურებენ მერკური, სპილენძი და ქლორის იონების მარილები.

ალუმინის არის ამფოტერული მეტალი. ალუმინის ატომის ელექტრონული კონფიგურაციაა 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1. ამრიგად, მას აქვს სამი ვალენტური ელექტრონი გარე ელექტრონულ ფენაზე: 2 3-ზე და 1 3p ქვეს დონეზე. ამ სტრუქტურასთან დაკავშირებით მას ახასიათებს რეაქციები, რის შედეგადაც ალუმინის ატომი კარგავს სამ ელექტრონს გარე დონე და იძენს დაჟანგვის მდგომარეობას +3. ალუმინის არის ძალიან რეაქტიული ლითონის და აქვს ძალიან ძლიერი შემცირების თვისებები.

ალუმინის ურთიერთქმედება მარტივ ნივთიერებებთან

ჟანგბადით

აბსოლუტურად სუფთა ალუმინის ჰაერთან შეხებისას, ალუმინის ატომები ზედაპირულ ფენაში მყისიერად ურთიერთქმედებენ ჰაერში ჟანგბადთან და ქმნიან უწვრილეს, ათიოდე ატომური ფენის სისქეს, ძლიერი შემადგენლობის ოქსიდულ ფილმს Al 2 O 3, რომელიც იცავს ალუმინს შემდგომი დაჟანგვისგან. ასევე შეუძლებელია ალუმინის დიდი ნიმუშების დაჟანგვა ძალიან მაღალ ტემპერატურაზეც კი. ამის მიუხედავად, ალუმინის წვრილად გაფანტული ფხვნილი საკმაოდ ადვილად იწვის სანთურის ცეცხლში:

4Аl + 3О 2 \u003d 2Аl 2 О 3

ჰალოგენებით

ალუმინი ძალიან ენერგიულად რეაგირებს ყველა ჰალოგენთან. ამრიგად, ალუმინისა და იოდის შერეულ ფხვნილებს შორის რეაქცია მიმდინარეობს უკვე ოთახის ტემპერატურაზე წყლის წვეთის დამატების შემდეგ, როგორც კატალიზატორი. იოდის ურთიერთქმედების განტოლება ალუმინთან:

2Al + 3I 2 \u003d 2AlI 3

ბრომით, რომელიც მუქი ყავისფერი სითხეა, ალუმინის ასევე რეაგირებს გათბობის გარეშე. თხევადი ბრომში ალუმინის ნიმუშის დამატება საკმაოდ მარტივია: სასტიკი რეაქცია მაშინვე იწყება დიდი რაოდენობით სითბოს და სინათლის გამოყოფით.

2Al + 3Br 2 \u003d 2AlBr 3

რეაქცია ალუმინსა და ქლორს შორის მიმდინარეობს ქლორით სავსე კოლბაში გაცხელებული ალუმინის ფოლგის ან ალუმინის წვრილი ფხვნილის შეყვანით. ალუმინის ეფექტურად იწვის ქლორში განტოლების მიხედვით:

2Al + 3Cl 2 \u003d 2AlCl 3

ნაცრისფერით

150-200 ° C- ზე გათბობისას ან ფხვნილის ალუმინის და გოგირდის ნარევის ანთების შემდეგ, მათ შორის იწყება ინტენსიური ეგზოთერმული რეაქცია სინათლის გამოყოფით:

— სულფიდი ალუმინის

აზოტით

როდესაც ალუმინის ურთიერთქმედებს აზოტთან დაახლოებით 800 o C ტემპერატურაზე, წარმოიქმნება ალუმინის ნიტრიდი:

ნახშირბადთან ერთად

დაახლოებით 2000 o C ტემპერატურაზე, ალუმინის რეაგირებს ნახშირბადთან და წარმოქმნის ალუმინის კარბიდს (მეთანიდს), რომელიც შეიცავს ნახშირბადს დაჟანგვის მდგომარეობაში -4, როგორც მეთანი.

ალუმინის ურთიერთქმედება რთულ ნივთიერებებთან

წყლით

როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, Al 2 O 3 სტაბილური და გამძლე ოქსიდის ფირი ხელს უშლის ალუმინის დაჟანგვას ჰაერში. იგივე დამცავი ოქსიდის ფილმი ალუმინის ინერტულობას ქმნის წყლის მიმართ. ზედაპირზე დამცავი ოქსიდის ფილმის მოცილებისას ისეთი მეთოდებით, როგორიცაა ტუტე, ამონიუმის ქლორიდი ან მერკური მარილების წყალხსნარებით დამუშავება (შერწყმა), ალუმინის იწყებს ენერგიულად რეაგირებას წყალთან და ქმნის ალუმინის ჰიდროქსიდს და წყალბადის გაზს:

ლითონის ოქსიდებით

ალუმინის ნარევის ანთება ნაკლებად აქტიური ლითონების ოქსიდებთან (ალუმინის მარჯვნივ რიგის რიგში) იწყება უკიდურესად სასტიკი მკაცრად ეგზოთერმული რეაქცია. ამრიგად, ალუმინის რკინის (III) ოქსიდთან ურთიერთქმედების შემთხვევაში ვითარდება 2500-3000 ° C ტემპერატურა. ამ რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება მაღალი სისუფთავის მდნარი რკინა:

2AI + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3

მათი ოქსიდებიდან ლითონების მიღების ამ მეთოდს ალუმინის შემცირებით ეწოდება ალუმინოთერმია ან ალუმინოთერმია.

არაჟანგვითი მჟავებით

ალუმინის ურთიერთქმედება არაჟანგვის მჟავებთან, ე.ი. თითქმის ყველა მჟავით, გარდა გოგირდისა და აზოტის კონცენტრირებული მჟავებისა, იწვევს შესაბამისი მჟავას და აირისებრი წყალბადის ალუმინის მარილის წარმოქმნას:

ა) 2Аl + 3H 2 SO 4 (განზ.) \u003d Аl 2 (SO 4) 3 + 3H 2

2Al 0 + 6H + \u003d 2Al 3+ + 3H 2 0;

ბ) 2AI + 6HCl \u003d 2AICl 3 + 3H 2

ჟანგვის მჟავებით

- კონცენტრირებული გოგირდმჟავა

ალუმინის ურთიერთქმედება კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასთან ნორმალურ პირობებში, ისევე როგორც დაბალ ტემპერატურაზე, არ ხდება იმ ეფექტის გამო, რომელსაც პასივაცია ეწოდება. როდესაც თბება, რეაქცია შესაძლებელია და იწვევს ალუმინის სულფატის, წყლისა და წყალბადის სულფიდის წარმოქმნას, რომელიც წარმოიქმნება გოგირდის მჟავას შემადგენლობაში შემავალი გოგირდის შემცირების შედეგად:

გოგირდის ეს ღრმა შემცირება +6 დაჟანგვის მდგომარეობიდან (H 2 SO 4) -2 დაჟანგვის მდგომარეობამდე (H 2 S) არის ალუმინის ძალიან მაღალი შემცირების უნარის გამო.

- კონცენტრირებული აზოტის მჟავა

კონცენტრირებული აზოტის მჟავა ასევე პასიურობს ალუმინს ნორმალურ პირობებში, რაც საშუალებას იძლევა მისი შენახვა ალუმინის ჭურჭელში. ისევე, როგორც კონცენტრირებული გოგირდის მჟავას შემთხვევაში, ალუმინის ურთიერთქმედება კონცენტრირებულ აზოტმჟავასთან ერთად ხდება ძლიერი გაცხელებით, ხოლო რეაქცია უპირატესად მიმდინარეობს:

- გაზავებული აზოტის მჟავა

ალუმინის ურთიერთქმედება გაზავებულთან კონცენტრირებულ აზოტმჟავასთან შედარებით იწვევს აზოტის ღრმა შემცირების პროდუქტებს. NO- ს ნაცვლად, განზავების ხარისხის მიხედვით, შეიძლება ჩამოყალიბდეს N 2 O და NH 4 NO 3:

8Al + 30HNO 3 (განზ.) \u003d 8Al (NO 3) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O

8Al + 30HNO 3 (ძალიან გაზავებული) \u003d 8Al (NO 3) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O

ტუტეებით

ალუმინის რეაგირებს როგორც ტუტეების წყალხსნარებთან:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O \u003d 2Na + 3H 2

და სუფთა ტუტეებით შერწყმის დროს:

ორივე შემთხვევაში, რეაქცია იწყება ალუმინის ოქსიდის დამცავი ფილმის დაშლით:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na

Al 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaAlO 2 + H 2 O

წყალხსნარის შემთხვევაში, დამცავი ოქსიდის ფილმიდან გაწმენდილი ალუმინის იწყებს წყალთან რეაგირებას განტოლების შესაბამისად:

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2

შედეგად მიღებული ალუმინის ჰიდროქსიდი, რომელიც ამფოტერულია, რეაგირებს მასთან წყალხსნარში ნატრიუმის ჰიდროქსიდი ხსნადი ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსოალუმინატის შესაქმნელად:

Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na