Metalul din aluminiu al secolului XX. § 1. Istoria descoperirii aluminiului. Obținerea pieselor turnate din aliaje de aluminiu

Sistem limfatic Strâns legat de sistemul circulator. Furnizarea de țesuturi cu nutrienți și oxigen din sânge are loc prin lichidul țesutului. 1/4 din greutatea corporală totală este lichid tisular și limfă. Pătrund în lumenul capilarelor limfatice, țesut

Eșec dinamic sistemul limfatic apare atunci când există o discrepanță între excesul de lichid tisular și rata de îndepărtare a acestuia, care apare cu o creștere semnificativă a permeabilității vaselor de sânge.

Insuficiență de resorbție a sistemului limfatic datorită scăderii permeabilității capilarelor limfatice sau modificării proprietăților dispersate ale proteinelor tisulare.

Consecințele limfostazei includ limfedemul - edemul limfatic, combinat cu chyle al cavităților seroase, conferind fluidului o culoare albă lăptoasă (ascită chile, chilotorax). Chisturile chiloase pot apărea fistulele limfatice(extern sau intern, format după rănirea țesuturilor cu limfostază), șunturi limfoase, cheaguri de sânge limfaticconstând din proteine \u200b\u200bcoagulate și închiderea lumenului vaselor de sânge, lymphangiectasias(expansiune inegală a vaselor limfatice care conțin limfa coagulată).

Importanța tulburărilor de circulație limfatică (se dezvoltă, de regulă, în strânsă legătură cu tulburările circulatorii)constă în tulburări metabolice ale țesuturilor afectate, dezvoltarea în cazuri acute de modificări distrofice, hipoxice și necrotice ... În tulburările cronice, atrofia și scleroza (datorită activării fibroblastelor) până la dezvoltarea elefantiazei se alătură proceselor patologice enumerate.

Echipament de prelegere

Macro-preparate: ficat de nucșoară, indurația brună a plămânilor, indurația cianotică a rinichilor, indurarea cianotică a splinei, hematomul creierului, petechiae (hemoragii diapedetice) ale creierului, chistul „ruginit” al creierului, rinichiul de șoc.

Micro-preparate: pletora venoasă a pielii, ficatul de nucșoară (hematoxilină și eozină), ficatul de nucșoară (eritrosina), indurația brună a plămânilor (hematoxilină și eozină), indurarea brună a plămânilor

(Reacția Perls), hemoragie în creier, hialinoză a vaselor splinei, necroză fibrinoidă a arteriolelor renale, necroză a epiteliului tubulelor convolute ale rinichiului, șoc pulmonar.

Modele de difracție electronică:capilarizarea sinusoidelor, pinocitoza, impregnarea plasmatică a peretelui vascular.

Prelegerea numărul 5

Tulburări ale CIRCULAȚIEI Sângelui: HEMOSTASIS, STAS, THEROMBOZE, ICE-SINDROME,

EMBOLIA, ISCHEMIA, INFARKT

Starea normală a sângelui în patul vascular este menținută prin hemostază, reflectând interacțiunea a patru sisteme: coagulare, fibrinoliză, celule endoteliale și trombocite (schema 5.1).

Coagularea (coagularea) sângelui se realizează printr-o cascadă de acțiuni enzimatice care vizează transformarea fibrinogenului de proteină plasmatică solubilă în fibrină insolubilă, care apare ca urmare a acțiunii factorilor de coagulare plasmatică (tabelul 5.1).În coagulare se disting sisteme interne și externe, care sunt strâns interconectate și se combină în stadiul formării factorului activ X.

Sistemul intern de coagulare este activat atunci când plasma sanguină vine în contact cu o suprafață încărcată negativ, în special, cu membrana subsolului vasului, fibrele de colagen La locul de deteriorare a peretelui vascular, se depune factorul XII, care transformă precallikreina (factorul Fletcher) în enzima activă calikreină, care, la rândul său, activează kininogenul cu greutate moleculară mare (factor Fitzgerald-Floge) și întregul sistem kininic. Ca răspuns, se formează o variantă proteolitică a factorului Hageman - XIIa, care activează etapa ulterioară a coagulării și a sistemului de fibrinoliză, în principal factorii X, II. Rezultatul este un polimer de fibrină standard.

Factorul XII, datorită structurii sale multidominice, activează plasminogenul, ca și calikreina, eliberează bradicinina din kininogenul cu greutate moleculară mare, activează factorul VII, provoacă agregarea neutrofilelor și eliberarea elastazei lor, care este implicată în deteriorarea endotelială. În diferite boli asociate cu activarea sistemului intern de coagulare (febră tifoidă, sindrom nefrotic, septicemie etc.), nivelul factorului XII este semnificativ redus datorită tranziției sale la forma activă XIIa, ceea ce contribuie la încălcarea coagulării sângelui.

Sistem de coagulare a sângelui

Sistemul extern de coagulare este „declanșat” când endoteliul și țesuturile extravasculare sunt deteriorate, eliberând factorul tisular (tromboplastină, factorul III - un complex apoprotein-lipid conținut în membrane citoplasmatice). În acest caz, există o legare a factorilor VII, X și IV (ioni de calciu), activarea factorului X, care închide mecanismul cascadei vizând formarea trombinei și fibrinei. Acesta din urmă este stabilizat prin acțiunea factorului XIII transglutaminazei (activat de trombină), care leagă moleculele de monomer de fibrină de fibrina polimerului prin reziduurile de lizină și acid glutamic.

O serie de inhibitori de coagulare sunt disponibili. Deci, antitrombina III, sintetizată de hepatocite și celule endoteliale, inhibă formarea trombinei, acțiunea factorilor Xa, IXa, XIa, XII, calicreină

și plasmina și heparina acționează ca un catalizator pentru aceste procese. Proteinele plasmatice C (formate în hepatocite) și S (formate în hepatocite și celule endoteliale) inactivează factorii Va și VIIa și determină formarea de complexe non-covalente de complement care nu au activitate de cofactor.

Fibrinoliza este un sistem de distrugere a coagulatelor și a agregatelor de sânge care apar în patul vascular. Plasminogenul este activat cu formarea enzimei proteolitice plasmina, care distruge fibrina / fibrinogenul, factorii de coagulare V, VIII. Trebuie remarcat faptul că fibrinoliza începe să acționeze simultan cu sistemul intern de coagulare, deoarece este activată de factorul XII, calicreină și kininogen cu greutate moleculară mare. Există activatori de plasminogen ai țesutului și urokinazei. Un activator tisular produs de celulele endoteliale dizolvă fibrina, ceea ce împiedică formarea trombului. Activatorul urokinazei, sintetizat de endoteliocite și celule extravasculare, este implicat nu numai în dizolvarea matricei extracelulare, ci și în procesele de inflamație, invazia tumorilor maligne.

iar în fibrinoliză.

Endoteliocitele și trombocitele sintetizează un inhibitor al activării plasminogenului 1, care suprimă activatorii de țesut și urokinază, în timp ce α 2 -plasmina inhibă plasmina. În consecință, activitatea fibrinolitică este reglementată de aceste două sisteme, opuse în acțiune, asigurând distrugerea excesului de fibrină și formarea produselor de degradare a acesteia. Fibrinoliza crescută, precum și suprimarea coagulării, duc la creșterea sângerării vaselor de sânge.

Endoteliu în coagulare și fibrinoliză. Hemostaza este determinată în mare măsură de starea celulelor endoteliale, care produc substanțe biologic active care afectează coagularea, fibrinoliza și fluxul sanguin. Astfel, trombomodulina glicoproteinei asigură alunecarea sângelui pe suprafața endotelială, prevenind coagularea acesteia și crescând, în special, rata de activare a proteinei C

în de o mie de ori. Pe de altă parte, celulele endoteliale formează factorii de coagulare V, VIII, III, XII și proteina aderentă la fibronectină (tabelul 5.2). ia naștereechilibru trombohemoragic(diagrama 5.2). Orice deteriorare a endoteliului duce la o schimbare a acestui echilibru

în partea coagulării, mai ales că expunerea structurilor subendoteliale (colagen, elastină, fibronectină, glicozaminoglicani, laminină etc.) activează procesele de coagulare a sângelui.

Trombocitele. La câteva secunde după deteriorarea endoteliului, trombocitele aderă la membrana de subsol expusă a vasului, care se numește aderență. Acest proces depinde de factorul VIII, care leagă receptorii glicoproteinei plachetare cu colagenul din membrana subsolului unui vas sau stroma. Trombocitele umplu un mic defect în endoteliu, facilitând vindecarea ulterioară a acestuia. O suprafață mai mare de deteriorare este închisă de un tromb, a cărui formare are ca scop prevenirea pierderilor de sânge. Adeziunea trombocitelor declanșează, de asemenea, două procese ulterioare: secreția lor și agregarea.

Produse endoteliale anti- și protrombotice

Substanțe secretate de celulele endoteliale și implicate în hemostaza și reglarea fluxului sanguin

Secreția de trombociteduce la eliberarea din α-granule de fibrinogen, fibronectină, factor de creștere a trombocitelor, β-trombomodulină. În același timp, ionii de calciu, adenozina difosfatază, histamina și serotonina sunt eliberați din granulele dense. Factorul III (tromboplastină) situat pe suprafața trombocitelor este activat, care declanșează sistemul intern de coagulare. Metaboliții acidului arahidonic sunt formați, de exemplu, tromboxanul A2, un vasoconstrictor puternic, dar de scurtă durată (până la 30 sec).

Agregarea trombocitelorc este reglat de tromboxanul A2, adenozina difosfatază și trombină. Efectul acestuia din urmă asupra fibrinogenului duce la formarea unui polimer de fibrină. Un inhibitor al agregării plachetare (dar nu și a aderenței lor) este prostaglandina I2 produsă de celulele endoteliale, care are un efect vasodilatator puternic și prelungit (până la 2 minute). Dezechilibrul dintre regulatorii funcționării trombocitelor duce la tromboză sau sângerare.

Staz (din latina stasis - oprire) - oprirea fluxului de sânge în vasele microvasculaturii (în primul rând în capilare, mai rar în venule)... Oprirea sângelui este precedată de obicei de încetinirea lui (prestaza). Cauzele stazei sunt infecțiile, intoxicația, șocul, circulația artificială prelungită, expunerea la factori fizici (staza rece în timpul degerăturilor). În patogeneza stazei, importanța principală este schimbarea proprietăților reologice ale sângelui în microvesseluri până la dezvoltarea fenomenului nămolului (din nămolul englezesc), care se caracterizează prin adeziunea celulelor sanguine, în primul rând eritrocite, care provoacă tulburări hemodinamice semnificative. Nămolul eritrocitelor, leucocitelor, trombocitelor este posibil nu numai în microvasculatură, ci și în vase mari. Conduce, în special, la o creștere a ratei de sedimentare a eritrocitelor (ESR). Oprirea fluxului sanguin duce la creșterea permeabilității vasculare a capilarelor (și a venulelor), edemului, plasmoragiei și creșterea ischemiei.

Sensul stazei este determinat de locația și durata acesteia. Astfel, stazia acută în cea mai mare parte duce la modificări reversibile ale țesuturilor, dar în creier contribuie la dezvoltarea edemului sever, uneori fatal cu sindrom de luxație, remarcat, de exemplu, în comă. În cazurile de stază prelungită, apare micronecroză multiplă și hemoragii diapedetice.

Tromboza (din grecescul tromb - pachet, cheag) - coagularea sângelui pe viață în lumenul vaselor de sânge sau al cavităților inimii.Fiind unul dintre cele mai importante mecanisme de protecție a hemostazei, trombii pot închide complet sau parțial lumenul vasului cu dezvoltarea în țesuturi și organe cu tulburări circulatorii semnificative și modificări severe până la necroză.

Alocați factori generali și locali de formare a trombului ... Printre factorii generali, există o încălcare a relației dintre sistemele de hemostază (coagulare și sistemele anticoagulante ale sângelui), precum și modificările calității sângelui (în primul rând vâscozitatea acestuia). Acesta din urmă este observat cu deshidratarea severă a organismului, o creștere a conținutului de fracții proteice dispersate grosier (de exemplu, cu mielom), cu hiperlipidemie (cu diabet zaharat sever). Factorii locali includ o încălcare a integrității peretelui vascular (deteriorarea structurii și disfuncționarea endoteliului), încetinirea și perturbarea (vărsături, mișcare turbulentă) a fluxului de sânge.

Cel mai adesea, cheagurile de sânge se dezvoltă la pacienții postoperatorii care se află în repaus la pat prelungit, cu cronică

insuficiență cardiovasculară nic (stază venoasă cronică generală), ateroscleroză, neoplasme maligne, stări de hipercoagulabilitate congenitală și dobândită la gravide.

Există următoarelestadiile formării trombului:

A g lute n și c și i t r despre m b o c și t despre v. Adeziunea trombocitelor la zona deteriorată a intimei vasului are loc datorită fibronectinei plachetare și colagenilor de tipul III și IV, care fac parte din membrana subsolului expusă. Aceasta determină legarea factorului von Willebrand produs de endoteliocite, care promovează agregarea plachetară și factorul V. Trombocitele distruse eliberează adenozină difosfat și tromboxan

A2, care au efect vasoconstrictor și ajută la încetinirea fluxului sanguin și la creșterea agregării plachetare, la eliberarea serotoninei, a histaminei și a factorului de creștere a plachetelor. Trebuie remarcat faptul că doze mici de acid acetilsalicilic (aspirină) blochează formarea tromboxanului

A2, care stă la baza tratamentului preventiv al formării trombului, utilizat în special la pacienții cu boală cardiacă ischemică. Se produce activarea factorului Hageman (XII) și activator tisular (factorul III, tromboplastină), care declanșează cascada de coagulare. Endoteliul deteriorat activează proconvertina (factorul VII). Protrombina (factorul II) este transformată în trombină (factorul IIa), care declanșează etapa următoare.

C o a g u l c i i f i b r in o g n și. Se constată, de asemenea, degranulare plachetară, eliberarea de adenozină difosfat și tromboxan A2. Fibrinogenul este transformat în fibrină și proces

devine ireversibil, deoarece se formează un pliu de fibrină insolubilă, care captează elementele și componentele formate ale plasmei sanguine odată cu dezvoltarea etapelor ulterioare.

A g lute n și c și I e r și t ro c și t cam în.

PRECIPITATE ȘI PLASMA ALBĂ.

Sistemul de coagulare a sângelui funcționează în strânsă legătură cu sistemul anticoagulant. Fibrinoliza începe după conversia plasminogenului în plasmină, care are o capacitate pronunțată de a converti fibrina dintr-un polimer insolubil într-o formă monomerică solubilă. În plus, factorii de coagulare V, VIII, IX, XI sunt distruși sau inactivi, ceea ce blochează sistemele coagulante, kinină și complementare.

Morfologia trombului.În funcție de structură și aspect, determinate în mare parte de caracteristicile și rata de formare a trombului, sunt izolate trombi albi, roșii, mixți și hialini. Trombul alb, format din trombocite, fibrină și leucocite, se formează încet, cu flux rapid de sânge, de obicei în artere, între trabeculele endocardului, pe valvul valvelor cardiace aflate în endocardită. Celulele roșii din sânge, care includ trombocitele, fibrina și eritrocitele, apar rapid în vasele cu un flux lent de sânge și, prin urmare, apar de obicei în vene. Tubul mixt include trombocite, fibrină, eritrocite, leucocite și se găsește în toate părțile fluxului sanguin, inclusiv în cavitățile inimii, anevrisme. În acest tromb, se remarcă prezența unui cap mic care este strâns legat de peretele vascular (trombul alb în structură), corpul (trombo mixt) și atașat slab la intima (tromb roșu). Acesta din urmă poate să se desprindă și să provoace tromboembolism. Gial și - trombuzele noi sunt de obicei multiple și, spre deosebire de cele anterioare, se formează numai în vasele microvasculaturii în timpul șocului, arsurii, traumatismului sever, sindromului de coagulare diseminat intravascular, deshidratării, intoxicației severe etc. P. Acestea includ proteine \u200b\u200bplasmatice precipitate și celule sanguine aglutinate, care formează o masă omogenă fără structură, cu o reacție histochimică pozitivă slabă la fibrină.

În raport cu lumenul vasului, trombii sunt împărțiți în parietale (cel mai adesea albe sau mixte în structură, de exemplu, pe plăci aterosclerotice) și obturatoare (de obicei roșii). În primul caz, coada unui tromb crește împotriva fluxului de sânge, în timp ce în al doilea, se poate răspândi în orice direcție, deși, de regulă, de-a lungul fluxului sanguin, de exemplu, în tromboflebite. În aval, localizat și progresivcheaguri de sânge.

În funcție de caracteristicile apariției, există și cheaguri de sânge(din greacă - marasme - epuizare, pierdere de forță), de obicei amestecate în compoziție, care rezultă din epuizarea, deshidratarea corpului, de regulă, în venele superficiale ale extremităților inferioare, sinusurile durabilității materiale și, în unele cazuri, la persoanele în vârstă, atunci ele sunt numite senile ; trombi tumoriformat când o neoplasmă malignă crește în lumenul unei vene și crește acolo de-a lungul fluxului sanguin sau când un conglomerat de celule tumorale înfundă lumenul microvesselelor. În policitemia vera, cheagurile de sânge roșu apar în vene, în timp ce în leucemie, microvesselurile conțin adesea leucemie

Compușii din aluminiu sunt cunoscuți de om încă din cele mai vechi timpuri. Unul dintre aceștia au fost lianți, care includ aluminiul de potasiu KAl (SO4) 2. Au găsit o aplicație largă. Au fost folosiți ca mordanți și ca agenți de oprire a sângelui. Impregnarea lemnului cu o soluție de aluminiu de potasiu a făcut ca acesta să fie incombustibil. Un fapt istoric interesant este cunoscut cum Archelaus, un comandant din Roma, în timpul războiului cu perșii, a ordonat să frece turnurile care serveau ca structuri defensive cu alum. Persii nu au reușit niciodată să-i ardă.

Un alt dintre compușii de aluminiu au fost argilele naturale, care includ oxidul de aluminiu Al2O3.

Primele încercări de obținere a aluminiului au fost abia la mijlocul secolului al XIX-lea. O încercare întreprinsă de savantul danez H.K. Oersted a fost încununată de succes. Pentru a obține, a utilizat potasiu amalgat ca reductant de aluminiu din oxid. Dar ce fel de metal a fost obținut atunci nu a fost posibil să aflăm. Ceva mai târziu, doi ani mai târziu, aluminiu a fost obținut de omul de știință chimic german Wöhler, care a obținut aluminiu prin încălzirea clorurii de aluminiu anhidru cu potasiu metalic. Mulți ani de muncă ai savantului german nu au fost în zadar. Timp de 20 de ani, a reușit să prepare metal granular. S-a dovedit a fi similar cu argintul, dar mult mai ușor decât acesta. Aluminiul era un metal foarte scump, iar până la începutul secolului XX, valoarea sa era mai mare decât cea a aurului. Prin urmare, timp de mulți, mulți ani, aluminiu a fost folosit ca expoziție de muzeu. În jurul anului 1807, Davy a încercat să electrolizeze alumina și a obținut un metal care a fost numit Alumium sau aluminiu, care este latin pentru alum.

Producția de aluminiu din argile a fost de interes nu numai pentru oamenii de știință chimici, ci și pentru industriași. A fost foarte dificil să separați aluminiul de alte substanțe, ceea ce a contribuit la faptul că a fost mai scump decât aurul. În 1886, chimistul Ch.M. Hall a propus o metodă care a făcut posibilă obținerea metalului în cantități mari. În timp ce conducea cercetări, el a dizolvat alumina în topita criolitului AlF3 nNaF. Amestecul rezultat a fost introdus într-un vas de granit și a trecut un curent electric direct prin topitură. El a fost foarte surprins când, după un timp, în fundul vasului, a găsit plăci de aluminiu pur. Această metodă este încă principala pentru producția de aluminiu la scară industrială. Metalul rezultat a fost bun pentru toată lumea, cu excepția rezistenței, care a fost necesară industriei. Și această problemă a fost rezolvată. Chimistul german Alfred Wilm a topit aluminiu cu alte metale: cupru, mangan și magneziu. Rezultatul a fost un aliaj mult mai puternic decât aluminiul.

§ 2. Metode de obținere

În industrie, aluminiu este obținut prin electroliza Al2O3 într-un topit de Na3 criolit la o temperatură de 950

2Al2O3 \u003d 4Al (3+) + 6O (2-) \u003d 2Al + 3O2

Principalele reacții ale proceselor:

CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 (15.h)

SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2

HF și H2SiF6 sunt produse gazoase prinse în apă. Pentru a desilicona soluția rezultată, prima dată este introdusă cantitatea de sodă calculată:

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

Na2SiF6 este ușor solubil, iar soluția de acid fluorhidric rămas este neutralizată cu un exces de sodă și hidroxid de aluminiu pentru a obține criolit

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

În același mod, NaF și AlF3 pot fi obținute separat dacă soluția de acid clorhidric desilicat este neutralizată cu cantitatea calculată de Na2CO3 sau Al (OH) 3.

Inapoi inainte

Atenţie! Previzualizarea diapozitivului este utilizată doar în scopuri informaționale și nu poate reprezenta toate posibilitățile de prezentare. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.

Într-o lecție, este foarte dificil să povestim despre un element, structura atomului său, proprietățile substanțelor din care face parte, producția și utilizarea acestor substanțe. Vă sugerăm să dezvoltați o lecție despre aluminiu. Acest material poate fi utilizat în clasa a 11-a la repetarea subiectului "Metale".

Echipamente și reactivi: Diagrama „Distribuția elementelor în scoarța terestră”, „Tabelul periodic al elementelor chimice”, diagrame instrucționale (pentru fiecare student), epruvete, suport pentru eprubeta, lampă cu alcool, chibrituri, suport pentru eprubetă, aluminiu, probe de compuși de aluminiu, colectarea aliajelor pe bază de aluminiu, sulfuric, sare acizi (soluții diluate), apă caldă într-un pahar.

Sarcini:

• Educational: pentru a forma cunoștințe despre elementul chimic aluminiu, proprietățile fizice și caracteristice chimice ale unei substanțe simple de aluminiu, pentru a forma conceptul compoziției și proprietăților oxizilor și hidroxizilor de aluminiu.
• În curs de dezvoltare:continuă formarea de abilități pentru a stabili relația dintre compoziția, structura și proprietățile substanțelor, contribuie la dezvoltarea abilităților de cercetare, dezvoltă o înțelegere a cunoașterii și unității lumii înconjurătoare studiind informații despre aluminiu, compușii săi, fiind în natură, continuă să formeze capacitatea de a lucra în ritm, economisind timpul lecției.
• Educational: să favorizeze un sentiment de mândrie în patria lor ca fiind cea mai bogată țară din resurse naturale, cultura muncii educaționale, precizia, atenția la experiment.

Obiective:

1. Formați-vă o idee a proprietăților fizice și chimice ale aluminiului.
2. Dezvoltarea abilităților elevilor de a prezice proprietățile unei substanțe bazate pe cunoașterea structurii sale.
3. Dezvoltați capacitatea de a analiza, compara, rezuma date.

În timpul cursurilor

I. Moment organizațional

II. Motivația pentru a studia subiectul

Locuiesc în al 13-lea apartament, faimos în lume
Ca un ghid minunat,
plastic, argintiu.
Mai multe despre aliaje
Am câștigat glorie, -
Și în această chestiune sunt un specialist dur.
Aici mă grăbesc ca vântul
Într-o rachetă spațială.
Cobor în prăpastia mării -
Toată lumea mă cunoaște.
În exterior sunt proeminent
Deși o peliculă cu oxid
Acoperit: mi-a dat o armură solidă.
Sunt moale, usor, maleabil,
Strălucesc în pachet
(Bomboane învelite în folie de sclipici):
Pentru barele de ciocolată
Am nevoie de multe
Și înainte eram foarte scump.

Profesor: Deci vom urma cuvintele acestui poem și vom lua în considerare proprietățile acestui minunat metal, aluminiu.

III. Poziția aluminiului în masă D.I. Mendeleev. Structura atomică, a prezentat stări de oxidare.

Elementul de aluminiu este situat în grupul III, principalul subgrup "A", 3 perioade ale sistemului periodic, numărul de serie 13, masa atomică relativă Ar (Al) \u003d 27. Vecinul său din stânga în tabel este magneziu - un metal tipic, iar în dreapta - siliciu, care nu mai este un metal. În consecință, aluminiul trebuie să prezinte proprietăți cu un caracter intermediar, iar compușii săi sunt amfoteri, lucru pe care îl vom demonstra prin reacții chimice în timpul lucrărilor de laborator.

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

Stare la sol 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
Stare emoționată 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

Aluminiul prezintă în compuși starea de oxidare +3: Al 0 - 3 e - -\u003e Al +3 (agent de reducere)

IV. Fiind în natură

În ceea ce privește prevalența în natură, aluminiul se situează pe primul loc printre metale și al treilea printre elemente, în al doilea rând doar prin oxigen și siliciu. Procentul de aluminiu din scoarța terestră, potrivit diferiților cercetători, variază între 7,45 și 8,14% din masa scoarței terestre.

În natură, aluminiul se găsește doar în compuși (minerale): o colecție de compuși din aluminiu.

Unii dintre ei:

1. Bauxită, Al2O3 · H2O (cu amestecuri de SiO2, Fe2O3, CaCO3)
2. Nepheline, KNa 3 4
3. Alunite, KAl (SO 4) 2 2Al (OH) 3
4. Alumina (amestec de caolin cu nisip SiO 2, calcar CaCO 3, magnezit MgCO 3)
5. Corundum, Al2O3
6. Feldspat (ortoclază), K2O · Al2O3 · 6SiO2
7. Kaolinite, Al2O3 2SiO 2 2H 2 O
8. Alunite, (Na, K) 2SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al (OH) 3
9. Beril, 3BeO Al2O3 6SiO2

Fapte interesante din istoria descoperirii aluminiului, care au fost găsite și pregătite de studenți.

Primul elev:În 1855, la Târgul Mondial de la Paris, a fost prezentat „argintul argilos”, ceea ce a făcut o senzație deosebită. Acestea erau plăci și lingouri de aluminiu obținute de savantul francez Saint-Clair Deville. Spre creditul lui Deville, el a acționat ca un om de știință adevărat: din aluminiu de producție proprie, a realizat o medalie cu un portret al lui Friedrich Wöhler și data „1827” și a trimis-o ca un cadou unui om de știință german care a putut să izoleze boabele acestui metal. Pentru prima dată, în 1825, fizicianul danez G. Oersted a obținut mai multe kilograme de aluminiu metalic prin acțiunea amalgamului de potasiu asupra clorurii de aluminiu, dar atunci nu a fost posibil să se stabilească exact ce produs a fost obținut.

Al doilea elev: Pentru prima dată, aluminiu autohton a fost găsit într-un eșantion de sol lunar preluat de pe suprafața lunară de stația automată Luna-20. În studiul fracției lunare, au fost identificate trei particule minuscule de aluminiu. Acestea sunt boabe plate, ușor alungite, cu o suprafață mată și gri-argintiu într-o fractură proaspătă. Aluminiul este o lună. În condiții terestre, nu a fost găsit aluminiu natural natural într-o astfel de formă în miniatură.

V. Proprietățile fizice ale aluminiului

Profesor: Să trecem la studierea substanței simple a aluminiului.

Lucrări de laborator "Proprietățile fizice ale aluminiului".

Card instrucțional:

1. Luați în considerare o placă de aluminiu.
2. Determinați starea agregată a substanței de aluminiu.
3. Ce culoare este placa?
4. Determinați dacă o placă dată are luciu.
5. Înmuiați placa cu lungimea sa într-un pahar cu apă caldă timp de 10-15 secunde. Scoateți placa din apă, ștergeți-o cu un țesut și determinați dacă aluminiul este conductiv termic.
6. Ridicați folie de aluminiu. Determinați dacă aluminiul este ductil. Este metal ușor?
7. Puneți o placă de aluminiu într-un pahar cu apă rece, întoarceți-o de mai multe ori. Se observă dizolvarea aluminiului?
8. Notează-ți scurt observațiile conform planului:
   • starea de agregare;
   • culoare;
   • strălucire;
   • conductivitate termică;
   • plastic;
   • solubilitate in apa.

Câteva informații suplimentare despre proprietățile aluminiului sunt scrise pe tablă:

• ușor, p \u003d 2,7 g / cm3;
• punct de topire scăzut, t pl \u003d 660 ° С
• conductiv electric (doar două metale - argint și cupru - au rate mai mari)

Deși aluminiul este un metal activ, nu se dizolvă în apă, deoarece suprafața sa este acoperită cu o peliculă densă de oxid neperos.

Vi. Proprietățile chimice ale aluminiului

Profesor: Ca orice metal din reacțiile chimice, aluminiu prezintă proprietăți reducătoare.

Reacții cu substanțe simple:

2Al + 3S \u003d Al 2 S 3 (sulfură de aluminiu)

2Al + N 2 \u003d 2AlN (nitrura de aluminiu)

Al + P \u003d AlP (fosfură de aluminiu)

4Al + 3C \u003d Al 4 C 3 (carbură de aluminiu)

2Al + 3I 2 \u003d 2AlI 3 (iodură de aluminiu)

Sub formă de bărbierit sau pulbere, arde puternic în aer, degajând o cantitate mare de căldură:

4Al + 3O 2 \u003d 2Al2O3 + 1676 kJ

Reacții cu substanțe complexe:

Interacțiunea cu apa:

2Al + 6H2O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H2

fără peliculă de oxid

Interacțiunea cu oxizii metalici:

Aluminiul este un bun agent de reducere, deoarece este unul dintre metalele active. Stă în linia de activitate imediat după metale alcaline. Prin urmare, recuperează metalele din oxizii lor. O astfel de reacție - alumotermie - este utilizată pentru a obține metale rare pure, cum ar fi tungstenul, vanadiul și altele.

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

Lucrările de laborator ale studenților se efectuează în decurs de 10-15 minute conform fișelor de instrucțiune.

Card instrucțional:

1. Luați două epruvete. Puneți o bucată de aluminiu în fiecare. Turnați 1-2 ml de soluție de acid clorhidric într-unul dintre ei și aceeași cantitate de soluție de acid sulfuric diluat în cealaltă. Încălziți ușor tuburile. La ce te uiti? Scrieți ecuația reacțiilor corespunzătoare.
2. Puneți o bucată de aluminiu într-o eprubetă și adăugați o soluție alcalină. Încălziți conținutul tubului. Ce se întâmplă? Scrieți ecuația de reacție.

Lucrul cu cartea: secțiunea " Proprietăți chimice aluminiu ". Cardurile instructive sunt distribuite la sfârșitul lecției.

Concluzie: aluminiu și, prin urmare, compușii săi, prezintă proprietăți amfoter.

VII. Producția de aluminiu

1) Metoda modernă de producere a aluminiului rentabilă a fost inventată de American Hall și francezul Eroux în 1886. Constă în electroliza unei soluții de oxid de aluminiu din criolitul topit. Criolitul topit Na 3 AlF 6 dizolvă Al 2 O 3 ca apa dizolvă zahărul.

Electroliza „soluției” oxidului de aluminiu din criolitul topit apare ca și când criolitul ar fi doar un solvent, iar oxidul de aluminiu ar fi un electrolit.

curent electric
2Al2O3 -\u003e 4Al + 3O2

În prezent, din punct de vedere al volumului de producție, aluminiul ocupă în mod ferm al doilea loc printre metale după fier și aliajele sale. Turnarea 1 tonă de aluminiu necesită 13-17 mii kWh de energie electrică, prin urmare, topitoarele de aluminiu sunt amplasate în apropierea unor centrale hidroelectrice mari.

În Enciclopedia engleză pentru băieți și fete, un articol despre aluminiu începe cu următoarele cuvinte: „La 23 februarie 1886, a început o nouă epocă a metalului în istoria civilizației - epoca aluminiului. În această zi, Charles Hall, un chimist în vârstă de 22 de ani, a venit la primul său laborator al profesorului, cu o duzină de bile mici de aluminiu alb argintiu în mână și cu vestea că a găsit o modalitate de a face acest metal ieftin și în cantități mari. Astfel, Hall a devenit fondatorul industriei de aluminiu americane și a eroului național anglo-saxon ca un om care a făcut o afacere grozavă din știință.

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

VII. Aplicarea aluminiului

Profesorul oferă o prezentare despre aliajele de aluminiu. Studenții examinează o colecție de aliaje pe bază de aluminiu.

Aplicare în tehnologie: un mare consumator de aluminiu este industria aviației - două treimi din avion constă din aluminiu și aliajele sale. Un avion fabricat din oțel ar fi prea greu și ar putea transporta mult mai puțini pasageri, motiv pentru care aluminiul este denumit metal "înaripat". Cablurile și firele sunt fabricate din aluminiu: cu aceeași conductibilitate electrică, masa lor este jumătate din cea a produselor din cupru corespunzătoare.

Ținând cont de rezistența la coroziune a aluminiului, este utilizat pentru fabricarea de piese pentru aparate și recipiente pentru acid azotic. Pulberea de aluminiu este baza pentru fabricarea vopselei de argint pentru a proteja produsele din fier de coroziune, precum și pentru a reflecta razele de căldură: rezervoarele de depozitare a uleiului și costumele pompierilor sunt acoperite cu această vopsea.

Aluminiul este utilizat pe scară largă în domenii precum energia nucleară, electronica cu semiconductor și radarul. Este utilizat pentru a proteja suprafețele metalice de coroziunea chimică și atmosferică. Suprafețele reflectorizante ale reflectoarelor și oglinzilor de încălzire și de iluminare își aduc adesea existența din aluminiu - reflectivitatea ridicată.

Aluminiul este utilizat și în industria metalurgică ca agent reducător în producerea unor metale prin metode alumotermice, pentru sudarea pieselor din oțel sau pentru dezoxidarea oțelului. Aluminiul și aliajele sale sunt, de asemenea, utilizate în construcții industriale și civile, la fabricarea de cadre, clădiri, rame de ferestre, scări și alte structuri.

Oxidul de aluminiu este utilizat pentru a produce aluminiu și, de asemenea, ca material refractar.

Hidroxidul de aluminiu este componenta principală a tuturor medicamentelor cunoscute (maalox, almagel), care scad aciditatea sucului gastric.

Profesor: Deci, astăzi am întâlnit minunatul metal:

Sunt lut obisnuit,
Dar sunt extrem de modern.
Nu mă tem de electrocutare
Zboară neînfricat în aer
Servesc în bucătărie la nesfârșit -
Pot să mă ocup de toate sarcinile.
Sunt mândru de numele meu:
Numele meu este ... (aluminiu).

Aluminiu în forma sa pură a fost identificat pentru prima dată de Friedrich Wöhler. Un chimist german a încălzit clorura anhidră a elementului cu potasiu metalic. S-a întâmplat în a doua jumătate a secolului XIX. Până în secolul XX kg de aluminiucostă mai mult.

Metalul nou a fost permis doar de bogați și de stat. Motivul costului ridicat este dificultatea de a separa aluminiul de alte substanțe. Metoda de extragere a elementului la scară industrială a fost propusă de Charles Hall.

În 1886, a dizolvat oxidul în topitura criolitului. Germanul a pus amestecul într-un vas de granit și a conectat un curent electric la acesta. Placile din metal pur s-au așezat pe fundul recipientului.

Proprietățile chimice și fizice ale aluminiului

Ce fel de aluminiu?Alb argintiu, lucios. Prin urmare, Friedrich Wöhler a comparat granulele metalice cu care a obținut. Dar, a existat o avertizare - aluminiu este mult mai ușor.

Plasticitatea este aproape de prețioase și. Aluminiu - substanță, ușor de întins în fire și foi subțiri. Este suficient să vă amintiți folia. Se realizează pe baza celui de-al 13-lea element.

Aluminiul este ușor datorită densității mici. Este de trei ori mai mică decât cea a fierului. În același timp, cel de-al 13-lea element nu este aproape deloc inferior.

Această combinație a făcut ca metalul argintiu să fie indispensabil în industrii precum piese auto. Este și despre artizanat, deoarece sudura din aluminiuposibil chiar și acasă.

Formula de aluminiuvă permite să reflectați activ lumina, dar și razele de căldură. Conductibilitatea electrică a elementului este, de asemenea, ridicată. Principalul lucru este să nu îl încălziți inutil. La 660 de grade se va topi. Ridicați temperatura ceva mai ridicat - se va arde.

Metalul va dispărea, numai oxid de aluminiu... Se formează, de asemenea, în condiții standard, dar numai sub formă de film de suprafață. Protejează metalul. Prin urmare, rezistă bine la coroziune, deoarece oxigenul este blocat.

Folia de oxid protejează de asemenea metalul de apă. Dacă eliminați placa de pe suprafața aluminiului, va începe o reacție cu H 2 O. Eliberarea gazelor de hidrogen va avea loc chiar și la temperatura camerei. Astfel încât, barca din aluminiunu se transformă în fum numai datorită peliculei de oxid și vopselei de protecție aplicate pe coca navei.

Cel mai activ interacțiunea cu aluminiucu nemetale. Reacțiile cu brom și clor au loc chiar și în condiții normale. Ca rezultat, săruri de aluminiu... Sărurile de hidrogen se obțin prin combinarea celui de-al 13-lea element cu soluții acide. Reacția va avea loc și cu alcaline, dar numai după îndepărtarea filmului cu oxid. Hidrogenul pur va fi eliberat.

Aplicarea aluminiului

Metalul este pulverizat pe oglinzi. Ratele ridicate de reflectare a luminii vin la îndemână. Procesul are loc în condiții de vid. Nu fac doar oglinzi standard, ci obiecte cu suprafețe oglindite. Acestea devin: plăci ceramice, electrocasnice, lămpi.

Duet cupru aluminiu- baza duralumină. Se numește pur și simplu duralumină. Adăugați ca. Compoziția este de 7 ori mai puternică decât aluminiul pur, prin urmare, este potrivită pentru domeniul ingineriei mecanice și construcției aeronavelor.

Cuprul conferă puterea celui de-al 13-lea element, dar nu și greutatea. Dural rămâne de 3 ori mai ușor decât fierul. Mic masa de aluminiu- garantarea ușurinței mașinilor, avioanelor, navelor. Acest lucru simplifică transportul, operarea și reduce prețul produselor.

Cumpără aluminiuproducătorii de mașini se străduiesc, de asemenea, deoarece compozițiile de protecție și decorative se aplică ușor pe aliajele sale. Vopseaua aderă mai rapid și mai neted decât oțelul sau plasticul.

În același timp, aliajele sunt maleabile, pur și simplu prelucrate. Acest lucru este valoros, având în vedere masa de coturi și tranziții structurale pe modele moderne autoturisme.

Cel de-al 13-lea element nu este doar ușor de vopsit, dar în sine poate acționa ca un colorant. În industria textilă, sulfat de aluminiu... De asemenea, este util în industria tipografiei, unde sunt necesari pigmenți insolubili.

Interesant că soluţie sulfat aluminiu utilizat și pentru purificarea apei. În prezența unui „agent” impurități dăunătoare precipită, sunt neutralizate.

Neutralizează cel de-al 13-lea element și acizi. Face față mai ales acestui rol hidroxid de aluminiu... Este apreciat în farmacologie, medicamente, adăugându-se la medicamente pentru arsuri la stomac.

Hidroxidul este, de asemenea, prescris pentru ulcere, procese inflamatorii ale tractului intestinal. Deci, există și un medicament în farmacie aluminiu. Acidîn stomac - un motiv pentru a afla mai multe despre astfel de medicamente.

În URSS, bronzul a fost de asemenea realizat cu un plus de 11% de aluminiu. Demnitatea semnelor este de 1, 2 și 5 copeici. Producția a început în 1926 și a terminat în 1957. Dar producția de cutii de aluminiu pentru conserve nu s-a oprit.

Aburul, sauryul și alte mic dejun de turiști sunt încă ambalate în containere pe baza celui de-al 13-lea element. Astfel de conserve nu reacționează cu mâncarea, în timp ce sunt ușoare și ieftine.

Pulberea de aluminiu este o parte a multor amestecuri explozive, inclusiv pirotehnica. În industrie, mecanismele subversive sunt utilizate pe bază de trinitrotoluen și al 13-lea element zdrobit. Un exploziv puternic este, de asemenea, obținut atunci când nitratul de amoniu este adăugat la aluminiu.

Industria petrolului are nevoie clorură de aluminiu... Acesta joacă rolul de catalizator în descompunerea materiei organice în fracții. Petrolul are proprietatea de a elibera hidrocarburi gazoase, ușoare de tip benzină, interacționând cu clorura din cel de-al 13-lea metal. Reactivul trebuie să fie anhidru. După adăugarea clorurii, amestecul este încălzit la 280 de grade Celsius.

În construcție, mă amestec adesea sodiuși aluminiu... Se dovedește un aditiv la beton. Aluminatul de sodiu își accelerează întărirea prin accelerarea hidratării.

Viteza de microcristalizare crește, ceea ce înseamnă că rezistența și duritatea betonului cresc. În plus, aluminatul de sodiu protejează armătura plasată în soluție de coroziune.

Minerit din aluminiu

Metalul închide cele trei mai comune pe pământ. Acest lucru explică disponibilitatea și utilizarea pe scară largă a acestuia. Cu toate acestea, în forma sa pură, natura nu dă un element unei persoane. Aluminiul trebuie separat de diverși compuși. Cea mai mare parte a celui de-al 13-lea element este în bauxită. Acestea sunt roci asemănătoare argiloase, concentrate mai ales în zona tropicală.

Bauxitele sunt zdrobite, apoi uscate, zdrobite din nou și măcinate în prezența unui volum mic de apă. Rezultatul este o masă groasă. Se încălzește cu abur. În acest caz, cea mai mare parte din care bauxita nu este, de asemenea, săracă, se evaporă. Oxidul celui de-al 13-lea metal rămâne.

Este plasat în băi industriale. Acestea conțin deja criolit topit. Temperatura este menținută la aproximativ 950 de grade Celsius. De asemenea, este necesar un curent electric de cel puțin 400 kA. Adică se folosește electroliza, așa cum a fost acum 200 de ani, când elementul a fost izolat de Charles Hall.

Trecând printr-o soluție fierbinte, curentul rupe legăturile dintre metal și oxigen. Drept urmare, partea de jos a băilor rămâne curată. aluminiu. reacţiipeste. Procesul se finalizează prin turnarea din nămol și trimiterea acestora către consumator sau prin utilizarea acestora pentru a forma diverse aliaje.

Producția principală de aluminiu este localizată în același loc cu depozitele de bauxită. Liderul este Guineea. Aproape 8.000.000 de tone din al 13-lea element sunt ascunse în adâncurile sale. Australia este pe locul doi cu 6.000.000. În Brazilia, aluminiul este deja de 2 ori mai puțin. Rezervele globale totale sunt estimate la 29.000.000 de tone.

Prețul aluminiului

Pentru o tonă de aluminiu cer aproape 1.500 de dolari americani. Acestea sunt datele schimburilor de metale neferoase din 20 ianuarie 2016. Costul este stabilit în principal de către industriași. Mai exact, prețul aluminiului este influențat de cererea lor de materii prime. Afectează solicitările furnizorilor și costul energiei electrice, deoarece producția celui de-al 13-lea element consumă energie.

Alte prețuri sunt stabilite pentru aluminiu. El se va topi. Costul este anunțat pe kilogram, iar natura materialului predat contează.

Deci, pentru metalul electric acestea dau aproximativ 70 de ruble. Pentru aluminiu de calitate alimentară, puteți obține mai puțin cu 5-10 ruble. La fel se plătește și pentru motorul metalic. Dacă o varietate este închiriată, prețul său este de 50-55 de ruble pe kilogram.

Cel mai ieftin tip de resturi este bărbieritul din aluminiu. Doar 15-20 de ruble pot fi obținute pentru aceasta. Se va da un pic mai mult pentru cel de-al 13-lea element. Aceasta se referă la recipiente pentru băuturi, conserve.

De asemenea, caloriferele din aluminiu nu sunt foarte apreciate. Prețul pe kilogram de resturi este de aproximativ 30 de ruble. Acestea sunt medii. În diferite regiuni, în diferite puncte, aluminiul este acceptat la un preț mai mare sau mai mic. Adesea, costul materialelor depinde de volumul livrat.