Aluminijski metal 20. stoljeća. §1. Povijest otkrića aluminija. Dobivanje odljevaka iz aluminijskih legura

Limfni sustav usko povezan s cirkulacijskim sustavom. Opskrba tkiva hranjivim tvarima i kisikom iz krvi odvija se kroz tkivnu tekućinu. 1/4 ukupne tjelesne težine čine tkivna tekućina i limfa. Prodire u lumen limfnih kapilara, tkiva

Dinamički neuspjeh limfni sustav nastaje kada postoji nesklad između viška tkivne tekućine i brzine njegovog uklanjanja, što se događa sa značajnim povećanjem propusnosti krvnih žila.

Manjak limfne resorpcije zbog smanjenja propusnosti limfnih kapilara ili promjene disperzijskih svojstava tkivnih proteina.

Posljedice limfostaze uključuju limfedem - limfni edem, u kombinaciji sa seroznim šupljinama, što daje tekućini mliječno bijelu boju (chylous ascites, chylothorax). Mogu se pojaviti chilozne ciste limfna fistula(vanjski ili unutarnji, nastao nakon povrede tkiva limfostazom), limfovenozni šantovi, limfni trombikoji se sastoji od proteinskih koagulata i koji prekrivaju lumen krvnih žila, limfangioektazii(neravnomjerno širenje limfnih žila koje sadrže koaguliranu limfu).

Važnost poremećaja limfne cirkulacije (razvija se, u pravilu, u uskoj vezi s poremećajima cirkulacije)je metabolički poremećaj u zahvaćenim tkivima, razvoj u akutnim slučajevima distrofičnih, hipoksičnih i nekrotičnih promjena , Kod kroničnih poremećaja na navedene patološke procese dodaje se atrofija i skleroza (uslijed aktivacije fibroblasta) sve do razvoja elefantijaze.

Oprema za predavanja

Makro pripravci: muškatna jetra, smeđa indukcija pluća, cijanotička indukcija bubrega, cijanotička indukcija slezene, moždani hematom, petehija (dijapedijska krvarenja) mozga, „zahrđala“ cista mozga, šok bubrega.

Mikropreparacije: venska zagušenja kože, muškatna jetra (hematoksilin i eozin), muškatna jetra (eritrozin), indukcija smeđeg pluća (hematoksilin i eozin), smeđa indukcija pluća

(Perlsova reakcija), moždano krvarenje, vaskularna hialinoza slezene, fibrinoidna nekroza bubrežne arteriole, nekroza epitela iskrivljenih tubula bubrega, šok pluća.

Uzorci elektronske difrakcije:kapilarizacija sinusoida, pinocitoza, impregnacija vaskularne stijenke plazmom.

Predavanje broj 5

POREMEĆAJI KRVNE KRVIJE: HEMOSTASIS, STAZ, THROMBOSIS, ICE-SINDROM,

Embolija, ishemija, srčani udar

Normalno stanje krvi u vaskularnom krevetu potpomaže hemostazom, što odražava interakciju četiri sustava: koagulacije, fibrinolize, endotelnih stanica i trombocita (Shema 5.1).

Koagulacija (koagulacija) krvi provodi se kaskadom enzimskih djelovanja usmjerenih na pretvaranje topljivog plazma proteina fibrinogena u netopljivi fibrin, koji nastaje kao posljedica djelovanja faktora koagulacije plazme u krvi (tablica 5.1).U koagulaciji se razlikuju unutarnji i vanjski sustavi koji su usko povezani i ujedinjuju se u fazi formiranja aktivnog faktora X.

Sustav unutarnje koagulacije aktivira se dodirom krvne plazme s negativno nabijenom površinom, posebno s bazalnom membranom posude, kolagenim vlaknima. Na mjestu oštećenja vaskularne stijenke deponira se faktor XII, pretvarajući prekallikrein (Fletcherov faktor) u aktivni enzim kallikrein, koji zauzvrat aktivira kininogen velike molekularne mase (Fitzgerald-Flaude faktor) i cijeli kinin sustav. Kao odgovor, formira se proteolitička varijanta Hagemonovog faktora XIIa, aktivirajući daljnji korak koagulacije i sustav fibrinolize, prije svega faktora X, II. Rezultat je standardni fibrinski polimer.

Faktor XII, zahvaljujući svojoj multidomeinskoj strukturi, aktivira plazminogen, poput kallikreina, oslobađa bradikinin iz kininogena velike molekulske mase, aktivira faktor VII, izaziva agregaciju neutrofila i oslobađanje njihove elastaze, što sudjeluje u oštećenju endotela. Kod različitih bolesti povezanih s aktiviranjem sustava unutarnje koagulacije (tifusna groznica, nefrotski sindrom, septikemija itd.) Razina faktora XII značajno se smanjuje zbog njegova prelaska u aktivni oblik XIIa, što pridonosi kršenju zgrušavanja krvi.

Sustav koagulacije krvi

Vanjski sustav koagulacije "pokreće se" u slučaju oštećenja endotela i ekstravaskularnog tkiva, što oslobađa tkivni faktor (tromboplastin, faktor III - apoprotein-lipidni kompleks sadržan u citoplazmatskim membranama). U ovom slučaju, vezanje faktora VII, X i IV (kalcijevi ioni), aktiviranje faktora X, koji zatvara kaskadni mehanizam usmjeren na stvaranje trombina i fibrina. Potonja se stabilizira djelovanjem faktora XIII transglutaminaze (aktivirane trombinom), koja veže molekule monomera fibrina na polimer fibrina preko ostataka lizina i glutaminske kiseline.

Postoji niz inhibitora koagulacije. Dakle, antitrombin III, sintetiziran hepatocitima i endoteliocitima, inhibira stvaranje trombina, djelovanje faktora Xa, IXa, XIa, XII, kallikrein

i plazmin, a heparin djeluje kao katalizator ovih procesa. Proteini C u plazmi (nastali u hepatocitima) i S (nastali u hepatocitima i endoteliocitima) inaktiviraju faktore Va i VIIa i uzrokuju stvaranje nekovalentnih komplementarnih kompleksa koji nemaju kofaktornu aktivnost.

Fibrinoliza je sustav uništavanja koagulata i krvnih agregata koji nastaju u vaskularnom dnu. Aktivacija plazminogena događa se stvaranjem proteolitičkog enzima plazmina, koji uništava fibrin / fibrinogen, faktore koagulacije V, VIII. Treba napomenuti da fibrinoliza počinje djelovati istodobno s unutarnjim sustavom koagulacije, jer se aktivira faktorom XII, kallikreinom i kininogenom velike molekulske mase. Postoje aktivatori plazminogena u tkivu i urokinazi. Aktivator tkiva proizveden od endoteliocita otapa fibrin koji sprečava stvaranje krvnih ugrušaka. Aktivator urokinaze sintetiziran endoteliocitima i ekstravaskularnim stanicama sudjeluje ne samo u otapanju izvanćelijskog matriksa, već iu procesima upale, invazije malignih tumora

a kod fibrinolize.

Endoteliociti i trombociti sintetiziraju inhibitor aktivacije plazminogen 1, koji suzbija aktivatore tkiva i urokinazu, dok α 2-plazmin inhibira plazmin. Shodno tome, djelovanje ovih dvaju suprotnih sustava regulira fibrinolitičku aktivnost koja osigurava uništavanje viška fibrina i stvaranje njegovih produkata razgradnje. Povećana fibrinoliza, kao i suzbijanje koagulacije, dovodi do pojačanog krvarenja krvnih žila.

Endotel u koagulaciji i fibrinolizi. Hemostaza se u velikoj mjeri određuje stanjem endoteliocita, koji proizvode biološki aktivne tvari koje utječu na koagulaciju, fibrinolizu i protok krvi. Tako glikoprotein trombomodulina osigurava klizanje krvi duž površine endotela, sprečavajući njegovu koagulaciju i povećavajući, posebno, brzinu aktivacije proteina C

u tisuću puta. S druge strane, endoteliociti tvore faktore koagulacije V, VIII, III, XII i adhezivni protein fibronektin (tablica 5.2). javljatrombohemoragična ravnoteža(dijagram 5.2). Svako oštećenje endotela dovodi do promjene ove ravnoteže

u strane koagulacije, posebno zato što izlaganje subendotelnih struktura (kolagen, elastin, fibronektin, glikozaminoglikani, laminin, itd.) aktivira procese zgrušavanja krvi.

Trombociti. Nekoliko sekundi nakon oštećenja endotela, trombociti se pridržavaju izložene bazalne membrane posude, što se naziva adhezija. Ovaj postupak ovisi o faktoru VIII, koji povezuje receptore glikoproteina za trombocite s kolagenom u bazalnoj membrani posude ili stromi. Trombociti popunjavaju mali nedostatak endotela, pridonoseći njegovom daljnjem zacjeljivanju. Veće područje oštećenja zatvara se trombom čiji nastanak ima za cilj sprečavanje gubitka krvi. Adhezija trombocita "pokreće" i dva sljedeća procesa: njihovo izlučivanje i nakupljanje.

Anti i protrombotski endotelni proizvodi

Tvari koje luče endotelne stanice i uključuju u hemostazu i regulaciju protoka krvi

Izlučivanje trombocitadovodi do oslobađanja α-granula fibrinogena, fibronektina, faktora rasta trombocita, β-trombomodulina. Istodobno se iz gustih granula oslobađaju kalcijevi ioni, adenozin-difosfataza, histamin i serotonin. Aktivira se faktor III (tromboplastin) smješten na površini trombocita, što pokreće unutarnji sustav koagulacije. Metaboliti arahidonske kiseline nastaju, na primjer, tromboksan A2 - snažni, ali kratkotrajni (do 30 sec) vazokonstriktor.

Agregacija trombocitac je regulirano tromboksanom A2, adenosin-difosfatazom i trombinom. Učinak potonjeg na fibrinogen dovodi do stvaranja fibrin polimera. Inhibitor agregacije trombocita (ali ne i njihova adhezija) je prostaglandin I2 proizveden od endotelnih stanica, koji ima snažan i dugotrajan (do 2 min) vazodilatacijski učinak. Neravnoteža između regulatora funkcioniranja trombocita dovodi do tromboze ili krvarenja.

Staz (od lat.stasis - zaustaviti) - zaustavljanje protoka krvi u žilama mikrovaskularne mreže (prvenstveno u kapilarama, rjeđe u venulama), Zaustavi krvi obično prethodi usporavanje (prestasis). Uzroci zastoja su infekcije, intoksikacije, šok, produljeni kardiopulmonalni bypass, izloženost fizičkim čimbenicima (hladna zastoj tijekom smrzavanja). U patogenezi staze glavna važnost je promjena reoloških svojstava krvi u mikroveslima sve do razvoja fenomena mulja (od engleskog sludge - tina), kojeg karakterizira adhezija krvnih stanica, prvenstveno crvenih krvnih stanica, što uzrokuje značajne hemodinamičke poremećaje. Zaglađivanje crvenih krvnih stanica, bijelih krvnih zrnaca, trombocita je moguće ne samo u mikrovaskulaturi, već iu velikim žilama. Osobito dovodi do povećanja brzine sedimentacije eritrocita (ESR). Zaustavljanje protoka krvi dovodi do povećanja vaskularne propustljivosti kapilara (i venula), edema, plazmoragije i sve veće ishemije.

Vrijednost stasisa određuje se njegovom lokacijom i trajanjem. Dakle, akutna staza uglavnom dovodi do reverzibilnih promjena u tkivima, ali u mozgu pridonosi razvoju teških, ponekad kobnih edema s dislokacijskim sindromom, primijećenih, na primjer, u komi. U slučajevima dugotrajne staze, multipla mikronekroza, diapedijska krvarenja.

Tromboza (od grč. Trombus - snop, ugrušak) - intravitalna koagulacija krvi u lumenu krvnih žila ili šupljina srca.Budući da je jedan od najvažnijih zaštitnih mehanizama hemostaze, krvni ugrušci mogu potpuno ili djelomično zatvoriti lumen žile s razvojem značajnih poremećaja cirkulacije i ozbiljnim promjenama u tkivima i organima do nekroze.

Razlikuju se opći i lokalni čimbenici tromboze. , Među uobičajenim čimbenicima nalazi se kršenje odnosa između sustava hemostaze (koagulacijski i antikoagulacijski sustav krvi), kao i promjene u kvaliteti krvi (prvenstveno njegove viskoznosti). Potonje se promatra s teškom dehidracijom tijela, povećanjem sadržaja grubo dispergiranih frakcija proteina (na primjer, mijelomom), s hiperlipidemijom (s teškim dijabetesom melitusom). Lokalni čimbenici uključuju kršenje integriteta vaskularne stijenke (oštećenje strukture i oštećenje endotelne funkcije), usporavanje i kršenje (turbulencija, turbulentno kretanje) protoka krvi.

Najčešće se krvni ugrušci razvijaju kod postoperativnih bolesnika na produženom mirovanju s

srčana vaskularna insuficijencija (kronična totalna zagušenja vena), ateroskleroza, maligne novotvorine, urođena i stečena hiperkoagulacija u trudnica.

Dodijelite sljedećestadij tromboze:

A g g l lutin i t i i t r o m b o t i t o u. Adhezija trombocita na oštećenom području intime posude nastaje zbog fibronektina trombocita i kolagena tipa III i IV koji čine izložene bazalne membrane. To uzrokuje vezanje von Willebrandovog faktora proizvedenog od endoteliocita za promicanje agregacije trombocita i faktora V. Uništavajući trombociti oslobađaju adenozin difosfat i tromboksan

A2, koji imaju vazokonstriktivni učinak i doprinose usporavanju protoka krvi i povećanju agregacije krvnih ploča, oslobađanju serotonina, histamina i faktora rasta trombocita. Treba napomenuti da male doze acetilsalicilne kiseline (aspirin) blokiraju stvaranje tromboksana.

A2, koji je u osnovi profilaktičkog liječenja tromboze, koristio se, posebno, u bolesnika s koronarnom srčanom bolešću. Hageman-ov faktor (XII) i tkivni aktivator (faktor III, tromboplastin) aktiviraju se, pokreću kaskadu koagulacije. Oštećeni endotel aktivira prokonvertin (faktor VII). Protrombin (faktor II) pretvara se u trombin (faktor IIa), što uzrokuje razvoj sljedeće faze.

K oa g u l ts i f i b r i n o gena. Primijećena je daljnja degranulacija trombocita, otpuštanje adenozin-difosfata i tromboksana A.2. Fibrinogen se pretvara u fibrin i proces

postaje ireverzibilna, jer nastaje netopljivi fibrin snop, hvatajući oblikovane elemente i komponente krvne plazme s razvojem sljedećih faza.

A g g l y t i n a c i j e r i t r o t i v o.

Snimanje b / w

Sustav koagulacije krvi funkcionira u uskoj vezi s antikoagulansom. Fibrinoliza započinje nakon pretvorbe plazminogena u plazmin koji ima izraženu sposobnost pretvaranja fibrina iz netopljivog polimera u topljivi monomerni oblik. Pored toga, uništeni su ili inaktivirani faktori koagulacije V, VIII, IX, XI, što blokira koagulans, kinin i komplementarne sustave.

Morfologija tromba.Ovisno o strukturi i izgledu, što u velikoj mjeri određuje karakteristike i brzinu stvaranja tromba, izoliraju se bijeli, crveni, miješani i hijalinski trombi. Bijeli trombon, koji se sastoji od trombocita, fibrina i leukocita, formira se polako, brzim protokom krvi, obično u arterijama, između endokardijalnih trabekula, na zglobovima srčanih zalistaka s endokarditisom. Crveni tromb, koji uključuje trombocite, fibrin i eritrocite, brzo se pojavljuje u posudama s sporim protokom krvi, pa se obično javlja u venama. Mješovita tromboza uključuje trombocite, fibrin, crvena krvna zrnca, bijela krvna zrnca i nalazi se u bilo kojim dijelovima krvotoka, uključujući srčane šupljine, aneurizme. Kod ovog tromba uočava se prisutnost malene glave usko povezane sa vaskularnom stijenkom (bijeli trombus po strukturi), tijelom (mješoviti tromb) i lagano pričvršćenom za intimni rep (crveni tromb). Potonji mogu otpasti i uzrokovati tromboemboliju. Hijalini su obično višestruki i, za razliku od prethodnih, nastaju samo u žilama mikrovaskulacije tijekom šoka, opekline, teških ozljeda, DIC-a, dehidracije, teške intoksikacije itd. br. Uključuju precipitirane proteine \u200b\u200bplazme i aglutinirane krvne stanice koje tvore homogenu strukturu bez slabe pozitivne histokemijske reakcije na fibrin.

S obzirom na lumen žile, trombi se dijele na parietalne (najčešće bijele ili mješovite strukture, na primjer, aterosklerotični plakovi) i začepljujuće (obično crvene). U prvom slučaju, rep tromba raste protiv krvotoka, dok se u drugom slučaju može širiti u bilo kojem smjeru, iako se, u pravilu, duž protoka krvi, na primjer, tromboflebitisom. Uz tijek protoka, lokalizirano i progresivankrvnih ugrušaka.

Ovisno o karakteristikama pojave, krvnih ugrušaka(od grč. - marasme - iscrpljenost, gubitak snage), obično mješovitog sastava, koja proizlazi iz iscrpljenosti, dehidratacije tijela, obično u površnim venama donjih ekstremiteta, sinusima dura mater, a u nekim slučajevima u starijih osoba, tada se nazivaju senilnim ; ugrušci tumoranastaje tijekom rasta maligne novotvorine u lumen vene i tamo se proliferacija protječe krvlju ili kad konglomerat tumorskih stanica začepi lumen mikrovaskulacije. S pravom policitemijom pojavljuju se crveni ugrušci krvi u venama, dok se kod leukemije često pojavljuje leukemija u mikroveslima.

Aluminijski spojevi su čovjeku poznati od davnina. Jedno od njih su adstrigenti, koji uključuju kalijev aluminij alum KAl (SO4) 2. Oni su bili široko korišteni. Korišteni su kao mordant i kao sredstvo za zaustavljanje krvi. Impregnacija drva otopinom alum-kalijevog aluma učinila ga je nezapaljivim. Poznata je zanimljiva povijesna činjenica, jer je Arhelaus, zapovjednik iz Rima tijekom rata s Perzijancima, naredio da kule, koje su služile kao obrambene građevine, širi alumom. Perzijci ih nikada nisu uspjeli spaliti.

Drugi od spojeva aluminija bile su prirodne gline, koje uključuju aluminij oksid Al2O3.

Prvi pokušaji dobivanja aluminija tek sredinom XIX stoljeća. Pokušaj danskog znanstvenika HK Ersted bio je uspješan. Da bi se dobio, upotrijebio je udruženi kalij kao sredstvo za redukciju aluminij-oksida. No kakav je metal tada dobiven, nije se moglo saznati. Nakon nekog vremena, dvije godine kasnije, aluminij je dobio njemački kemijski znanstvenik Weller, koji je aluminij dobio zagrijavanjem bezvodnog aluminij-klorida s metalom kalijem. Višegodišnji rad njemačkog znanstvenika nije bio uzalud. Za 20 godina uspio je pripremiti granulirani metal. Pokazalo se da je poput srebra, ali mnogo je lakši od njega. Aluminij je bio vrlo skup metal, a do početka 20. stoljeća njegova je vrijednost bila veća od vrijednosti zlata. Stoga se aluminij već dugi niz godina koristi kao muzejski eksponat. Oko 1807. Davy je pokušao provesti elektrolizu glinice, dobio je metal, koji se zvao aluminij (aluminij) ili aluminij (aluminij), što je u prijevodu s latinsko - alum.

Proizvodnja aluminija iz gline zanimala je ne samo kemijske znanstvenike, već i industrijalce. Bilo je vrlo teško odvojiti aluminij od ostalih tvari, to je pridonijelo činjenici da je skuplji od zlata. Godine 1886. kemičar Ch. M. Hall je predložio metodu koja je omogućila dobivanje metala u velikim količinama. Provodeći istraživanja, on je otopio aluminij oksid u talištu kriolita AlF3 nNaF. Rezultirajuća smjesa bila je stavljena u granitnu posudu i kroz talinu je prolazila direktna električna struja. Bio je vrlo iznenađen kad je nakon nekog vremena na dnu posude otkrio ploče od čistog aluminija. Ova je metoda trenutno glavna za proizvodnju aluminija u industrijskim razmjerima. Rezultirajući metal bio je dobar za sve, osim za snagu koja je bila potrebna industriji. I taj je problem riješen. Njemački kemičar Alfred Wilm spojio je aluminij s drugim metalima: bakrom, manganom i magnezijem. Rezultat je bila legura koja je bila znatno jača od aluminija.

§ 2. Metode proizvodnje

U industriji, aluminij se proizvodi elektrolizom Al2O3 u staljenom kriolitu Na3 pri temperaturi 950

2Al2O3 \u003d 4Al (3+) + 6O (2-) \u003d 2Al + 302

Glavne reakcije procesa:

CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 (15.h)

SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2

HF i H2SiF6 su plinoviti proizvodi zarobljeni u vodi. Za odmašćivanje dobivene otopine u nju se najprije ubacuje izračunata količina sode:

H2SiF6 + Na2CO3 → Na2SiF6 + CO2 + H2O (15.i)

Slabo topljivi Na2SiF6 se odvoji, a preostala otopina fluorovodične kiseline neutralizira se s viškom sode i aluminij hidroksida da se dobije kriolit:

12HF + 3Na2CO3 + 2Al (OH) 3 → 2 (3NaF · AlF3) + 3CO2 + 9H2O (15.k)

Na isti se način NaF i AlF3 mogu dobiti odvojeno ako se neutralizira otopina fluorovodične kiseline s izračunatom količinom Na2CO3 ili Al (OH) 3.

   Naprijed naprijed

Upozorenje! Pregled dijapozitiva koristi se samo u informativne svrhe i možda ne daje predstavu o svim značajkama prezentacije. Ako ste zainteresirani za ovo djelo, preuzmite punu verziju.

U jednoj lekciji vrlo je teško razgovarati o elementu, strukturi njegovog atoma, svojstvima tvari u kojima je taj dio i pripremi i upotrebi tih tvari. Predlažemo razvoj lekcije o aluminiju. Ovaj se materijal može koristiti i u 11. razredu pri ponavljanju teme "Metali".

Oprema i reagensi:  Dijagram „Raspodjela elemenata u zemljinoj kori“, „Periodični sustav kemijskih elemenata“, kartice s uputama (za svakog učenika), epruvete, stalak za epruvetu, spiralna žarulja, šibice, držač epruvete, aluminij, uzorci spojeva aluminija, kolekcija legura na bazi aluminija, sumporne, klorovodične kiseline (razrijeđene otopine), topla voda u čaši.

ciljevi:

• obrazovni: formirati znanje o kemijskom elementu aluminija, fizikalnim i karakterističnim kemijskim svojstvima jednostavne tvari aluminija, oblikovati koncept sastava i svojstava aluminijskih oksida i hidroksida.
• Razvoj:nastaviti formiranje vještina za uspostavljanje odnosa između sastava, strukture i svojstava tvari, promicati razvoj istraživačkih vještina, razvijati razumijevanje prepoznatljivosti i jedinstva svijeta proučavanjem podataka o aluminiju, njegovim spojevima, boravku u prirodi, nastavite graditi vještine za rad tempom, štedeći vrijeme lekcije.
• obrazovni: poticati osjećaj ponosa za svoju domovinu kao zemlju najbogatiju prirodnim resursima, kulturom akademskog rada, preciznošću i pažnjom na eksperiment.

ciljevi:

1. Formirati predstavu o fizičkim i kemijskim svojstvima aluminija.
2. Razviti sposobnost učenika za predviđanje svojstava tvari na temelju poznavanja njezine strukture.
3. Razviti sposobnost analize, usporedbe, generalizacije podataka.

POSTUPAK

I. Organizacijski trenutak

II. Motivacija za proučavanje teme

U 13. stanu u kojem živim, poznat u svijetu
   Poput prekrasnog dirigenta,
   plastika, srebro.
   Više o legurama
   Stekao sam slavu, -
   I u ovom poslu sam cool stručnjak.
   Ovdje trčim poput vjetra
   U svemirskoj raketi.
Spuštanje u morski ponor -
   Tamo me svi znaju.
   Po izgledu sam istaknut,
   Iako film oksida
   Pokriveno: daje mi čvrst oklop.
   Mekan sam, lagan, koban,
   Iskrivim u paketu
   (Zamotane slatkiše sjajnom folijom):
   Za čokoladice
   Trebam puno
   I prije sam bila jako draga.

Učitelj: Dakle, slijedit ćemo riječi ove pjesme i razmotriti svojstva ovog prekrasnog metala, aluminija.

  III. Pozicija aluminija u tablici D.I. Mendeljejev. Struktura atoma, prikazan stupanj oksidacije.

Aluminijski element smješten je u skupini III, glavnoj "A" podskupini, razdoblje 3 periodičkog sustava, serijski broj 13, relativna atomska masa Ar (Al) \u003d 27. Njegov susjed s lijeve strane stola je magnezij - tipičan metal, a s desne strane - silicij, koji više nije metal. Stoga aluminij mora pokazivati \u200b\u200bneka intermedijarna svojstva, a njegovi spojevi su amfoterni, što ćemo dokazati kemijskim reakcijama tijekom laboratorijskih radova.

Al + 13) 2) 8) 3, p-element,

Osnovno stanje    1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
Uzbuđeno stanje    1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

Aluminij pokazuje oksidacijsko stanje +3 u spojevima: Al 0 - 3 e - -\u003e Al +3 (redukcijsko sredstvo)

IV. Biti u prirodi

U pogledu prevalencije u prirodi, aluminij zauzima prvo mjesto među metalima i treće mjesto među elementima, a drugo tek kisik i silicij. Postotak aluminija u zemljinoj kori prema različitim istraživačima iznosi od 7,45 do 8,14% mase zemljine kore.

U prirodi se aluminij nalazi samo u spojevima (mineralima): zbirka aluminijskih spojeva.

Neki od njih:

1. Boksiti, Al 2 O 3 · H 2 O (s nečistoćama SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)
2. Nepheline, KNa 3 4
3. Aluniti, KAl (SO4) 2 · 2Al (OH) 3
4. Glinica (mješavina kaolina sa pijeskom SiO 2, krečnjakom CaCO 3, magnezitom MgCO 3)
5. Corundum, Al 2O 3
6. Feldspar (ortoklaza), K 2 O · Al 2 O 3 · 6SiO2
7. Kaolinit, Al 2 O 3 · 2 SiO 2 · 2H 2 O
8. Alunit, (Na, K) 2SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al (OH) 3
9. Beryl, 3BeO · Al 2 O 3 · 6SiO2

Zanimljive su činjenice iz povijesti otkrića aluminija, koje su pronašli i pripremili studenti.

1. student:1855. godine, srebro iz gline predstavljeno je na Svjetskoj izložbi u Parizu, što je stvorilo veliku senzaciju. To su bile ploče i ingoti aluminija koje je dobio francuski znanstvenik St. Clair Deville. Na Devilleovu čast, ponašao se kao pravi znanstvenik: medalju je pogodio portretom Friedricha Wellera i datumom „1827.“ iz aluminija vlastite proizvodnje i poslao ga na poklon njemačkom znanstveniku koji je mogao izolirati zrno ovog metala. Prvi put je 1825. danski fizičar G. Oersted primio nekoliko kilograma metalnog aluminija djelovanjem kalijevog amalgama na aluminij-klorid, ali tada nije bilo moguće točno odrediti koji je proizvod dobiven.

2. student:  U uzorku mjesečevog tla koji je uzela automatska stanica Luna-20 s mjesečeve površine prvo je otkriven nativni aluminij. Prilikom ispitivanja lunarne frakcije identificirane su tri sićušne čestice aluminija. To su ravna, blago izdužena zrna s matiranom površinom i srebrno-siva u svježem lomu. Aluminij je mjesečev kamen. U zemaljskim uvjetima prirodni čisti aluminij u takvom minijaturnom obliku nikada nije pronađen.

V. Fizička svojstva aluminija

Učitelj: Krenimo na istraživanje jednostavne tvari aluminija.

Laboratorijski rad „Fizička svojstva aluminija“.

Uputna karta:

1. Pogledajte aluminijsku ploču.
2. Odredite stanje agregacije aluminijske tvari.
3. Koje je boje rekord?
4. Utvrdite ima li određena ploča sjaj.
5. Uronite tanjur ¼ njegove duljine u čašu tople vode na 10-15 sekundi. Uklonite ploču iz vode, obrišite krpom i utvrdite ima li aluminij toplinsku vodljivost.
6. Pokupite aluminijsku foliju. Utvrdite ima li aluminij duktilnost. Je li to laki metal?
7. Stavite aluminijsku ploču u čašu hladne vode, okrenite je nekoliko puta. Primjećuje li se otapanje aluminija?
8. Zapišite svoja zapažanja prema planu:
   • stanje združivanja;
   • u boji;
   • sjaj;
   • toplinska vodljivost;
   • plastičnost;
   • topljivost u vodi.

Na ploči je napisano nekoliko dodatnih informacija o svojstvima aluminija:

• svjetlost, p \u003d 2,7 g / cm 3;
• topljivi, t pl \u003d 660 ° S
• provodni (samo dva metala - srebro i bakar - imaju veću količinu)

Iako je aluminij aktivni metal, on se ne otapa u vodi, jer je njegova površina prekrivena gustim filmom neporoznog oksida.

VI. Kemijska svojstva aluminija

Učitelj: Kao i svaki metal, aluminij u kemijskim reakcijama pokazuje smanjena svojstva.

Reakcije s jednostavnim tvarima:

2Al + 3S \u003d Al 2 S 3 (aluminij sulfid)

2Al + N2 \u003d 2AlN (aluminij nitrid)

Al + P \u003d AlP (aluminij fosfid)

4Al + 3C \u003d Al 4 C 3 (aluminij-karbid)

2Al + 3I 2 \u003d 2AlI 3 (aluminij jodid)

U obliku strugotine ili praha, sjajno sagorijeva na zraku, oslobađajući veliku količinu topline:

4Al + 302 \u003d 2Al203 + 1676 kJ

Reakcije sa složenim tvarima:

Interakcija s vodom:

2Al + 6H20 \u003d 2Al (OH) 3 + 3H2

nema oksidni film

Interakcija s metalnim oksidima:

Aluminij je dobro reducirajuće sredstvo, jer je jedan od aktivnih metala. To je u nizu aktivnosti odmah nakon zemnoalkalijskih metala. Stoga obnavlja metale iz njihovih oksida. Takva se reakcija - aluminotermija - koristi za proizvodnju čistih rijetkih metala, na primjer, volfram, vanadij i drugi.

3Fe 3 O 4 + 8Al \u003d 4Al 2 O 3 + 9Fe + Q

Laboratorijski rad studenata obavlja se u roku od 10-15 minuta na instruktivnim karticama.

Uputna karta:

1. Uzmite dvije epruvete. U svaku stavite komad aluminija. U jednu od njih ulijte 1-2 ml otopine klorovodične kiseline, a u drugoj - istu količinu razrijeđene otopine sumporne kiseline. Lagano epruvete. Što promatrate? Zapišite jednadžbu za odgovarajuće reakcije.
2. Stavite komad aluminija u epruvetu i dodajte alkalnu otopinu. Sadržaj epruvete zagrijte. Što se događa? Zapišite jednadžbu reakcije.

Rad s knjigom: odjeljak "Kemijska svojstva aluminija." Kartice s uputama dijele se na kraju lekcije.

Zaključak: aluminij, a samim tim i njegovi spojevi, pokazuju amfoterna svojstva.

VII. Proizvodnja aluminija

1) Modernu, isplativu metodu proizvodnje aluminija izmislili su 1886. American Hall i French Eru. Sastoji se u elektrolizi otopine aluminij-oksida u rastopljenom kriolitu. Rtopljeni kriolit Na 3 AlF 6 rastvara Al 2O3 kao što voda rastvara šećer.

Elektroliza „otopine“ aluminij-oksida u rastaljenom kriolitu događa se kao da je kriolit samo otapalo, a aluminij-oksid elektrolit.

električna struja
  2Al2O3 -\u003e 4Al + 302

Trenutno, u pogledu proizvodnje, aluminij je čvrsto na drugom mjestu među metalima nakon željeza i njegovih legura. Za topljenje 1 tone aluminija potrebno je 13-17 tisuća kW / h električne energije, dakle, postrojenja za aluminij smještena su u blizini velikih hidroelektrana.

U Engleskoj enciklopediji za dječake i djevojčice članak o aluminiju počinje sljedećim riječima: „23. veljače 1886. u povijesti civilizacije započelo je novo metalno doba - doba aluminija. Tog dana, Charles Hall, 22-godišnji kemičar, došao je u laboratoriju svog prvog učitelja s desetak malih kuglica srebrno bijelog aluminija u ruci i s vijestima da je pronašao način da ovaj metal napravi jeftino i u velikim količinama. " Dakle, Hall je postao osnivač američke industrije aluminija i anglosaksonski nacionalni heroj kao čovjek koji je napravio veliki posao iz znanosti.

2) 2Al2O3 + 3C \u003d 4Al + 3CO2

VII. Primjena aluminija

Učitelj pokazuje prezentaciju aluminijskih legura. Studenti razmatraju kolekciju legura na bazi aluminija.

Primjena u tehnologiji: zrakoplovna industrija je veliki potrošač aluminija - zrakoplov 2/3 sastoji se od aluminija i njegovih legura. Avion napravljen od čelika bio bi pretežak i mogao bi prevoziti puno manje putnika, pa se aluminij naziva "krilati" metal. Kabeli i žice izrađeni su od aluminija: s istom električnom vodljivošću njihova je masa upola manja od mase odgovarajućeg bakrenog proizvoda.

S obzirom na otpornost aluminija na koroziju, od njega se izrađuju dijelovi uređaja i spremnici za dušičnu kiselinu. Aluminijski prah osnova je u proizvodnji srebrne boje za zaštitu željeznih proizvoda od korozije, kao i za odraz toplinskih zraka: skladišta uljnih boja, vatrogasna odijela presvučena su takvom bojom.

Aluminij se široko koristi u područjima kao što su nuklearna energija, poluvodička elektronika i radar. Koristi se za zaštitu metalnih površina od kemijske i atmosferske korozije. Zrcalne površine reflektora i ogledala za grijanje i osvjetljenje često svoje postojanje duguju aluminijumu - njegovoj visokoj reflektivnoj sposobnosti.

Aluminij se također koristi u metalurškoj industriji kao redukcijsko sredstvo u pripremi određenih metala alotermalnim postupcima, za zavarivanje čeličnih dijelova ili deoksidaciju čelika. Aluminij i njegove legure također se koriste u industrijskom i niskom graditeljstvu, u proizvodnji građevinskih okvira, rešetka, okvira prozora, stuba i drugih građevina.

Glinica se koristi za proizvodnju aluminija, kao i vatrostalnih materijala.

Aluminij hidroksid glavna je komponenta dobro poznatih lijekova (maalox, almagel) koji smanjuju kiselost želučanog soka.

Učitelj: Dakle, danas smo se sreli sa divnim metalom:

Od gline sam običan
   Ali izuzetno sam moderna.
   Ne bojim se električne struje,
   Leteći neustrašivo u zraku
   Služim u kuhinji bez roka -
   Mogu se nositi sa svim zadacima.
   Ponosan sam na svoje ime:
   Zovu me nadimcima ... (Aluminij).

aluminijum  u svom je čistom obliku prvi izolirao Frederick Weller. Njemački kemičar grijao je bezvodni kloridni element s metalom kalijem. Dogodilo se to u 2. polovici 19. stoljeća. Sve do 20. stoljeća kg aluminijakoštati više.

Samo su bogati i država sebi dopustili novi metal. Razlog visokih troškova je poteškoća u odvajanju aluminija od ostalih tvari. Charles Hall predložio je metodu iskopavanja u industrijskoj razmjeri.

Godine 1886. otopio je oksid u talini kriolita. Nijemac je smjesu stavio u granitnu posudu i na nju spojio električnu struju. Ploče od čistog metala smjestile su se na dnu spremnika.

Kemijska i fizikalna svojstva aluminija

Koji aluminij?Srebrno bijela, sjajna. Stoga je Friedrich Wöhler usporedio metalne granule s kojima je dobivao. Ali, ostala je rezerva - aluminij je puno lakši.

Plastičnost je bliska dragocjenosti i. Aluminij je tvar, lako se razvlači u tanku žicu i plahte. Dovoljno je prisjetiti se folije. Temelji se na 13. elementu.

Aluminij je lagan zbog male gustoće. Tri je puta manje od željeza. Istodobno, 13. element gotovo je inferiorniji u snazi.

Ta je kombinacija metala srebra postala neophodnom u industriji, na primjer, u proizvodnji dijelova za automobile. Govorimo o ručnoj proizvodnji, jer zavarivanje aluminijamoguće čak i kod kuće.

Aluminijska formulaomogućuje vam aktivno odbijanje svjetlosti, ali i toplinskih zraka. Vodljivost elementa je visoka. Glavna stvar je ne nepotrebno ga zagrijavati. Na 660 stupnjeva rastopit će se. Podigni temperaturu malo višu - izgorjet će.

Metal će nestati, samo glinice, Nastaje u standardnim uvjetima, ali samo u obliku površinskog filma. Ona štiti metal. Stoga se prilično dobro opire koroziji, jer je onemogućen pristup kisiku.

Oksidni film također štiti metal od vode. Ako se plak ukloni s površine aluminija, započinje reakcija s H20. Do evolucije plina vodika doći će i pri sobnoj temperaturi. Dakle to aluminijski brodne pretvara se u dim samo zbog oksidnog filma i zaštitne boje nanesene na trup.

Najaktivnije interakcija aluminijas nemetalima. Reakcije s bromom i klorom događaju se čak i u uobičajenim uvjetima. Kao rezultat toga, formirana soli aluminija, Vodikove soli dobivaju se povezivanjem 13. elementa s kiselinskim otopinama. Reakcija će se odvijati s lužinama, ali tek nakon uklanjanja oksidnog filma. Čisti vodik će se isticati.

Primjena aluminija

Metal se prska na ogledalo. Visoke stope refleksije svjetla dobro nam dolaze. Proces se odvija u vakuumu. Oni čine ne samo standardna ogledala, već i predmete s zrcalnim površinama. To su: keramičke pločice, kućanski aparati, svjetiljke.

dvojac bakreni aluminij- osnova duralumina. Jednostavno nazvano duralumin. Kao dodajte. Sastav je 7 puta jači od čistog aluminija, stoga je pogodan za područje strojarstva i zrakoplovne tehnike.

Bakar daje snagu 13. elementa, ali ne i jačinu. Duralumin ostaje 3 puta lakši od željeza. mali aluminijska masa- ključ jednostavnosti automobila, aviona, brodova. To pojednostavljuje prijevoz, rad, smanjuje cijenu proizvoda.

Kupite aluminijproizvođači automobila također teže jer se zaštitni i dekorativni spojevi lako nanose na njegove legure. Boja se polaže brže i ravnomjernije nego na čelik, plastiku.

U ovom slučaju, legure su kovne, one se jednostavno obrađuju. Ovo je vrijedno s obzirom na masu zavoja i strukturalnih prijelaza na modernim modelima automobila.

13. element nije samo lako slikati, već i sam može djelovati kao boja. U tekstilnoj industriji se kupuje aluminij sulfat, Dobro mu dolazi u industriji tiska, gdje su potrebni netopljivi pigmenti.

Zanimljivo je to rješenje  sulfat aluminijum  koristi se i za pročišćavanje vode. U prisutnosti "agensa", štetne nečistoće se talože i neutraliziraju.

Neutralizira 13. element i kiseline. Posebno dobar u ovoj ulozi. aluminij hidroksid, Vrijedna je u farmakologiji, medicini, dodajući lijeku za žgaravicu.

Hidroksid se propisuje i za čireve, upalne procese crijevnog trakta. Dakle, u ljekarni također postoji lijek aluminij. kiselinau želucu - prigoda da saznate više o takvim lijekovima.

U SSSR-u su kovane bronze s dodatkom 11 posto aluminija. Dostojanstvo znakova je 1, 2 i 5 kopeka. Počeli su se proizvoditi 1926., završili su 1957. Ali proizvodnja aluminijskih limenki za konzerviranu hranu nije prestajala.

Stew, saury i drugi doručci turista još uvijek su pakirani u kontejnere na temelju 13. elementa. Takve banke ne reagiraju s hranom, međutim, lagane su i jeftine.

Aluminijski prah dio je mnogih eksplozivnih smjesa, uključujući pirotehnička sredstva. U industriji se koriste subverzivni mehanizmi koji se temelje na trinitrotoluenu i zemaljskom 13. elementu. Snažni eksplozivi dobivaju se i dodavanjem amonijevog nitrata u aluminij.

U naftnoj industriji aluminij klorid, On igra ulogu katalizatora u razgradnji organskih tvari u frakcije. Ulje ima svojstvo oslobađanja plinovitih, lakih benzinskih ugljikovodika reakcijom s 13. metalnim kloridom. Reagens mora biti bezvodan. Nakon dodavanja klorida, smjesa se zagrijava na 280 Celzijevih stupnjeva.

U građevinarstvu se često miješam natriji aluminijum, Ispada da je dodatak betonu. Natrijev aluminat ubrzava njegovo otvrdnjavanje zbog ubrzavanja hidratacije.

Povećava se brzina mikrokristalizacije, što znači da se povećava tvrdoća i tvrdoća betona. Nadalje, natrijev aluminat spaja spojnice položene u otopinu od korozije.

Rudnik aluminija

Metal zatvara prva tri najčešće na zemlji. To objašnjava njegovu dostupnost i široku uporabu. Međutim, u svom čistom obliku priroda čovjeku ne daje elementa. Aluminij mora biti izoliran iz različitih spojeva. Prije svega 13. element u boksitu. To su stijene poput gline, koncentrirane uglavnom u tropskoj zoni.

Boksiti se drobe, zatim suše, ponovo drobe i mljeju u prisustvu malog volumena vode. Ispada gusta masa. Grije se parom. Istodobno, većina, s kojom boksiti također nisu siromašni, isparava. Ostaje oksid 13. metala.

Stavlja se u industrijske kade. Oni već sadrže rastopljeni kriolit. Temperatura se održava na oko 950 Celzijevih stupnjeva. Također je potrebna električna struja od najmanje 400 kA. Odnosno, koristi se elektroliza, kao prije 200 godina, kada je element izolirao Charles Hall.

Prolazeći kroz vruću otopinu, struja prekida veze metala i kisika. Kao rezultat, dno kade ostaje čisto aluminij. reakcijazavršen. Postupak se dovršava lijevanjem iz taloga i njihovim slanjem potrošaču ili upotrebom raznih legura.

Glavna proizvodnja aluminija smještena je na istom mjestu kao i naslage boksita. U prvom planu - Gvineja. Gotovo 8.000.000 tona 13. elementa skriveno je u njegovim utrobama. Australija zauzima 2. mjesto s pokazateljem od 6.000.000.U Brazilu je aluminija već 2 puta manje. Globalne rezerve procjenjuju se na 29 000 000 tona.

Cijena aluminija

Za tonu aluminija traže gotovo 1500 američkih dolara. Ovo su podaci o razmjeni obojenih metala 20. siječnja 2016. Troškove postavljaju uglavnom industrijalci. Preciznije, na cijenu aluminija utječe njihova potražnja za sirovinama. Trošak električne energije utječe i na zahtjeve dobavljača, jer je proizvodnja 13. elementa energetski intenzivna.

Ostale cijene su postavljene za aluminij. Odlazi u topionicu. Trošak je najavljen za kilogram, štoviše, vrsta materijala koji se predaje.

Dakle, za električni metal daju oko 70 rubalja. Za prehrambeni aluminij možete dobiti 5-10 rubalja manje. Plaćaju isti iznos za motorni metal. Ako se unajmljuje sorta, cijena joj je 50-55 rubalja po kilogramu.

Najjeftinija vrsta otpada su aluminijske strugotine. Za to uspijeva dobiti samo 15-20 rubalja. Malo više dat će se od 13. elementa. To se odnosi na spremnike za pića, konzerviranu robu.

Niska vrijednost i aluminijski radijatori. Cijena po kilogramu otpada iznosi oko 30 rubalja. To su prosjeci. U različitim je regijama, u različitim točkama, aluminij skuplji, odnosno jeftiniji. Često troškovi materijala ovise o količinama isporučenih količina.