กรดอะไรละลายอะลูมิเนียม การละลายของเปลือกอลูมิเนียม โลหะเข้าสู่แหล่งน้ำธรรมชาติจาก

อลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบที่มีหมายเลขซีเรียล 13 มวลอะตอมสัมพัทธ์ - 26.98154 ตั้งอยู่ในช่วงที่ 3 กลุ่มที่ 3 กลุ่มย่อยหลัก การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 3d 0 สถานะออกซิเดชันที่เสถียรของอะลูมิเนียมคือ “+3” แคตไอออนที่ได้จะมีเปลือกก๊าซมีตระกูลซึ่งมีส่วนทำให้เกิดความเสถียร แต่อัตราส่วนของประจุต่อรัศมีซึ่งก็คือความเข้มข้นของประจุนั้นค่อนข้างสูงซึ่งจะทำให้พลังงานของแคตไอออนเพิ่มขึ้น คุณลักษณะนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าอะลูมิเนียมพร้อมกับสารประกอบไอออนิก ก่อให้เกิดสารประกอบโควาเลนต์จำนวนหนึ่ง และแคตไอออนของอะลูมิเนียมจะผ่านการไฮโดรไลซิสอย่างมีนัยสำคัญในสารละลาย

อะลูมิเนียมสามารถแสดงวาเลนซี I ได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,500 o C เท่านั้น โดยทราบ Al 2 O และ AlCl

ในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพ อลูมิเนียมเป็นโลหะทั่วไปที่มีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าสูง รองจากเงินและทองแดงเท่านั้น ศักยภาพไอออไนเซชันของอลูมิเนียมไม่สูงมาก ดังนั้นจึงคาดว่ากิจกรรมทางเคมีจะสูงจากอะลูมิเนียม แต่จะลดลงอย่างมากเนื่องจากโลหะถูกปล่อยทิ้งไว้ในอากาศเนื่องจากการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์ที่แข็งแกร่งบนพื้นผิว หากโลหะถูกกระตุ้น: a) เอาฟิล์มออกโดยกลไก b) ผสมกัน (ทำปฏิกิริยากับปรอท) c) ใช้ผงจากนั้นโลหะดังกล่าวจะมีปฏิกิริยามากจนทำปฏิกิริยากับความชื้นและออกซิเจนในอากาศโดยยุบตัวตาม กระบวนการ:

4(อัล,Hg) +3O 2 + 6H 2 O = 4Al(OH) 3 + (Hg)

ปฏิกิริยากับสารธรรมดา

1. ผงอลูมิเนียมจะทำปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อนแรง ด้วยออกซิเจนสภาวะเหล่านี้มีความจำเป็นเนื่องจากการทู่ และปฏิกิริยาการก่อตัวของอะลูมิเนียมออกไซด์นั้นมีคายความร้อนสูง โดยจะปล่อยความร้อนออกมา 1,676 กิโลจูล/โมล

2. ด้วยคลอรีนและโบรมีนทำปฏิกิริยาภายใต้สภาวะมาตรฐานและสามารถจุดติดไฟได้ในสภาพแวดล้อม เพียงแต่ไม่ตอบสนอง ด้วยฟลูออรีนเพราะ อะลูมิเนียมฟลูออไรด์ เช่น ออกไซด์ จะสร้างฟิล์มเกลือป้องกันบนพื้นผิวโลหะ ด้วยไอโอดีนทำปฏิกิริยาเมื่อได้รับความร้อนและเมื่อมีน้ำเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

3. ด้วยกำมะถันทำปฏิกิริยากับฟิวชันโดยให้อลูมิเนียมซัลไฟด์ขององค์ประกอบ Al 2 S 3

4. มันยังทำปฏิกิริยากับฟอสฟอรัสเมื่อถูกความร้อนจนเกิดฟอสไฟด์: AlP

5. โดยตรง ด้วยไฮโดรเจนอลูมิเนียมไม่ทำปฏิกิริยา

6. ด้วยไนโตรเจนทำปฏิกิริยาที่ 800 o C ได้อะลูมิเนียมไนไตรด์ (AlN) ควรจะกล่าวว่าการเผาไหม้ของอลูมิเนียมในอากาศเกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณเดียวกันดังนั้นผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ (โดยคำนึงถึงองค์ประกอบของอากาศ) จึงมีทั้งออกไซด์และไนไตรด์

7. ด้วยคาร์บอนอลูมิเนียมทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิที่สูงขึ้น: 2,000 o C อลูมิเนียมคาร์ไบด์ขององค์ประกอบ Al 4 C 3 เป็นของมีทาไนด์ แต่ไม่มีพันธะ C-C และในระหว่างการไฮโดรไลซิส มีเทนจะถูกปล่อยออกมา: Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al (โอ้) 3 + 3CH 4

ปฏิกิริยากับสารที่ซับซ้อน

1. ด้วยน้ำอลูมิเนียมที่เปิดใช้งาน (ไม่มีฟิล์มป้องกัน) ทำปฏิกิริยาอย่างแข็งขันกับการปล่อยไฮโดรเจน: 2Al (การกระทำ) + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ได้ในรูปของผงหลวมสีขาว การขาดหายไป ของฟิล์มไม่รบกวนความสมบูรณ์ของปฏิกิริยา

2. ปฏิกิริยากับกรด:ก) อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์อย่างแข็งขันตามสมการ: 2Al + 6H 3 O + + 6H 2 O = 2 3+ + 3H 2

b) ปฏิกิริยากับกรดออกซิไดซ์เกิดขึ้นกับคุณสมบัติดังต่อไปนี้ กรดไนตริกและซัลฟิวริกเข้มข้นเช่นเดียวกับกรดไนตริกที่เจือจางมากอลูมิเนียมที่ผ่านกระบวนการ (ออกซิเดชันอย่างรวดเร็วของพื้นผิวทำให้เกิดฟิล์มออกไซด์) ในความเย็น เมื่อถูกความร้อนฟิล์มจะหยุดชะงักและเกิดปฏิกิริยา แต่เฉพาะผลิตภัณฑ์ที่ลดลงน้อยที่สุดเท่านั้นที่จะถูกปล่อยออกมาจากกรดเข้มข้นเมื่อถูกความร้อน: 2Al + 6H 2 SO 4 (conc) = Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 6H 2 O Al + 6HNO 3 ( conc) = Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O ด้วยกรดไนตริกเจือจางปานกลางขึ้นอยู่กับสภาวะของปฏิกิริยาคุณจะได้รับ NO, N 2 O, N 2, NH 4 + .

3- ปฏิสัมพันธ์กับด่างอลูมิเนียมเป็นธาตุแอมโฟเทอริก (ในแง่ของคุณสมบัติทางเคมี) เพราะ มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ค่อนข้างสูงสำหรับโลหะ - 1.61 ดังนั้นจึงละลายได้ง่ายในสารละลายอัลคาไลด้วยการก่อตัวของไฮดรอกโซเชิงซ้อนและไฮโดรเจน องค์ประกอบของไฮดรอกโซคอมเพล็กซ์ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของรีเอเจนต์: 2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2 2Al + 6NaOH + 6H 2 O = 2Na 3 + 3H 2 อัตราส่วนของอลูมิเนียมและไฮโดรเจนถูกกำหนดโดยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ความสมดุลของปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นระหว่างพวกมันกับอัตราส่วนของรีเอเจนต์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับ

4. ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนต่ำและความสัมพันธ์ระหว่างออกซิเจนสูง (ความเสถียรของออกไซด์สูง) ส่งผลให้อลูมิเนียมมีปฏิกิริยากับ ออกไซด์ของโลหะหลายชนิดคืนค่าพวกเขา ปฏิกิริยาเกิดขึ้นในระหว่างการให้ความร้อนเริ่มแรกโดยปล่อยความร้อนเพิ่มเติมเพื่อให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 1200 o - 3000 o C ส่วนผสมของผงอลูมิเนียม 75% และ 25% (โดยน้ำหนัก) Fe 3 O 4 เรียกว่า "เทอร์ไมต์" ก่อนหน้านี้ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของส่วนผสมนี้เคยถูกนำมาใช้ในการเชื่อมราง การลดโลหะจากออกไซด์โดยใช้อะลูมิเนียมเรียกว่าอะลูมิเนียมอุณหภูมิ และใช้ในอุตสาหกรรมเป็นกรรมวิธีในการผลิตโลหะ เช่น แมงกานีส โครเมียม วาเนเดียม ทังสเตน และโลหะผสมเฟอร์โรอัลลอย

5. ด้วยสารละลายเกลืออลูมิเนียมทำปฏิกิริยาได้สองวิธี 1. หากเป็นผลมาจากการไฮโดรไลซิสสารละลายเกลือมีสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือด่างไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมา (ด้วยสารละลายที่เป็นกรดปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเมื่อมีการให้ความร้อนที่สำคัญเท่านั้นเนื่องจากฟิล์มป้องกันออกไซด์ละลายได้ดีกว่าในด่างมากกว่าในกรด) 2Al + 6KHSO 4 + (H 2 O) = อัล 2 (SO 4) 3 + 3K 2 SO 4 + 3H 2 2Al + 2K 2 CO 3 + 8H 2 O = 2K + 2KHCO 3 + 3H 2 2. อะลูมิเนียมสามารถแทนที่โลหะที่มีส่วนประกอบของเกลือซึ่งอยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าทางด้านขวาได้ เช่น จริงๆ แล้วจะถูกออกซิไดซ์โดยแคตไอออนของโลหะเหล่านี้ เนื่องจากฟิล์มออกไซด์ ปฏิกิริยานี้จึงไม่เกิดขึ้นเสมอไป ตัวอย่างเช่น แอนไอออนของคลอไรด์สามารถทำลายฟิล์มได้ และเกิดปฏิกิริยา 2Al + 3FeCl 2 = 2AlCl 3 + 3Fe แต่ปฏิกิริยาที่คล้ายกันกับซัลเฟตที่อุณหภูมิห้องจะไม่ทำงาน ด้วยอะลูมิเนียมที่เปิดใช้งานแล้ว ปฏิกิริยาใดๆ ที่ไม่ขัดแย้งกับกฎทั่วไปจะได้ผล

การเชื่อมต่ออลูมิเนียม

1. ออกไซด์ (อัล 2 โอ 3)เป็นที่รู้จักในรูปแบบของการดัดแปลงหลายอย่างซึ่งส่วนใหญ่มีความทนทานมากและเฉื่อยทางเคมี การดัดแปลงα-Al 2 O 3 เกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของแร่คอรันดัม ในผลึกขัดแตะของสารประกอบนี้ บางครั้งแคตไอออนของอะลูมิเนียมจะถูกแทนที่ด้วยแคตไอออนของโลหะอื่นบางส่วน ซึ่งทำให้แร่มีสี ส่วนผสมของ Cr(III) ให้สีแดง คอรันดัมดังกล่าวเป็นพลอยทับทิมอยู่แล้ว ส่วนผสมของ Ti(III) และ Fe(III) จะทำให้เกิดแซฟไฟร์สีน้ำเงิน การดัดแปลงแบบอสัณฐานนั้นมีฤทธิ์ทางเคมี อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นแอมโฟเทอริกออกไซด์ทั่วไปที่ทำปฏิกิริยากับทั้งกรดและออกไซด์ที่เป็นกรด และกับด่างและออกไซด์พื้นฐาน โดยที่อัลคาไลจะดีกว่า ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาในสารละลายและในเฟสของแข็งระหว่างฟิวชั่นจะแตกต่างกัน: Na 2 O + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2 (ฟิวชั่น) - โซเดียมเมตาลูมิเนต, 6NaOH + Al 2 O 3 = 2Na 3 AlO 3 + 3H 2 O (ฟิวชั่น ) - โซเดียมออร์โธอลูมิเนต, Al 2 O 3 + 3CrO 3 = Al 2 (CrO 4) 3 (ฟิวชั่น) - อลูมิเนียมโครเมต นอกจากออกไซด์และด่างที่เป็นของแข็งแล้วอลูมิเนียมในระหว่างการฟิวชั่นยังทำปฏิกิริยากับเกลือที่เกิดจากออกไซด์ของกรดระเหยโดยแทนที่พวกมันจากองค์ประกอบเกลือ: K 2 CO 3 + Al 2 O 3 = 2KAlO 2 + CO 2 ปฏิกิริยาในสารละลาย: Al 2 O 3 + 6HCl = 2 3+ + 6Cl 1- + 3H 2 O อัล 2 O 3 +2 NaOH + 3H 2 O =2 Na – โซเดียมเตตระไฮดรอกซีอะลูมิเนต จริงๆ แล้ว tetrahydroxoaluminate anion ก็คือ 1-tetrahydroxodiaquaanion เพราะว่า การประสานงานหมายเลข 6 จะดีกว่าสำหรับอลูมิเนียม เมื่อมีอัลคาไลมากเกินไปจะเกิดเฮกซะไฮดรอกโซอะลูมิเนต: Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O = 2Na 3 นอกจากกรดและด่างแล้วยังสามารถคาดหวังปฏิกิริยากับเกลือที่เป็นกรดได้: 6KHSO 4 + Al 2 O 3 = 3K 2 SO 4 + Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

3. อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์- มีอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่รู้จักอยู่ 2 ชนิด ได้แก่ เมตาไฮดรอกไซด์ -Al2O(OH) และออร์โธไฮดรอกไซด์ - Al(OH) 3 ทั้งสองชนิดไม่ละลายในน้ำ แต่ก็เป็นแอมโฟเทอริกด้วยดังนั้นจึงละลายในสารละลายกรดและด่างรวมถึงเกลือที่มีสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือด่างอันเป็นผลมาจากไฮโดรไลซิส เมื่อหลอมละลาย ไฮดรอกไซด์จะทำปฏิกิริยาคล้ายกับออกไซด์ เช่นเดียวกับเบสที่ไม่ละลายอื่นๆ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จะสลายตัวเมื่อถูกความร้อน: 2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O การละลายในสารละลายด่าง อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จะไม่ละลายในแอมโมเนียที่เป็นน้ำ ดังนั้นจึงสามารถตกตะกอนด้วยแอมโมเนียจากสิ่งที่ละลายได้ เกลือ: Al(NO 3) 3 + 3NH 3 + 2H 2 O = AlO(OH)↓ + 3NH 4 NO 3 ปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดเมตาไฮดรอกไซด์ เป็นการยากที่จะตกตะกอนไฮดรอกไซด์ด้วยการกระทำของด่างเพราะว่า ผลการตกตะกอนจะละลายได้ง่ายและปฏิกิริยาทั้งหมดจะอยู่ในรูปแบบ: AlCl 3 + 4 NaOH = Na + 3NaCl

4. เกลืออลูมิเนียมเกลืออลูมิเนียมเกือบทั้งหมดละลายในน้ำได้สูง AlPO 4 ฟอสเฟตและ AlF 3 ฟลูออไรด์ไม่ละลายน้ำ เพราะ อะลูมิเนียมไอออนบวกมีความเข้มข้นของประจุสูง ส่วนคอมเพล็กซ์ในน้ำจะได้คุณสมบัติของกรดประจุบวก: 3+ + H 2 O = H 3 O + + 2+ เช่น เกลืออลูมิเนียมผ่านการไฮโดรไลซิสไอออนบวกอย่างแรง ในกรณีของเกลือที่เป็นกรดอ่อน เนื่องจากการไฮโดรไลซิสร่วมกันที่ไอออนบวกและไอออน ทำให้ไฮโดรไลซิสไม่สามารถย้อนกลับได้ ในสารละลาย อลูมิเนียมคาร์บอเนต ซัลไฟต์ ซัลไฟด์ และซิลิเกตจะถูกสลายตัวอย่างสมบูรณ์ด้วยน้ำหรือไม่สามารถรับได้จากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน: Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S 2Al(NO 3) 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6KNO 3 สำหรับเกลือบางชนิด การไฮโดรไลซิสจะไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้เมื่อถูกความร้อน เมื่อถูกความร้อน อลูมิเนียมอะซิเตตเปียกจะสลายตัวตามสมการ: 2Al(OOCCH 3) 3 + 3H 2 O = Al 2 O 3 + 6CH 3 COOH ในกรณีของอะลูมิเนียมเฮไลด์ การสลายตัวของเกลือจะอำนวยความสะดวกโดยการลดลงของ ความสามารถในการละลายของก๊าซไฮโดรเจนเฮไลด์เมื่อถูกความร้อน: AlCl 3 + 3H 2 O = Al(OH) 3 ↓ + 3HCl ในบรรดาอะลูมิเนียมเฮไลด์ มีเพียงฟลูออไรด์เท่านั้นที่เป็นสารประกอบไอออนิก เฮไลด์ที่เหลือคือสารประกอบโควาเลนต์ จุดหลอมเหลวของพวกมันต่ำกว่าฟลูออไรด์อย่างมีนัยสำคัญ อลูมิเนียมคลอไรด์สามารถระเหิดได้ ที่อุณหภูมิสูงมาก ไอระเหยจะมีโมเลกุลเดี่ยวของอลูมิเนียมเฮไลด์ ซึ่งมีโครงสร้างเป็นรูปสามเหลี่ยมแบนเนื่องจากการไฮบริด sp 2 ของวงโคจรอะตอมของอะตอมกลาง สถานะพื้นของสารประกอบเหล่านี้ในไอระเหยและในตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิดคือไดเมอร์ เช่น Al 2 Cl 6 . อลูมิเนียมเฮไลด์มีกรดลูอิสเข้มข้นเพราะว่า มีวงโคจรอะตอมว่าง การละลายในน้ำจึงเกิดขึ้นเมื่อมีการปล่อยความร้อนจำนวนมากออกมา สารประกอบอะลูมิเนียมประเภทที่น่าสนใจ (เช่นเดียวกับโลหะไตรวาเลนต์อื่นๆ) คือสารส้ม - ซัลเฟตคู่ 12 ในน้ำ M I M III (SO 4) 2 ซึ่งเมื่อละลายเหมือนเกลือคู่ทั้งหมด จะทำให้เกิดส่วนผสมของแคตไอออนและแอนไอออนที่สอดคล้องกัน

5. การเชื่อมต่อที่ซับซ้อนลองพิจารณาไฮดรอกโซคอมเพล็กซ์ของอลูมิเนียม เหล่านี้เป็นเกลือซึ่งมีอนุภาคเชิงซ้อนคือไอออน เกลือทั้งหมดละลายได้ พวกมันจะถูกทำลายเมื่อทำปฏิกิริยากับกรด ในกรณีนี้กรดแก่จะละลายออร์โธไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นและออกไซด์ที่เป็นกรดอ่อนหรือสอดคล้องกัน (H 2 S, CO 2, SO 2) จะตกตะกอน: K + 4HCl = KCl + AlCl 3 + 4H 2 O K + CO 2 = Al(OH ) 3 ↓ + KHCO 3

เมื่อเผา ไฮดรอกโซอะลูมิเนตจะเปลี่ยนเป็นออร์โธ-หรือเมตาอะลูมิเนต โดยสูญเสียน้ำ

เหล็ก

องค์ประกอบที่มีเลขอะตอม 26 โดยมีมวลอะตอมสัมพัทธ์ 55.847 เป็นธาตุในตระกูล 3 มิติ มีการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์: 3 มิติ 6 4 วินาที 2 และอยู่ในคาบ IV, กลุ่ม VIII, กลุ่มย่อยรองในตารางธาตุ ในสารประกอบ เหล็กจะมีสถานะออกซิเดชันเป็นส่วนใหญ่ +2 และ +3 ไอออน Fe 3+ มีเปลือกดีอิเล็กตรอนแบบ 3d 5 ที่เต็มไปด้วยครึ่งหนึ่ง ซึ่งให้ความเสถียรเพิ่มเติม การบรรลุสถานะออกซิเดชัน +4, +6, +8 นั้นยากกว่ามาก

ตามคุณสมบัติทางกายภาพของเหล็ก เหล็กเป็นโลหะสีขาวเงิน มันเงา ค่อนข้างอ่อน อ่อนตัวได้ แม่เหล็กได้ง่ายและล้างอำนาจแม่เหล็ก จุดหลอมเหลว 1539 o C มีการดัดแปลง allotropic หลายอย่างซึ่งแตกต่างกันในประเภทของโครงตาข่ายคริสตัล

คุณสมบัติของสารเชิงเดี่ยว

1. เมื่อถูกเผาในอากาศจะเกิดออกไซด์ผสม Fe 3 O 4 และเมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจนบริสุทธิ์ - Fe 2 O 3 ผงเหล็กเป็นแบบ pyrophoric - ติดไฟได้เองในอากาศ

2. ฟลูออรีน คลอรีน และโบรมีนทำปฏิกิริยากับเหล็กได้ง่าย โดยออกซิไดซ์เป็น Fe 3+ FeJ 2 เกิดขึ้นจากไอโอดีน เนื่องจากไอออนบวกของเหล็กไตรวาเลนท์จะออกซิไดซ์ไอออนไอโอไดด์ ดังนั้นจึงไม่มีสารประกอบ FeJ 3 อยู่

3. ด้วยเหตุผลที่คล้ายกัน ไม่มีสารประกอบ Fe 2 S 3 และปฏิกิริยาของเหล็กและซัลเฟอร์ที่จุดหลอมเหลวของกำมะถันนำไปสู่สารประกอบ FeS เมื่อมีกำมะถันมากเกินไปจะได้ไพไรต์ - เหล็ก (II) ซัลไฟด์ - FeS 2 สารประกอบที่ไม่ใช่ปริมาณสัมพันธ์ก็เกิดขึ้นเช่นกัน

4. เหล็กทำปฏิกิริยากับอโลหะอื่นๆ ภายใต้ความร้อนแรง เกิดเป็นสารละลายแข็งหรือสารประกอบคล้ายโลหะ คุณสามารถให้ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 500 o C: 3Fe + C = Fe 3 C สารประกอบของเหล็กและคาร์บอนนี้เรียกว่าซีเมนไทต์

5. เหล็กเกิดเป็นโลหะผสมกับโลหะหลายชนิด

6. เหล็กจะถูกเคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์ในอากาศที่อุณหภูมิห้อง จึงไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ การทำปฏิกิริยากับไอน้ำร้อนยวดยิ่งได้ผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้: 3Fe + 4H 2 O (ไอน้ำ) = Fe 3 O 4 + 4H 2 เหล็กจะทำปฏิกิริยากับความชื้นในอากาศเมื่อมีออกซิเจน: 4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3 สมการข้างต้นสะท้อนถึงกระบวนการเกิดสนิม ซึ่งมากถึง 10% ของผลิตภัณฑ์โลหะต้องเผชิญต่อปี

7. เนื่องจากเหล็กอยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าก่อนไฮโดรเจน จึงทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ได้ง่าย แต่จะถูกออกซิไดซ์ที่ Fe 2+ เท่านั้น

8. กรดไนตริกและซัลฟิวริกเข้มข้นผ่านเหล็ก แต่ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อน กรดไนตริกเจือจางยังทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้องด้วย ด้วยกรดออกซิไดซ์ทั้งหมด เหล็กจะผลิตเกลือของเหล็ก (III) (ตามรายงานบางฉบับ การก่อตัวของเหล็ก (II) ไนเตรตเป็นไปได้ด้วยกรดไนตริกเจือจาง) และลด HNO 3 (เจือจาง) เป็น NO, N 2 O, N 2 , NH 4 + ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขและ HNO 3 (เข้มข้น) - ถึง NO 2 เนื่องจากความร้อนที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้น

9. เหล็กสามารถทำปฏิกิริยากับด่างเข้มข้น (50%) เมื่อถูกความร้อน: Fe + 2KOH + 2H 2 O = K 2 + H 2

10. เมื่อทำปฏิกิริยากับสารละลายเกลือของโลหะที่มีฤทธิ์น้อย เหล็กจะขจัดโลหะเหล่านี้ออกจากองค์ประกอบของเกลือ และกลายเป็นไอออนบวกที่มีวาเลนต์: CuCl 2 + Fe = FeCl 2 + Cu

คุณสมบัติของสารประกอบเหล็ก

เฟ 2+อัตราส่วนประจุต่อรัศมีของไอออนบวกนี้ใกล้เคียงกับอัตราส่วนของ Mg 2+ ดังนั้นพฤติกรรมทางเคมีของออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ และเกลือของเหล็กที่เป็นเหล็กจึงคล้ายคลึงกับพฤติกรรมของสารประกอบแมกนีเซียมที่เกี่ยวข้อง ในสารละลายที่เป็นน้ำ ไอออนบวกของเหล็กไดวาเลนต์จะก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์น้ำ 2+ ที่มีสีเขียวอ่อน แคตไอออนนี้ออกซิไดซ์ได้ง่ายแม้ในสารละลายโดยตรงด้วยออกซิเจนในบรรยากาศ สารละลาย FeCl 2 มีอนุภาคเชิงซ้อน 0 ความเข้มข้นของประจุของไอออนบวกนั้นต่ำ ดังนั้นการไฮโดรไลซิสของเกลือจึงอยู่ในระดับปานกลาง

1. FeO - ออกไซด์หลักสีดำไม่ละลายในน้ำ ละลายในกรดได้ง่าย เมื่อถูกความร้อนสูงกว่า 500 0 C จะไม่สมส่วน: 4FeO = Fe + Fe 3 O 4 สามารถรับได้โดยการเผาไฮดรอกไซด์คาร์บอเนตและออกซาเลตอย่างระมัดระวังอย่างระมัดระวังในขณะที่การสลายตัวทางความร้อนของเกลือ Fe 2+ อื่น ๆ ทำให้เกิดการก่อตัวของเฟอร์ริกออกไซด์: FeC 2 O 4 = FeO + CO + CO 2 แต่ 2 FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3 4Fe(NO 3) 2 = 2Fe 2 O 3 + 8NO 2 + O 2 เหล็ก (II) ออกไซด์เองสามารถทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ได้เช่นเมื่อถูกความร้อนปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น: 3FeO + 2NH 3 = 3Fe + N 2 +3H 2 O

2. Fe(OH) 2 – เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์ – เบสที่ไม่ละลายน้ำ ทำปฏิกิริยากับกรด เมื่อใช้กรดออกซิไดซ์ ปฏิกิริยาระหว่างกรด-เบสและออกซิเดชันกับเหล็กเฟอร์ริกเกิดขึ้นพร้อมกัน: 2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 (conc) = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O หาได้จาก แลกเปลี่ยนปฏิกิริยาจากเกลือที่ละลายน้ำได้ นี่คือสารประกอบสีขาวที่เปลี่ยนเป็นสีเขียวในอากาศเป็นครั้งแรกเนื่องจากมีอันตรกิริยากับความชื้นในอากาศ จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลเนื่องจากออกซิเดชันโดยออกซิเจนในอากาศ: 4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3

3. เกลือ. ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว เกลือ Fe(II) ส่วนใหญ่ออกซิไดซ์อย่างช้าๆ ในอากาศหรือในสารละลาย ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันมากที่สุดคือเกลือของ Mohr - เหล็กคู่ (II) และแอมโมเนียมซัลเฟต: (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 6H 2 O แคตไอออนของ Fe 2+ สามารถออกซิไดซ์เป็น Fe 3+ ได้ง่าย ดังนั้นสารออกซิไดซ์ส่วนใหญ่ โดยเฉพาะกรดออกซิไดซ์ จะออกซิไดซ์เกลือของเหล็กที่เป็นเหล็ก เมื่อเผาเหล็กซัลไฟด์และไดซัลไฟด์จะได้เหล็ก (III) ออกไซด์และซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 เหล็ก (II) ซัลไฟด์ก็ละลายในกรดแก่เช่นกัน: FeS + 2HCl = FeCl 2 + 2H 2 S เหล็ก (II) คาร์บอเนตไม่ละลายน้ำ ในขณะที่ไบคาร์บอเนตละลายในน้ำ

เฟ 3+อัตราส่วนการชาร์จต่อรัศมี ไอออนบวกนี้สอดคล้องกับอะลูมิเนียมไอออนบวก , ดังนั้นคุณสมบัติของสารประกอบไอออนบวกของเหล็ก (III) จึงคล้ายคลึงกับสารประกอบอะลูมิเนียมที่เกี่ยวข้อง

Fe 2 O 3 คือออกไซด์ซึ่งเป็นแอมโฟเทอริกออกไซด์ซึ่งมีคุณสมบัติพื้นฐานเหนือกว่า Amphotericity ปรากฏในความเป็นไปได้ของการหลอมรวมกับอัลคาไลที่เป็นของแข็งและคาร์บอเนตโลหะอัลคาไล: Fe 2 O 3 + 2NaOH = H 2 O + 2NaFeO 2 - สีเหลืองหรือสีแดง Fe 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2NaFeO 2 + CO 2 เฟอร์เรต (II) สลายตัวด้วยน้ำปล่อย Fe 2 O 3 nH2O

Fe3O4- แมกนีไทต์ ซึ่งเป็นสารสีดำที่ถือได้ว่าเป็นออกไซด์ผสม - FeO Fe 2 O 3 หรือในรูปของเหล็ก (II) oxometaferrate (III): Fe(FeO 2) 2 เมื่อทำปฏิกิริยากับกรดจะให้ส่วนผสมของเกลือ: Fe 3 O 4 + 8HCl = FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O

Fe(OH) 3 หรือ FeO(OH) เป็นตะกอนเจลาตินัสสีน้ำตาลแดง ไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริก นอกเหนือจากการทำปฏิกิริยากับกรดแล้ว ยังทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไลเข้มข้นที่ร้อน และฟิวส์กับอัลคาไลที่เป็นของแข็งและคาร์บอเนต: Fe(OH) 3 + 3KOH = K 3

เกลือ.เกลือเฟอร์ริกส่วนใหญ่ละลายได้ เช่นเดียวกับเกลืออะลูมิเนียม พวกมันผ่านการไฮโดรไลซิสอย่างรุนแรงที่ไอออนบวก ซึ่งเมื่อมีแอนไอออนของกรดอ่อนและไม่เสถียรหรือไม่ละลายน้ำ จะกลายเป็นสิ่งที่เปลี่ยนกลับไม่ได้: 2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 3CO 2 +6NaCl การต้มสารละลายเหล็ก (III) คลอไรด์จะทำให้ไฮโดรไลซิสไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้ เนื่องจาก ความสามารถในการละลายของไฮโดรเจนคลอไรด์ก็เหมือนกับก๊าซอื่นๆ จะลดลงเมื่อถูกความร้อน และจะออกจากทรงกลมปฏิกิริยา: FeCl 3 + 3H 2 O = Fe(OH) 3 + 3HCl (เมื่อถูกความร้อน)

ความสามารถในการออกซิไดซ์ของแคตไอออนนี้สูงมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัมพันธ์กับการแปลงเป็นแคตไอออน Fe 2+: Fe 3+ + ē = Fe 2+ φ o = 0.77v ที่เกิดขึ้นใน:

ก) สารละลายของเกลือเหล็กเฟอร์ริกออกซิไดซ์โลหะทั้งหมดจนถึงทองแดง: 2Fe(NO 3) 3 + Cu = 2Fe(NO 3) 2 + Cu(NO 3) 2,

b) ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนกับเกลือที่มีแอนไอออนออกซิไดซ์ได้ง่ายเกิดขึ้นพร้อมกันกับการเกิดออกซิเดชัน: 2FeCl 3 + 2KJ = FeCl 2 + J 2 + 2KCl 2FeCl 3 + 3Na 2 S = 2FeS + S + 6NaCl

เช่นเดียวกับไอออนบวกไตรวาเลนต์อื่น ๆ เหล็ก (III) สามารถสร้างสารส้ม - ซัลเฟตสองเท่าด้วยโลหะอัลคาไลหรือแอมโมเนียมไอออนบวกเช่น: NH 4 Fe (SO 4) 2 12H2O

การเชื่อมต่อที่ซับซ้อนไอออนบวกของเหล็กทั้งสองมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อนประจุลบ โดยเฉพาะเหล็ก (III) FeCl 3 + KCl = K, FeCl 3 + Cl 2 = Cl + - ปฏิกิริยาหลังสะท้อนการกระทำของเหล็ก (III) คลอไรด์ในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับอิเล็กโทรฟิลิกคลอรีน คอมเพล็กซ์ไซยาไนด์เป็นที่สนใจ: 6KCN + FeSO 4 = K 4 – โพแทสเซียมเฮกซายาโนเฟอร์เรต (II), เกลือในเลือดสีเหลือง 2K 4 + Cl 2 = 2K 3 + 2KCl – โพแทสเซียมเฮกซายาโนเฟอร์เรต (III), เกลือในเลือดแดง สารเชิงซ้อนของเหล็กที่เป็นเหล็กจะให้ตะกอนสีน้ำเงินหรือสารละลายกับเกลือเฟอร์ริก ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของรีเอเจนต์ ปฏิกิริยาเดียวกันนี้เกิดขึ้นระหว่างเกลือในเลือดแดงกับเกลือที่เป็นเหล็ก ในกรณีแรกตะกอนเรียกว่าปรัสเซียนบลู ในกรณีที่สอง - เทิร์นบูลบลู ต่อมาปรากฎว่าอย่างน้อยสารละลายก็มีองค์ประกอบเหมือนกัน: K – โพแทสเซียมเหล็ก (II,III) เฮกซะไซยาโนเฟอร์เรต ปฏิกิริยาที่อธิบายไว้นั้นมีคุณภาพสำหรับการมีอยู่ของไอออนบวกของเหล็กที่สอดคล้องกันในสารละลาย ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อการมีอยู่ของเฟอร์ริกไอออนบวกคือการปรากฏตัวของสีแดงเลือดเมื่อทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมไทโอไซยาเนต (โรโดไนด์): 2FeCl 3 + 6KCNS = 6KCl + Fe

เฟ +6- สถานะออกซิเดชัน +6 สำหรับเหล็กไม่เสถียร เป็นไปได้ที่จะได้รับเฉพาะ FeO 4 2- แอนไอออน ซึ่งมีอยู่ที่ pH>7-9 เท่านั้น แต่เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง

เฟ 2 O 3 + 4KOH + 3KNO 3 = 2K 2 เฟโอ 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O

เฟ (ขี้เลื่อย) + H 2 O + KOH + KNO 3 = K 2 FeO 4 + KNO 2 + H 2

2เฟ(OH) 3 + 3Cl 2 + 10KOH = 2K 2 FeO 4 + 6KCl + 6H 2 O

เฟ 2 O 3 + KClO 3 + 4KOH = 2K 2 FeO 4 + KCl + 2H 2 O

4K 2 FeO 4 + 6H 2 O = 4FeO(OH)↓ + 8KOH + 3O 2

4BaFeO 4 (ความร้อน) = 4BaO + 2Fe 2 O 3 + 3O 2

2K 2 FeO 4 + 2CrCl 3 + 2HCl = FeCl 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O

การได้รับธาตุเหล็กในอุตสาหกรรม:

A) กระบวนการโดเมน: Fe 2 O 3 + C = 2FeO + CO

เฟ2O + C = เฟ2O

เฟ2O + CO = เฟ2+CO 2

B) aluminothermy: Fe 2 O 3 + Al = Al 2 O 3 + Fe

โครเมียม – ธาตุที่มีเลขอะตอม 24 มีมวลอะตอมสัมพัทธ์ 51.996 เป็นธาตุในตระกูล 3 มิติ มีโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์เป็น 3 มิติ 5 4 วินาที 1 และอยู่ในคาบที่ 4 หมู่ที่ 6 ซึ่งเป็นกลุ่มย่อยรองในตารางธาตุ สถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้: +1, +2, +3, +4, +5, +6 ในจำนวนนี้เสถียรที่สุดคือ +2, +3, +6 และ +3 มีพลังงานขั้นต่ำ

ตามคุณสมบัติทางกายภาพของมัน โครเมียมเป็นโลหะแข็งสีเทาอมขาวเป็นมันเงา มีจุดหลอมเหลว 1890 o C ความแข็งแกร่งของโครงตาข่ายคริสตัลเกิดจากการมี d-อิเล็กตรอน 5 ตัวที่ไม่มีการจับคู่ซึ่งมีความสามารถในการเชื่อมโควาเลนต์บางส่วนได้

คุณสมบัติทางเคมีของสารเชิงเดี่ยว

ที่อุณหภูมิต่ำ โครเมียมจะเฉื่อยเนื่องจากมีฟิล์มออกไซด์และไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำและอากาศ

1. ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 o C ในกรณีนี้จะเกิดโครเมียม (III) ออกไซด์ – Cr 2 O 3 – เกิดขึ้น

2. ปฏิกิริยากับฮาโลเจนเกิดขึ้นในรูปแบบต่างๆ: Cr + 2F 2 = CrF 4 (ที่อุณหภูมิห้อง), 2Cr + 3Cl 2 (Br 2) = 2CrCl 3 (Br 3), Cr + J 2 = CrJ 2 (พร้อมการให้ความร้อนที่สำคัญ ). ควรจะกล่าวได้ว่าโครเมียม (III) ไอโอไดด์สามารถมีอยู่ได้และได้มาโดยปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนในรูปของผลึกไฮเดรต CrJ 3 9H 2 O แต่ความเสถียรทางความร้อนต่ำและเมื่อถูกความร้อนจะสลายตัวเป็น CrJ 2 และ J 2

3. ที่อุณหภูมิสูงกว่า 120 o C โครเมียมจะทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์หลอมเหลว โดยให้โครเมียม (II) ซัลไฟด์ - CrS (สีดำ)

4. ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 o C โครเมียมจะทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนและคาร์บอน ทำให้สารประกอบเฉื่อยทางเคมีไม่มีปริมาณสัมพันธ์ ในหมู่พวกเขา เราสามารถสังเกตคาร์ไบด์ที่มีองค์ประกอบโดยประมาณของ CrC ซึ่งใกล้เคียงกับเพชรที่มีความแข็ง

5. โครเมียมไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน

6. ปฏิกิริยากับไอน้ำมีดังนี้ 2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2

7. ปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์เกิดขึ้นค่อนข้างง่าย ส่งผลให้เกิดคอมเพล็กซ์น้ำ 2+ ที่เป็นสีฟ้า ซึ่งเสถียรเฉพาะในกรณีที่ไม่มีอากาศหรือในบรรยากาศไฮโดรเจน เมื่อมีออกซิเจนปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นแตกต่างกัน: 4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O. กรดเจือจางที่อิ่มตัวด้วยออกซิเจนแม้จะผ่านโครเมียมเนื่องจากการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์ที่แข็งแกร่งบนพื้นผิว

8. กรดออกซิไดซ์: กรดไนตริกที่มีความเข้มข้นใด ๆกรดซัลฟิวริกเข้มข้นและกรดเปอร์คลอริกจะผ่านโครเมียม ดังนั้นหลังจากบำบัดพื้นผิวด้วยกรดเหล่านี้แล้ว จะไม่ทำปฏิกิริยากับกรดอื่นอีกต่อไป ทู่จะถูกลบออกเมื่อถูกความร้อน สิ่งนี้จะผลิตเกลือโครเมียม (III) และซัลเฟอร์หรือไนโตรเจนไดออกไซด์ (คลอไรด์จากกรดเปอร์คลอริก) ทู่เนื่องจากการก่อตัวของฟิล์มเกลือเกิดขึ้นเมื่อโครเมียมทำปฏิกิริยากับกรดฟอสฟอริก

9. โครเมียมไม่ทำปฏิกิริยาโดยตรงกับอัลคาไล แต่ทำปฏิกิริยากับอัลคาไลน์ละลายด้วยการเติมสารออกซิไดซ์: 2Cr + 2Na 2 CO 3 (l) + 3O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2

10. โครเมียมสามารถทำปฏิกิริยากับสารละลายเกลือ โดยแทนที่โลหะที่มีฤทธิ์น้อย (ที่อยู่ทางด้านขวาของอนุกรมแรงดันไฟฟ้า) จากองค์ประกอบของเกลือ โครเมียมเองจะถูกแปลงเป็นแคตไอออน Cr 2+

ความสามารถในการละลายของไฮดรอกไซด์ A1 ในตัวกลางที่เป็นกรดนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังที่สามของความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนและในตัวกลางที่เป็นด่างนั้นจะแปรผกผันกับมัน ที่จุดไอโซอิเล็กทริก อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์มีความสามารถในการละลายน้อยที่สุด จากข้อมูลของ Kolthoff สำหรับ A1(OH)3 จุดนี้อยู่ในช่วง pH 6.5-7.5 สำหรับอัตราการไฮโดรไลซิสของเกลืออะลูมิเนียม ยังมีค่า pH ที่เหมาะสมอยู่ด้วย ซึ่งสำหรับความเข้มข้นของ ABO ตั้งแต่ 400 ถึง 100 มก./ลิตร จะมีช่วงตั้งแต่ 4.95 ถึง 5.40 และค่า pH ที่จำกัด โดยที่ไฮโดรไลซิสยังคงเกิดขึ้นคือ 3 และ 6.8[...]

ความเชื่อมโยงระหว่างความสามารถในการละลายและปฏิกิริยาทางเคมีมีความชัดเจนเป็นพิเศษในระบบที่มีการก่อตัวที่ซับซ้อน ที่นี่เราสามารถระลึกถึงความจริงที่เป็นที่รู้จักกันดีของการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในความสามารถในการละลายของโมเลกุลไอโอดีนในน้ำเมื่อมีโพแทสเซียมไอโอไดด์เนื่องจากการก่อตัวของโพลีไอโอไดด์: ตัวอย่างเช่นโซเดียมคลอไรด์ไม่ละลายในไนโตรเบนซีนในทางปฏิบัติ แต่ต่อหน้า ของอะลูมิเนียมคลอไรด์ ความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการก่อตัวของเกลือ NaAlC ที่ซับซ้อน ซึ่งจะละลายได้อย่างสมบูรณ์ในตัวทำละลายนั้น[...]

ความสามารถในการละลายขั้นต่ำของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์อยู่ที่ pH ของบริเวณ = 6.5+7.5 การตกตะกอนของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เริ่มต้นที่ pH = 3.0 และถึงค่าสูงสุดที่ pH = = 7 เมื่อค่า pH เพิ่มขึ้นอีก ตะกอนจะเริ่มละลาย ซึ่งจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนที่ pH = 9[...]

อะลูมิเนียมซัลเฟตใช้ในการทำให้น้ำขุ่นและน้ำมีสีบริสุทธิ์: บริสุทธิ์ - สำหรับความขุ่นสูง, ไม่บริสุทธิ์หรือมีดินเหนียวและวัสดุซิลิเกตเป็นส่วนผสม - สำหรับน้ำที่มีความขุ่นต่ำ สารตกตะกอนนี้มีประสิทธิภาพในช่วง pH 5-7.5 และยิ่งความกระด้างของน้ำสูงและสียิ่งต่ำ ค่า pH ที่เหมาะสมก็จะยิ่งสูงขึ้น ต้นทุนค่อนข้างต่ำ ความสามารถในการละลายได้ดี และไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับการจัดการผลิตภัณฑ์ที่แห้งและละลายอยู่ ทำให้อะลูมิเนียมซัลเฟตกลายเป็นสารตกตะกอนที่พบมากที่สุด[...]

ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลายของ HgS ในน้ำกลั่นคือ 1.6X10-21 มก./ลิตร ซึ่งสอดคล้องกับความเข้มข้นของไอออนปรอทที่ตกค้างในสารละลายเท่ากับ 2.5X10-21 มก./ลิตร ในน้ำเสียอุตสาหกรรม ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลายของ HgS จะสูงกว่าเล็กน้อย แต่ส่วนหลักของปรอทซัลไฟด์อยู่ในน้ำในรูปของอนุภาคคอลลอยด์ที่กระจายตัวละเอียด ซึ่งสามารถแยกออกเป็นตะกอนได้โดยการจับตัวเป็นก้อนน้ำเสียด้วยอะลูมิเนียมซัลเฟตที่เป็นน้ำ Al2(S04)3 -I8H2O, น้ำเหล็กซัลเฟต FeS04-7H20, มะนาว CaO, ของผสมของสารตกตะกอนเหล่านี้ ฯลฯ[...]

ดังนั้นความสามารถในการละลายของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ในตัวกลางที่เป็นด่างจึงแปรผกผันกับความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนต่อกำลังแรก[...]

เมื่อใช้อิเล็กโทรดที่ละลายน้ำได้ (โดยปกติคือเหล็กหรืออะลูมิเนียม) ที่ขั้วบวก การละลายขั้วบวกของโลหะจะเกิดขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ไอออนบวกของเหล็กหรืออะลูมิเนียมผ่านลงไปในน้ำ ทำให้เกิดการก่อตัวของสะเก็ดไฮดรอกไซด์ การก่อตัวของเกล็ดตกตะกอนและฟองก๊าซพร้อมกันในสภาวะที่คับแคบของช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรดสร้างข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการตรึงฟองก๊าซที่เชื่อถือได้บนสะเก็ดและการแข็งตัวของสารปนเปื้อนอย่างเข้มข้นซึ่งช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของกระบวนการลอยอยู่ในน้ำ การติดตั้งดังกล่าวเรียกว่าการติดตั้งด้วยไฟฟ้า - การลอยตัวด้วยไฟฟ้า ด้วยปริมาณงานสูงถึง 10-15 ลบ.ม./ชม. การติดตั้งสามารถเป็นแบบห้องเดียวได้ และด้วยปริมาณงานที่สูงกว่า - แบบสองห้องแนวนอนหรือแนวตั้ง[...]

สีย้อมที่ละลายน้ำได้ไม่ดีบางชนิดจะถูกละลายร่วมกับโซดา แล้วบำบัดด้วยสารละลายอะลูมิเนียมซัลเฟตก่อน จากนั้นจึงตามด้วยแบเรียมคลอไรด์[...]

นอกเหนือจากสิ่งเจือปนที่ละลายน้ำได้ตามที่ระบุไว้แล้ว น้ำธรรมชาติยังมีสารแขวนลอยที่ไม่ละลายน้ำ ตั้งแต่สารแขวนลอยหยาบไปจนถึงสารประกอบที่ละลายในคอลลอยด์ พวกมันแสดงด้วยอนุภาคของทราย ดินเหลือง สารที่เป็นตะกอนและหินคาร์บอเนต ออกไซด์ที่เป็นน้ำของอะลูมิเนียม เหล็ก แมงกานีส รวมถึงสารฮิวมิกโมเลกุลสูง[...]

ไอออนอะลูมิเนียมไฮเดรตในกระบวนการไฮโดรไลซิสบริจาคโปรตอนจากโมเลกุลของน้ำที่ประสานกัน ก่อให้เกิดไอออนเชิงซ้อนอย่างต่อเนื่อง [A1 (H20) 5 (OH) ]2+ และ [A1 (H20)4 (OH)2] + โดยคงเหลืออยู่ใน สารละลาย. เมื่อสารเชิงซ้อนที่เป็นกลางสุดท้าย [Al(H20)3(OH)3] สูญเสียน้ำ จะเกิดอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่ละลายได้ไม่ดีเกิดขึ้น เกลือของเหล็ก (III) ก็ไฮโดรไลซ์แบบขั้นตอนเช่นกัน แต่นอกเหนือจากเกลือของอะลูมิเนียมแล้ว เกลือของไฮดรอกโซที่ละลายน้ำได้เพียงเล็กน้อยก็สามารถเกิดขึ้นได้ นอกเหนือจากไอรอนไฮดรอกไซด์แล้ว[...]

ในกรดเจือจาง ความสามารถในการละลายของ Al2(804)3 จะสูงกว่าในน้ำบริสุทธิ์ แต่เมื่อความเข้มข้นของ H2O4 เพิ่มขึ้นอีก ความสามารถในการละลายก็จะลดลงอย่างรวดเร็ว โดยถึง 1% ในกรดซัลฟิวริก 60% ในกรดที่เข้มข้นกว่า ความสามารถในการละลายของอะลูมิเนียมซัลเฟตจะเพิ่มขึ้นอีกครั้ง[...]

อลูมิเนียมและเหล็กฟอสเฟตที่ตกตะกอนใหม่สามารถดูดซึมได้โดยพืช แต่เมื่อตะกอนมีอายุมากขึ้น พวกมันจะตกผลึกและละลายได้น้อยลงและพืชเข้าถึงได้น้อยลง ดังนั้นกรดฟอสฟอริกในดินสีแดงและดินสด - พอซโซลิคจึงได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนาและแข็งแกร่งกว่าในดินสีเทาและเชอร์โนเซม [...]

จากที่กล่าวมาข้างต้น เห็นได้ชัดว่าความสามารถในการละลายของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังที่สามของความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน [H+]3 และในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง จะเป็นสัดส่วนผกผันกับ [H+][ ..]

ในสารละลายที่เป็นกรดซึ่งมีอะลูมิเนียมมากเกินไป เฟสของแข็งที่เสถียรที่สุดคืออะลูมิเนียมฟอสเฟตพื้นฐาน หากค่า pH มากกว่าค่า pH ที่สอดคล้องกับความสามารถในการละลายขั้นต่ำของฟอสเฟต (pH = 6) เกลือหลักจะถูกไฮโดรไลซ์เป็นอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์บนพื้นผิวที่ดูดซับฟอสเฟต ที่ความเข้มข้นสูงของฟอสเฟต ทารานากิตจะตกตะกอนซึ่งจะกลายเป็นเกลือปานกลางหากค่า pH ของระบบเพิ่มขึ้น [...]

โพลีอะคริลาไมด์เป็นสารอสัณฐานสีขาวที่ละลายน้ำได้สูงซึ่งมีหมู่ไอออนิก เมื่อไฮโดรไลซิสจะเกิดกรดอะคริลิกและเกลือของมัน กลไกการออกฤทธิ์ของ PAA ขึ้นอยู่กับการดูดซับโมเลกุลของมันบนอนุภาคของสิ่งสกปรกในน้ำอลูมิเนียมหรือไฮดรอกไซด์เหล็ก (III) ที่เกิดขึ้นระหว่างการไฮโดรไลซิสของเกลือตกตะกอน เนื่องจากโมเลกุลมีรูปร่างยาว การดูดซับจึงเกิดขึ้นในที่ต่างๆ โดยมีอนุภาคไฮดรอกไซด์หลายตัว ซึ่งส่งผลให้อนุภาคไฮดรอกไซด์เชื่อมโยงกันด้วยสะพานโพลีเมอร์เป็นมวลรวมที่มีน้ำหนัก ขนาดใหญ่ และทนทาน (ทรงกลม)[...]

เฉพาะตัวอย่างที่มีความสามารถในการละลายน้ำได้จำกัด (y = 38) เท่านั้นที่จะถูกเก็บรักษาไว้ด้วยเซลลูโลสไม้ในปริมาณ 60% การเติมอะลูมิเนียมซัลเฟตทำให้เกิดการกักเก็บ -CMC โดยสมบูรณ์ และไม่ได้ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนปริมาณสัมพันธ์ระหว่างปริมาณ A13+ ที่จำเป็นสำหรับการกักเก็บ -CMC โดยสมบูรณ์ และจำนวนหมู่ OCH2COO ที่มีอยู่ใน CMC กล่าวอีกนัยหนึ่ง การกักเก็บ -CMC ไม่ได้ถูกกำหนดโดยการผลิตเกลืออะลูมิเนียมที่ไม่ละลายน้ำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการดูดซับไฟฟ้าสถิตระหว่าง Al-CMC ที่มีประจุบวกและเส้นใยเซลลูโลสที่มีประจุลบอีกด้วย [...]

เทคโนโลยีใหม่ได้รับการพัฒนาโดยใช้อะลูมิเนียมคลอไรด์ในปริมาณที่ละลายได้ในกระบวนการอัลคิเลชันของเบนซีนกับโพรพิลีนที่อุณหภูมิสูง[...]

บทนี้จะตรวจสอบอันตรกิริยาระหว่างอะลูมิเนียม (III) และฟอสเฟตในช่วงความเข้มข้นและ pH ที่หลากหลาย เพื่อศึกษาลักษณะเฉพาะของปฏิกิริยาระหว่างสปีชีส์ที่ละลายและเฟสที่ละลายน้ำได้ จึงได้ทำการศึกษาความสามารถในการละลายของตะกอนอะลูมิเนียมฟอสเฟต นอกจากนี้ ยังมีการระบุผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาที่ละลายน้ำและไม่ละลายน้ำระหว่างอะลูมิเนียม (III) และฟอสเฟต และหาการกระจายตัวของความเข้มข้นของความเข้มข้นของ pH และ P และ Al ที่หลากหลาย การศึกษาเหล่านี้ดำเนินการโดยใช้สารละลายอะลูมิเนียมฟอสเฟตบริสุทธิ์ที่มีองค์ประกอบบางอย่าง ไม่มีเฟสของแข็งอื่นๆ ที่กระจายตัวอยู่ในระบบภายใต้การศึกษา ยกเว้นเฟสของแข็งที่สะสมระหว่างอันตรกิริยาระหว่างอะลูมิเนียมกับฟอสเฟต หรือเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงของ pH[...]

ในรูปแบบที่เรียบง่าย ถือได้ว่าการตกตะกอนของเหล็กและอะลูมิเนียมมีความคล้ายคลึงกันมากในหลายๆ ประการ และปัจจัยที่กำหนดในทั้งสองกรณีคือความสามารถในการละลายและอัตราส่วนความเข้มข้นของไอออนโลหะ Me ที่เติมเข้าไปและออร์โธฟอสเฟตที่มีอยู่ กระบวนการตกตะกอนด้วยแคลเซียมไอออนขึ้นอยู่กับ pH เป็นอย่างมาก ดังนั้น เมื่อคำนวณปริมาณเกลือแคลเซียมที่ต้องการ จึงจำเป็นต้องคำนึงถึงความเป็นด่างของน้ำเสียด้วย[...]

เกลือของเหล็กที่เป็นสารตกตะกอนมีข้อดีมากกว่าเกลืออะลูมิเนียมหลายประการ กล่าวคือ ออกฤทธิ์ได้ดีกว่าที่อุณหภูมิน้ำต่ำ ช่วงค่า pH ที่เหมาะสมที่สุดที่กว้างขึ้น ความแข็งแกร่งและความวิจิตรไฮดรอลิกของเกล็ดที่มากขึ้น ความสามารถในการใช้กับน้ำที่มีส่วนประกอบของเกลือที่หลากหลาย ความสามารถในการกำจัดกลิ่นและรสชาติที่เป็นอันตรายที่เกิดจากการมีอยู่ของไฮโดรเจนซัลไฟด์ อย่างไรก็ตามยังมีข้อเสียอยู่ด้วย: การก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อนที่ละลายน้ำได้อย่างรุนแรงในระหว่างปฏิกิริยาของไอออนบวกของเหล็กกับสารประกอบอินทรีย์บางชนิด คุณสมบัติที่เป็นกรดแก่ที่เพิ่มการกัดกร่อนของอุปกรณ์ พื้นผิวของเกล็ดที่พัฒนาน้อยกว่า[...]

เมื่อมีไฮโดรเจนและอลูมิเนียมไอออนที่ถูกดูดซับด้วยการแลกเปลี่ยนอย่างมีนัยสำคัญในดิน (ตัวอย่างเช่นในดินสดและดินสีแดง) คุณสมบัติหลายอย่างของมันก็เสื่อมลงเช่นกัน ไอออนของไฮโดรเจนจะไม่กระจายคอลลอยด์ในดิน แต่เมื่อเข้าสู่สถานะที่ถูกดูดซับ จะทำให้เกิดการทำลายแร่ธาตุที่ประกอบเป็นการดูดซึมของดินอย่างค่อยเป็นค่อยไป ส่งผลให้เศษคอลลอยด์ในดินหมดลง โครงสร้างของมันเสื่อมลงและความสามารถในการดูดซับลดลง นอกจากนี้ อะลูมิเนียมและไฮโดรเจนไอออนจากสถานะที่ถูกดูดซับจะถูกแทนที่ด้วยสารละลายเพื่อแลกกับไอออนบวกของเกลือที่ละลายน้ำได้ ไอออนไฮโดรเจนและอะลูมิเนียมที่มีความเข้มข้นสูงในสารละลายส่งผลเสียต่อการพัฒนาของพืช[...]

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เริ่มมีการใช้วิธีการผลิตสารตกตะกอนในอิเล็กโทรไลเซอร์ที่มีอิเล็กโทรดที่ละลายน้ำได้ ซึ่งเรียกว่าวิธีอิเล็กโทรโคเอกูเลชัน สาระสำคัญของวิธีการคือการละลายขั้วบวกของโลหะซึ่งส่วนใหญ่เป็นอลูมิเนียมและเหล็กในตัวกลางที่เป็นน้ำภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าพร้อมกับการก่อตัวของไฮดรอกไซด์ในภายหลัง วิธีนี้ช่วยให้สามารถบำบัดน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพจากสารแขวนลอยที่เป็นแร่ธาตุ แหล่งกำเนิดอินทรีย์และชีวภาพ คอลลอยด์ และสารในสถานะโมเลกุลหรือไอออนิก การแข็งตัวด้วยไฟฟ้ามีข้อได้เปรียบเหนือวิธีรีเอเจนต์อย่างมีนัยสำคัญ ได้แก่ การติดตั้งที่กะทัดรัด ง่ายต่อการบำรุงรักษา และความเป็นไปได้ของระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ วิธีการนี้มีแนวโน้มว่าจะใช้กับวัตถุอิสระขนาดเล็ก (บนเรือในแม่น้ำ สำหรับหมู่บ้านเล็ก ๆ ฯลฯ)[...]

ผลกระทบเชิงลบของความเป็นกรดสูงส่วนใหญ่สัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการละลายของสารประกอบอะลูมิเนียมและแมงกานีสในดิน ปริมาณที่เพิ่มขึ้นในสารละลายจะบั่นทอนการพัฒนาของพืชมากกว่าไฮโดรเจนไอออนที่มากเกินไป[...]

สมการ (4.17) ได้รับการแก้ไขโดยการลองผิดลองถูกเพื่อให้ได้ค่า pH ที่สอดคล้องกับความสามารถในการละลายฟอสเฟตขั้นต่ำ ประมาณ 6 ที่ pH [...]

เมื่อศึกษาไฮโดรไลซิสในระบบ Fe2(504)3-Al203-H20 ที่อุณหภูมิ 100 °C พบว่าเมื่อปริมาณอะลูมิเนียมออกไซด์ในระบบเพิ่มขึ้น ผลผลิตของเหล็กในตะกอนของเกลือหลักจะเพิ่มขึ้น สูงถึง 98% ที่อัตราส่วนมวล Al203/Fe2(504)3 = 0.111 และ 90% HgO ในสารละลาย อลูมิเนียมออกไซด์จะถูกแปลงโดยปฏิกิริยาทางเคมีให้เป็นอะลูมิเนียมซัลเฟตพื้นฐานที่ละลายน้ำได้ เมื่อปริมาณธาตุเหล็ก (III) ซัลเฟตในระบบเพิ่มขึ้น ปริมาณของอะลูมิเนียมออกไซด์ที่ทำปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น และที่อัตราส่วนมวล Al203/Fe2(804)3 = 3 และ 40% H20 จะสูงถึง 91%[ ..]

กระบวนการแข็งตัวขึ้นอยู่กับค่า pH ของสิ่งแวดล้อมเป็นส่วนใหญ่ เมื่อเติมสารละลายตกตะกอนของอะลูมิเนียมซัลเฟตลงในน้ำ การไฮโดรไลซิสจะเกิดขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์คอลลอยด์ ค่าที่เหมาะสมที่สุดสำหรับน้ำเสียจากการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยานี้คือ pH = 7.5-8.5 รูปที่ 1 แสดงการขึ้นต่อกันของระดับการบำบัดน้ำเสียโดยมีปริมาณของแข็งแขวนลอยอยู่ที่ 1200 มก./ลิตร โดยมีค่า pH[...]

เมื่อเพิ่มขนาดกรดซัลฟิวริก 50% ภายใน 80-100% ของปริมาณปริมาณสัมพันธ์ที่อุณหภูมิ 120°C และระยะเวลากระบวนการ 1.5 ชั่วโมง ระดับการสลายตัวของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จะเพิ่มขึ้น ดังนั้น สำหรับปริมาณกรด 83.3% (อัตราส่วนโมล 503/A1203 = lo = 2.5) ระดับการสลายตัวของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์คือ 92.4% ในขณะที่ปริมาณ 90% (co = 2.7) ในสภาวะที่ระบุ ไฮดรอกไซด์สลายตัวไปหมด การสลายตัวของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ด้วยกรดซัลฟิวริกในปริมาณที่ไม่สมบูรณ์สามารถอธิบายได้ด้วยปฏิกิริยาของไฮดรอกไซด์กับอะลูมิเนียมซัลเฟตเพื่อสร้างเกลืออะลูมิเนียมพื้นฐานที่ละลายน้ำได้ซึ่งมีการกล่าวถึงในรายละเอียดเพิ่มเติมด้านล่าง [...]

วิธีเคมีไฟฟ้ามีข้อดีเหนือวิธีรีเอเจนต์ดังต่อไปนี้: ลดภาระในโรงงานแยกเกลือ เนื่องจากเมื่อใช้งาน เกลือที่ละลายน้ำได้จะไม่เข้าไปในน้ำ และอลูมิเนียมที่เติมจะถูกกำจัดออกจากน้ำอย่างสมบูรณ์ในระหว่างการทำให้บริสุทธิ์เบื้องต้น สามารถแนะนำวิธีการกำจัดซิลิคอนของน้ำในอิเล็กโทรไลเซอร์ด้วยแอโนดอะลูมิเนียมสำหรับการบำบัดน้ำเบื้องต้นในแผนการบำบัดน้ำที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนและสถานประกอบการอุตสาหกรรมอื่นๆ[...]

สำหรับการกระตุ้น โดยทั่วไปจะใช้สารละลายโซเดียมซิลิเกต 1.5% (ในรูปของ SOr) โดยมีระดับการวางตัวเป็นกลางของความเป็นด่างที่ 80-85% ในกรณีของการใช้แอคทีฟคลอรีน ระดับการทำให้เป็นกลางของแก้วที่ละลายน้ำได้จะเพิ่มขึ้นเป็น 100% และแม้แต่ส่วนเกินบางส่วนก็ถูกนำมาใช้ด้วย หลังจากผสมรีเอเจนต์ โซลจะ “สุก” เป็นระยะเวลาหนึ่ง จากนั้นจึงเจือจางด้วยน้ำให้มีปริมาณ SiO2 น้อยกว่า 1% วิธีที่มีแนวโน้มมากที่สุดในการเตรียมกรดซิลิซิกแบบออกฤทธิ์คือการบำบัดแก้วเหลวด้วยคลอรีนและอะลูมิเนียมซัลเฟต ซึ่งมักใช้ในกระบวนการทำน้ำให้บริสุทธิ์[...]

เมื่อทำปฏิกิริยากับดิน กระบวนการชะล้างสารอาหารจะเข้มข้นขึ้น ที่ pH [...]

เตาหลอมและตะกรันแบบเปิดได้มาจากของเสียจากการหลอมเหล็กหล่อและเหล็กกล้าและมีองค์ประกอบที่แตกต่างกัน: CaO - 30-50%; Si02-12-37; A1203-Yu-15; MgO-2-10; MnO -0.4-5.6; P205 - 0.1-3.5; ส - 0.1 - 4.5% ในกรณีส่วนใหญ่ จำเป็นต้องมีการบดล่วงหน้า แคลเซียมส่วนใหญ่ในตะกรันอยู่ในรูปของสารประกอบกรดซิลิซิกที่ละลายน้ำได้น้อยกว่า (CaSiO3 และ Ca2Si04) ดังนั้นความละเอียดในการบดจึงควรละเอียดกว่าแป้งมะนาว ในแง่ของความสามารถในการทำให้เป็นกลาง ตะกรันพื้นฐาน (ที่มีปริมาณ CaO + MgO มากกว่า 40%) จะอยู่ใกล้กับปูนขาวคาร์บอเนต ประสิทธิภาพมักจะสูงกว่ามะนาว สิ่งนี้อธิบายได้จากการมีแมกนีเซียม ฟอสฟอรัส แมงกานีส ซัลเฟอร์ และธาตุอาหารพืชอื่นๆ อยู่ในตะกรัน นอกจากนี้กรดซิลิซิกที่มีอยู่สามารถลดปริมาณอะลูมิเนียมเคลื่อนที่ในดินและส่งเสริมการดูดซึมฟอสฟอรัสจากพืชได้ดีขึ้น สำหรับดินสด-พอซโซลิกในพื้นที่ใกล้กับโรงงานโลหะวิทยา ตะกรันเตาหลอมที่อุดมไปด้วยปูนขาวถือเป็นปุ๋ยที่มีคุณค่า[...]

สารประกอบฟลูออรีนเป็นตัวแทนของสารเฉพาะอีกกลุ่มหนึ่ง ซึ่งมีการปรากฏอยู่ในอากาศในชั้นบรรยากาศของพื้นที่ที่มีประชากรจำนวนหนึ่ง และอาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์ พบสารประกอบฟลูออไรด์หลายชนิดในอากาศในชั้นบรรยากาศ ตั้งแต่ของเหลวในร่างกายที่ค่อนข้างละลายได้ดีจนถึงส่วนที่ละลายไม่ได้โดยสิ้นเชิง ตั้งแต่ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ที่ระคายเคืองและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูงไปจนถึงสารประกอบที่ค่อนข้างเฉื่อย กระบวนการทางอุตสาหกรรมหลักที่มาพร้อมกับการปล่อยสารประกอบฟลูออไรด์สู่ชั้นบรรยากาศคือการผลิตปุ๋ยเทียม การผลิตอะลูมิเนียม และวิธีการผลิตเหล็กบางวิธี[...]

ผลผลิตที่เพิ่มขึ้นจากปุ๋ยปูนขาวและแร่ธาตุเมื่อนำมาใช้ร่วมกันในกรณีส่วนใหญ่จะสูงกว่าผลรวมของการเพิ่มขึ้นของการใช้ปุ๋ยเหล่านี้แยกกันอย่างมีนัยสำคัญ ประสิทธิผลของปุ๋ยแอมโมเนียและปุ๋ยโพแทสเซียมที่มีความเป็นกรดทางสรีรวิทยาจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใส่ปูน ปุ๋ยเหล่านี้เมื่อนำไปใช้อย่างเป็นระบบบนดินโซดาพอซโซลิกที่เป็นกรดบัฟเฟอร์ต่ำจะทำให้เกิดการแข็งตัวต่อไป ดังนั้นด้วยการใช้ปุ๋ยดังกล่าวอย่างเป็นระบบบนดินที่ไม่มีปูนขาว ผลผลิตที่เพิ่มขึ้นจะค่อยๆ ลดลง และในปีต่อๆ มา อันเป็นผลมาจากการทำให้ดินเป็นกรดอย่างเข้มข้น ผลผลิตอาจต่ำกว่าในการควบคุม ผลเชิงบวกของมะนาวต่อประสิทธิภาพของปุ๋ยแร่ในรูปแบบที่เป็นกรดทางสรีรวิทยานั้นเด่นชัดมากขึ้นเมื่อนำไปใช้กับพืชที่ไวต่อความเป็นกรดสูง (หัวบีท, ข้าวโพด, ข้าวสาลี) และน้อยลงหรือไม่เลยเมื่อนำไปใช้ การประยุกต์ใช้สำหรับพืชที่ทนต่อปฏิกิริยากรด ผลของการปูนต่อประสิทธิภาพของปุ๋ยฟอสฟอรัสขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของดินและรูปแบบของปุ๋ยเหล่านี้ ประสิทธิผลของปุ๋ยฟอสฟอรัสที่ละลายน้ำได้ (เช่น superฟอสเฟต Ca(H2P04)2] บนดินที่มีความเป็นกรดสูงซึ่งมีส่วนประกอบสำคัญของสารประกอบอะลูมิเนียมและเหล็กที่เคลื่อนที่ได้เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดจากการปูน เมื่อเติมมะนาวในปริมาณปกติ สารประกอบอะลูมิเนียมและเหล็กที่เคลื่อนที่ได้จะเปลี่ยนเป็นรูปแบบที่ไม่ละลายน้ำ ดังนั้นการตรึงทางเคมีของฟอสฟอรัสซูเปอร์ฟอสเฟตจากพวกมันจะลดลงและเพิ่มการใช้โดยพืช

เมื่อพิจารณาความเข้มข้นของสิ่งสกปรกในน้ำดื่มและน้ำธรรมชาติจะให้ความสนใจกับปริมาตรของไนเตรต, ซัลเฟต, ไนไตรต์, คลอไรด์โดยลืมเรื่องอลูมิเนียม - โลหะที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ ภายใต้สภาวะปกติ อะลูมิเนียมจะละลายในน้ำเพื่อสร้างสารประกอบต่างๆ ที่ทำปฏิกิริยาอย่างแข็งขันกับสิ่งเจือปนอื่นๆ ส่งผลให้สารอิ่มตัวด้วยอะลูมิเนียมไฮโดรคลอไรด์ เกลือ และสารประกอบอื่น ๆ และสิ่งนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำ - การเสื่อมสภาพขององค์ประกอบทางเคมี, คุณสมบัติทางประสาทสัมผัส, ตัวชี้วัดทางจุลชีววิทยา, แบคทีเรีย
คณะกรรมการนโยบายการเงินอย่างเป็นทางการของอะลูมิเนียมในน้ำสำหรับดื่มและอ่างเก็บน้ำธรรมชาติ คำนวณโดย WHO และองค์กรด้านสิ่งแวดล้อม แต่พารามิเตอร์นี้ไม่ได้คำนึงถึงหลายวิธีที่โลหะเข้าสู่แหล่งธรรมชาติและร่างกายมนุษย์ ดังนั้นการกำหนดปริมาณอะลูมิเนียมในน้ำที่แม่นยำจึงเป็นสิ่งสำคัญ

อลูมิเนียมในแหล่งน้ำธรรมชาติ

ความอิ่มตัวของน้ำตามธรรมชาติกับโลหะเกิดขึ้นเนื่องจากการซึมของอะลูมิโนซิลิเกตและดินเหนียวบางประเภทเข้าไป หลังจากการละลาย ปฏิกิริยาระหว่างอะลูมิเนียมกับน้ำจะเริ่มขึ้น ขึ้นอยู่กับค่า pH ของมันโดยตรง การละลายภายใต้สภาวะธรรมชาติจะเกิดขึ้นอย่างช้าๆ แต่มักเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยไฮดรอกไซด์ บอกไซต์ ไฮโดรคลอไรด์ และสารประกอบอื่นๆ ออกมาเสมอ สารและอะลูมิเนียมนั้นบรรจุอยู่ในน้ำทะเลและน้ำในแม่น้ำ แต่นี่อยู่ภายใต้สภาวะปกติ

โลหะเข้าสู่แหล่งน้ำธรรมชาติจาก:

ท่อระบายน้ำอุตสาหกรรมและในประเทศ
น้ำเสียจากการผลิตสารเคมี (การผลิตใด ๆ จะเพิ่มความเข้มข้นของอลูมิเนียมในน้ำเสีย 2-5 เท่า)
ของเสียจากการก่อสร้างและการปล่อยมลพิษ

ทุกปีจะมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกออกสู่สิ่งแวดล้อมมากขึ้นเรื่อยๆ และการควบคุมระดับมลพิษก็ลดน้อยลงเรื่อยๆ ในน้ำเสียสกปรกที่มีสารเจือปนและสารแขวนลอยในปริมาณมาก อลูมิเนียมจะละลายในน้ำได้เร็วขึ้น มันเข้าสู่แหล่งน้ำในรูปของสารแขวนลอย ไอออน และคอลลอยด์ มันเป็นไอออนและออกไซด์ที่เพิ่มความเป็นพิษ พวกมันมีผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่อาศัยอยู่ในแหล่งธรรมชาติ ตามมาตรฐาน ความเข้มข้นของอะลูมิเนียมในน้ำธรรมชาติไม่ควรเกิน 0.5 มก./เดซิเมตร

อลูมิเนียมในน้ำดื่ม

โลหะที่พบมากที่สุดในโลกจะบรรจุอยู่ในน้ำดื่มอย่างแน่นอน ตามมาตรฐานและข้อกำหนดของ GOST อลูมิเนียมในน้ำจะต้องมี:

ไม่เกิน 0.5 มก./ล. ในน้ำประปา
ภายใน 0.2-0.3 มก./ล. ในน้ำขวด;
ภายใน 0.1-0.2 มก./ล. ในน้ำกรอง

ในแต่ละวันร่างกายมนุษย์ควรได้รับโลหะไม่เกิน 90 มก. แต่หลังจากปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมกับน้ำเสร็จสิ้น สารพิษเจือปนก็จะปรากฏขึ้น ดังนั้นควรตรวจสอบน้ำประปาตลอดจนสารในหลุมเจาะเพื่อดูความเข้มข้นของสิ่งเจือปนและส่วนประกอบที่ไม่ปลอดภัย ด้านล่างนี้คือตารางขีดจำกัดความเข้มข้นสูงสุดของอะลูมิเนียมในน้ำดื่มและสารอื่นๆ ที่สำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์

ทำไมคุณจึงควรดื่มน้ำที่มีความเข้มข้นของอลูมิเนียมขั้นต่ำ?

เมื่อพบว่าอลูมิเนียมปรากฏอยู่ในน้ำที่ใดก็คุ้มค่าที่จะพิจารณาวิธีอื่นที่เข้าสู่ร่างกาย ซึ่งจะช่วยควบคุมปริมาณโลหะในแต่ละวัน องค์ประกอบทางเคมีส่วนใหญ่มาจากอาหาร
โลหะยังมีอยู่ใน:

การเตรียมเครื่องสำอาง
เครื่องใช้ที่ทำจากโลหะชนิดเดียวกัน
ยา;
ยาระงับกลิ่นกาย ฯลฯ

ด้วยปริมาณอลูมิเนียมมาตรฐานในน้ำจะไม่มีผลกระทบต่อร่างกาย เมื่อมีความเข้มข้นมากเกินไป ระบบประสาทจะทนทุกข์ทรมาน หน่วยความจำลดลง ซึมเศร้าและหงุดหงิด ผลที่ตามมาจะไม่เกิดขึ้นทันที นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าร่างกายไม่ได้ดูดซับโลหะทั้งหมด นักวิทยาศาสตร์ยังได้พิสูจน์ด้วยว่าปริมาณอะลูมิเนียมที่สูงในน้ำทำให้เกิดโรคทางระบบประสาทและการหยุดชะงักของการเผาผลาญแคลเซียม-ฟอสฟอรัส ซึ่งยับยั้งการผลิตฮีโมโกลบิน ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้สารสำหรับดื่มที่มีปริมาตรโลหะไม่เกิน 0.3 มก./ลิตร ด้วยปริมาณอะลูมิเนียมที่ละลายในน้ำนี้ ปริมาณการบริโภคต่อวันจะไม่เกิน 50 มก./ลิตร ระบบกรองในครัวเรือนใช้สำหรับทำความสะอาด

การทำน้ำให้บริสุทธิ์โดยใช้วิธีจับตัวเป็นก้อน

เพื่อให้ของเหลวที่เหมาะสมสำหรับการดื่มหรือความต้องการทางเทคนิคไหลออกจากก๊อกน้ำ จะต้องทำความสะอาดก่อน ทั้งน้ำบาดาลและน้ำผิวดินต้องผ่านขั้นตอนนี้ก่อนใช้งานใดๆ อธิบายไว้ข้างต้นว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่ออลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับน้ำ - กลิ่นอันไม่พึงประสงค์, สิ่งสกปรกที่ไม่พึงประสงค์เกิดขึ้น, สารจะขุ่นและมีตะกอนปรากฏขึ้น สารประกอบโลหะบางชนิดสามารถทำหน้าที่เป็นสารตกตะกอนที่ดีเยี่ยมซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ยึดเกาะอนุภาคที่เป็นอันตรายและไม่จำเป็นในสารโดยการลดคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของของเหลว ถูกนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อปรับปรุงคุณภาพของของเหลวในระบบบำบัดน้ำ

อลูมิเนียมซัลเฟตส่วนใหญ่มักใช้ในการกรองน้ำให้บริสุทธิ์สำหรับทุกความต้องการ coagulum มีฤทธิ์มากที่สุดในสภาพแวดล้อมที่มีความเป็นกรด 4.4-6.1 pH แต่ยังใช้กับสารที่มีค่า pH ตั้งแต่ 7 ถึง 8 ด้วย ขั้นตอนการบำบัดน้ำมีดังนี้:

เติมอะลูมิเนียมซัลเฟตลงในของเหลว
สื่อผสม - การผสมเสร็จสมบูรณ์ภายใน 1-3 นาที
การแข็งตัวซึ่งสื่อผ่านจากอ่างเก็บน้ำหนึ่งไปยังอีกอ่างเก็บน้ำหนึ่ง (กระบวนการนี้ใช้เวลา 30 นาทีถึง 1 ชั่วโมง)
การตกตะกอนของตะกอนที่ถูกผูกไว้
การกรองตัวกลางบริสุทธิ์

ในขณะนี้ การทำน้ำให้บริสุทธิ์ด้วยอะลูมิเนียมเป็นวิธีที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพในการกำจัดอนุภาคแขวนลอยออกจากของเหลว ในระหว่างการแข็งตัวจะสังเกตการกำจัดโซเดียมและแคลเซียมไบคาร์บอเนตและคาร์บอเนตด้วย เมื่อเสร็จสิ้นขั้นตอนการบำบัดน้ำ ผู้บริโภคจะได้รับน้ำที่สะอาดและมีกลิ่นหอม

อลูมิเนียม – การทำลายโลหะภายใต้อิทธิพลของสิ่งแวดล้อม

สำหรับปฏิกิริยา Al 3+ +3e → Al ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของอะลูมิเนียมคือ -1.66 V

จุดหลอมเหลวของอลูมิเนียมคือ 660 °C

ความหนาแน่นของอะลูมิเนียมคือ 2.6989 g/cm 3 (ภายใต้สภาวะปกติ)

อลูมิเนียมถึงแม้จะเป็นโลหะที่แอคทีฟ แต่ก็มีคุณสมบัติการกัดกร่อนที่ดีพอสมควร สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยความสามารถในการหลบเลี่ยงในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวมากมาย

ความต้านทานการกัดกร่อนของอลูมิเนียมขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย: ความบริสุทธิ์ของโลหะ สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ความเข้มข้นของสิ่งสกปรกที่รุนแรงในสิ่งแวดล้อม อุณหภูมิ ฯลฯ ค่า pH ของสารละลายมีอิทธิพลอย่างมาก อลูมิเนียมออกไซด์เกิดขึ้นบนพื้นผิวโลหะในช่วง pH ตั้งแต่ 3 ถึง 9 เท่านั้น!

ความต้านทานการกัดกร่อนของ Al ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากความบริสุทธิ์ สำหรับการผลิตหน่วยและอุปกรณ์ทางเคมี จะใช้เฉพาะโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง (ไม่มีสิ่งเจือปน) เช่น อะลูมิเนียม AB1 และ AB2

การกัดกร่อนของอลูมิเนียมไม่ได้สังเกตเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีการสร้างฟิล์มป้องกันออกไซด์บนพื้นผิวของโลหะเท่านั้น

เมื่อถูกความร้อน อลูมิเนียมสามารถทำปฏิกิริยากับอโลหะบางชนิดได้:

2Al + N 2 → 2AlN – ปฏิกิริยาของอลูมิเนียมและไนโตรเจนกับการก่อตัวของอะลูมิเนียมไนไตรด์

4Al + 3C → Al 4 C 3 – ปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมกับคาร์บอนเพื่อสร้างอะลูมิเนียมคาร์ไบด์

2Al + 3S → Al 2 S 3 – ปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมและซัลเฟอร์กับการก่อตัวของอะลูมิเนียมซัลไฟด์

การกัดกร่อนของอะลูมิเนียมในอากาศ (การกัดกร่อนของอะลูมิเนียมในบรรยากาศ)

อลูมิเนียมเมื่อทำปฏิกิริยากับอากาศจะกลายเป็นแบบพาสซีฟ เมื่อโลหะบริสุทธิ์สัมผัสกับอากาศ ฟิล์มป้องกันบาง ๆ ของอะลูมิเนียมออกไซด์จะปรากฏขึ้นบนพื้นผิวอะลูมิเนียมทันที นอกจากนี้การเติบโตของฟิล์มก็ช้าลง สูตรของอลูมิเนียมออกไซด์คือ Al 2 O 3 หรือ Al 2 O 3 H 2 O

ปฏิกิริยาของอลูมิเนียมกับออกซิเจน:

4อัล + 3O 2 → 2อัล 2 O 3

ความหนาของฟิล์มออกไซด์นี้อยู่ระหว่าง 5 ถึง 100 นาโนเมตร (ขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งาน) อลูมิเนียมออกไซด์มีการยึดเกาะที่ดีกับพื้นผิวและเป็นไปตามสภาพความต่อเนื่องของฟิล์มออกไซด์ เมื่อเก็บไว้ในคลังสินค้าความหนาของอลูมิเนียมออกไซด์บนพื้นผิวโลหะจะอยู่ที่ประมาณ 0.01 - 0.02 ไมครอน เมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจนแห้ง – 0.02 – 0.04 ไมครอน เมื่ออะลูมิเนียมอบชุบด้วยความร้อน ความหนาของฟิล์มออกไซด์จะสูงถึง 0.1 ไมครอน

อลูมิเนียมค่อนข้างทนทานทั้งในอากาศบริสุทธิ์ในชนบทและในบรรยากาศอุตสาหกรรม (ประกอบด้วยไอกำมะถัน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ก๊าซแอมโมเนีย ไฮโดรเจนคลอไรด์แห้ง ฯลฯ) เพราะ สารประกอบกำมะถันไม่มีผลกระทบต่อการกัดกร่อนของอลูมิเนียมในสภาพแวดล้อมของก๊าซ - ใช้สำหรับการผลิตโรงงานแปรรูปน้ำมันดิบที่มีรสเปรี้ยวและอุปกรณ์หลอมโลหะยาง

การกัดกร่อนของอลูมิเนียมในน้ำ

แทบจะไม่สังเกตเห็นการกัดกร่อนของอะลูมิเนียมเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำกลั่นที่สะอาดและสดใหม่ การเพิ่มอุณหภูมิเป็น 180 °C ไม่มีผลพิเศษใดๆ ไอน้ำร้อนก็ไม่มีผลต่อการกัดกร่อนของอะลูมิเนียมเช่นกัน หากคุณเติมด่างเล็กน้อยลงในน้ำ แม้ที่อุณหภูมิห้อง อัตราการกัดกร่อนของอะลูมิเนียมในสภาพแวดล้อมดังกล่าวจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย

ปฏิกิริยาระหว่างอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ (ไม่เคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์) กับน้ำสามารถอธิบายได้โดยใช้สมการปฏิกิริยา:

2อัล + 6H 2 O = 2อัล(OH) 3 + 3H 2

เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำทะเล อลูมิเนียมบริสุทธิ์จะเริ่มสึกกร่อน เนื่องจาก... ไวต่อเกลือที่ละลาย ในการใช้อะลูมิเนียมในน้ำทะเล จะต้องเติมแมกนีเซียมและซิลิกอนจำนวนเล็กน้อยลงในองค์ประกอบ ความต้านทานการกัดกร่อนของอลูมิเนียมและโลหะผสมเมื่อสัมผัสกับน้ำทะเลจะลดลงอย่างมากหากโลหะมีทองแดง

การกัดกร่อนของอะลูมิเนียมในกรด

เมื่อความบริสุทธิ์ของอะลูมิเนียมเพิ่มขึ้น ความต้านทานต่อกรดก็จะเพิ่มขึ้น

การกัดกร่อนของอลูมิเนียมในกรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟูริก (มีคุณสมบัติออกซิไดซ์) ที่ความเข้มข้นปานกลางเป็นอันตรายต่ออะลูมิเนียมและโลหะผสมของมันมาก ปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเจือจางอธิบายได้จากสมการ:

2Al + 3H 2 SO 4 (ดิล) → อัล 2 (SO 4) 3 + 3H 2

กรดซัลฟิวริกเย็นเข้มข้นไม่มีผล และเมื่อถูกความร้อนอลูมิเนียมจะกัดกร่อน:

2Al + 6H 2 SO 4 (คอนซี) → อัล 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

ในกรณีนี้จะเกิดเกลือที่ละลายน้ำได้ - อะลูมิเนียมซัลเฟต

อัลมีความคงตัวในโอเลียม (กรดฟูมิงซัลฟิวริก) ที่อุณหภูมิสูงถึง 200 °C ด้วยเหตุนี้จึงใช้สำหรับการผลิตกรดคลอโรซัลโฟนิก (HSO 3 Cl) และโอเลี่ยม

การกัดกร่อนของอลูมิเนียมในกรดไฮโดรคลอริก

อลูมิเนียมหรือโลหะผสมจะละลายอย่างรวดเร็วในกรดไฮโดรคลอริก (โดยเฉพาะเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น) สมการการกัดกร่อน:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

สารละลายของกรดไฮโดรโบรมิก (HBr) และกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) ทำหน้าที่คล้ายกัน

การกัดกร่อนของอะลูมิเนียมในกรดไนตริก

สารละลายเข้มข้นของกรดไนตริกมีคุณสมบัติออกซิไดซ์สูง อลูมิเนียมในกรดไนตริกที่อุณหภูมิปกติมีความทนทานสูง (ความต้านทานสูงกว่าสแตนเลส 12H18Н9) มันยังใช้ในการผลิตกรดไนตริกเข้มข้นโดยการสังเคราะห์โดยตรง

เมื่อถูกความร้อน การกัดกร่อนของอลูมิเนียมในกรดไนตริกจะเกิดขึ้นตามปฏิกิริยา:

อัล + 6HNO 3 (คอนซี) → อัล(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

การกัดกร่อนของอลูมิเนียมในกรดอะซิติก

อลูมิเนียมค่อนข้างทนต่อกรดอะซิติกได้ทุกความเข้มข้น เฉพาะในกรณีที่อุณหภูมิไม่เกิน 65 °C ใช้ในการผลิตฟอร์มาลดีไฮด์และกรดอะซิติก ที่อุณหภูมิสูงขึ้น อลูมิเนียมจะละลาย (ยกเว้นความเข้มข้นของกรด 98 - 99.8%)

อลูมิเนียมมีความเสถียรในสารละลายโบรมิกและสารละลายอ่อนของกรดโครมิก (มากถึง 10%), กรดฟอสฟอริก (มากถึง 1%) ที่อุณหภูมิห้อง

กรดซิตริก บิวทีริก มาลิก ทาร์ทาริก กรดโพรพิโอนิก ไวน์ และน้ำผลไม้มีผลกระทบเล็กน้อยต่ออลูมิเนียมและโลหะผสม

กรดออกซาลิก ฟอร์มิก และออร์กาโนคลอรีนทำลายโลหะ

ความต้านทานการกัดกร่อนของอะลูมิเนียมได้รับอิทธิพลอย่างมากจากไอและปรอทเหลว หลังจากสัมผัสกันสั้นๆ โลหะและโลหะผสมของมันจะกัดกร่อนอย่างเข้มข้นจนกลายเป็นอะมัลกัม

การกัดกร่อนของอลูมิเนียมในด่าง

อัลคาลิสละลายฟิล์มป้องกันออกไซด์บนพื้นผิวอลูมิเนียมได้ง่ายและเริ่มทำปฏิกิริยากับน้ำซึ่งเป็นผลมาจากการที่โลหะละลายเมื่อมีการปล่อยไฮโดรเจน (การกัดกร่อนของอลูมิเนียมด้วยการเปลี่ยนขั้วของไฮโดรเจน)

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2;

2(NaOHH 2 O) + 2Al → 2NaAlO 2 + 3H 2

อะลูมิเนตจะเกิดขึ้น

นอกจากนี้ฟิล์มออกไซด์ยังถูกทำลายโดยไอออนของปรอท ทองแดง และคลอรีน

อลูมิเนียมเป็นโลหะที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก เป็นส่วนประกอบของดินเหนียว เฟลด์สปาร์ ไมคัส และแร่ธาตุอื่นๆ อีกมากมาย ปริมาณอะลูมิเนียมทั้งหมดในเปลือกโลกคือ

วัตถุดิบหลักในการผลิตอะลูมิเนียมคือแร่บอกไซต์ที่มีอลูมินา แร่อะลูมิเนียมที่สำคัญที่สุดยังรวมถึงอลูไนต์และเนฟีลีนด้วย

สหภาพโซเวียตมีปริมาณสำรองอลูมิเนียม นอกจากแร่บอกไซต์แล้ว ซึ่งเรามีอยู่ในเทือกเขาอูราล ในสาธารณรัฐสังคมนิยมโซเวียตปกครองตนเองบัชคีร์ และในคาซัคสถาน แหล่งที่มาของอะลูมิเนียมที่ร่ำรวยที่สุดคือเนฟีลีน ซึ่งเกิดขึ้นร่วมกับอะพาไทต์ในเทือกเขาคิบินี แหล่งวัตถุดิบอะลูมิเนียมจำนวนมากมีอยู่ในไซบีเรีย

Wöhlerได้รับอะลูมิเนียมเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2370 โดยการกระทำของโลหะโพแทสเซียมกับอะลูมิเนียมคลอไรด์ อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการเกิดขึ้นอย่างกว้างขวางในธรรมชาติ แต่อะลูมิเนียมก็เป็นหนึ่งในโลหะหายากจนถึงปลายศตวรรษที่ 19

ปัจจุบันอะลูมิเนียมผลิตได้จากอะลูมิเนียมออกไซด์ในปริมาณมหาศาลโดยวิธีอิเล็กโทรไลต์ อะลูมิเนียมออกไซด์ที่ใช้จะต้องมีความบริสุทธิ์เพียงพอ เนื่องจากอะลูมิเนียมที่ถลุงแล้วจะขจัดสิ่งเจือปนได้ยาก แร่อะลูมิเนียมบริสุทธิ์ได้มาจากการประมวลผลแร่อะลูมิเนียมธรรมชาติ

การผลิตอะลูมิเนียมเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งเต็มไปด้วยความยากลำบากอย่างยิ่ง วัสดุเริ่มต้นหลัก - อลูมิเนียมออกไซด์ - ไม่นำไฟฟ้าและมีจุดหลอมเหลวที่สูงมาก (ประมาณปี 2050) ดังนั้นส่วนผสมที่หลอมละลายของไครโอไลท์และอะลูมิเนียมออกไซด์จึงต้องผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส

ส่วนผสมที่มีประมาณ (มวล) ละลายที่และมีค่าการนำไฟฟ้า ความหนาแน่น และความหนืดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกระบวนการนี้ เพื่อปรับปรุงลักษณะเหล่านี้ให้ดียิ่งขึ้นจึงเติมสารเติมแต่งและเติมลงในส่วนผสม ด้วยเหตุนี้ จึงทำให้สามารถอิเล็กโทรไลซิสได้ที่

อิเล็กโทรไลเซอร์สำหรับการถลุงอะลูมิเนียมเป็นโครงเหล็กที่บุด้วยอิฐทนไฟด้านใน ด้านล่าง (ด้านล่าง) ซึ่งประกอบจากบล็อกถ่านหินอัดทำหน้าที่เป็นแคโทด แอโนด (หนึ่งอันขึ้นไป) ตั้งอยู่ด้านบน: เป็นเฟรมอลูมิเนียมที่เต็มไปด้วยถ่านอัดก้อน ในโรงงานสมัยใหม่ มีการติดตั้งอิเล็กโทรไลเซอร์เป็นอนุกรม แต่ละซีรีย์ประกอบด้วยอิเล็กโทรไลเซอร์ 150 ตัวขึ้นไป

ในระหว่างอิเล็กโทรไลซิส อลูมิเนียมจะถูกปล่อยออกมาที่แคโทดและออกซิเจนที่ขั้วบวก อลูมิเนียมซึ่งมีความหนาแน่นสูงกว่าการหลอมแบบเดิมจะถูกรวบรวมไว้ในเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ จากที่นี่เขาจะได้รับการปล่อยตัวเป็นระยะ เมื่อโลหะถูกปล่อยออกมา จะมีการเพิ่มอะลูมิเนียมออกไซด์ส่วนใหม่ลงในการหลอม ออกซิเจนที่ปล่อยออกมาระหว่างอิเล็กโทรไลซิสจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนของขั้วบวกซึ่งจะเผาไหม้ทำให้เกิด CO และ

อะลูมิเนียมไม่ได้ผลิตในรัสเซียก่อนการปฏิวัติ โรงถลุงอะลูมิเนียมแห่งแรกในสหภาพโซเวียต (Volkhovsky) เริ่มดำเนินการในปี 2475 และในปี 2478 ประเทศของเราได้อันดับที่สามของโลกในด้านการผลิตอะลูมิเนียม

โครงสร้างที่เหมือนกันของชั้นอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอกของอะตอมโบรอนและอะลูมิเนียมจะกำหนดความคล้ายคลึงกันในคุณสมบัติขององค์ประกอบเหล่านี้ ดังนั้นอลูมิเนียมเช่นเดียวกับโบรอนจึงมีลักษณะเฉพาะด้วยสถานะออกซิเดชันเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เมื่อเปลี่ยนจากโบรอนเป็นอะลูมิเนียม รัศมีของอะตอมจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก (จาก 0.091 เป็น ) และยิ่งไปกว่านั้น ชั้นอิเล็กตรอนแปดอิเล็กตรอนระดับกลางอีกชั้นหนึ่งก็ปรากฏขึ้นเพื่อปกป้องนิวเคลียส ทั้งหมดนี้ส่งผลให้การเชื่อมต่อระหว่างอิเล็กตรอนชั้นนอกกับนิวเคลียสอ่อนลง และส่งผลให้พลังงานไอออไนเซชันของอะตอมลดลง (ดูตารางที่ 35) ดังนั้นอลูมิเนียมจึงมีคุณสมบัติทางโลหะที่เด่นชัดมากกว่าโบรอนมาก อย่างไรก็ตาม พันธะเคมีที่เกิดจากอะลูมิเนียมกับองค์ประกอบอื่น ๆ นั้นมีโคเวเลนต์ในธรรมชาติเป็นหลัก

คุณสมบัติอีกประการหนึ่งของอลูมิเนียม (เช่นเดียวกับอะนาล็อก - แกลเลียม อินเดียม และแทลเลียม) เมื่อเปรียบเทียบกับโบรอนคือการมีอยู่ของระดับย่อยอิสระในชั้นอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอกของอะตอม ด้วยเหตุนี้หมายเลขประสานงานของอลูมิเนียมในสารประกอบจึงไม่เพียงมีสี่เช่นโบรอน แต่ยังมีหกอีกด้วย

ข้าว. 165. แผนผังโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุล: วงกลมสีดำคืออะตอมอะลูมิเนียม วงกลมเบาคืออะตอมของคลอรีน

อลูมิเนียมเชื่อมต่อกันเหมือนกับสารประกอบโบรอนที่คล้ายกัน ในแต่ละโมเลกุลของสารประกอบดังกล่าว จะมีอิเล็กตรอนเพียง 6 ตัวในชั้นอิเล็กตรอนด้านนอกของอะตอมอลูมิเนียม ดังนั้นอะตอมอลูมิเนียมจึงสามารถเป็นตัวรับคู่อิเล็กตรอนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอะลูมิเนียมเฮไลด์นั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการก่อตัวของไดเมอร์ซึ่งดำเนินการตามวิธีการของผู้บริจาค (ในแผนภาพ D - อะตอมฮาโลเจน):

ดังที่เห็นได้ โมเลกุลไดเมอร์ดังกล่าวมีอะตอมฮาโลเจนแบบ "บริดจ์" สองอะตอม โครงสร้างเชิงพื้นที่แสดงไว้ในรูปที่. 165. อะลูมิเนียมเฮไลด์มีอยู่ในรูปของโมเลกุลไดเมอริกในการละลายและไอระเหย อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปองค์ประกอบของพวกเขามักจะแสดงในรูปแบบ . ด้านล่างนี้เราจะปฏิบัติตามวิธีการเขียนสูตรสำหรับอะลูมิเนียมเฮไลด์นี้ด้วย

อะลูมิเนียมไฮไดรด์ก็เป็นสารประกอบที่ขาดอิเล็กตรอนเช่นกัน อย่างไรก็ตาม อะตอมไฮโดรเจนนั้นต่างจากอะตอมฮาโลเจนในโมเลกุลตรงที่ไม่มีคู่อิเล็กตรอนตัวเดียวและไม่สามารถทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนได้ ดังนั้น โมเลกุลแต่ละโมเลกุลในที่นี้จึงเชื่อมต่อถึงกันโดย "การเชื่อมโยง" อะตอมไฮโดรเจนด้วยพันธะสามจุดศูนย์กลาง คล้ายกับพันธะในโมเลกุลโบโรไฮไดรด์ (ดูหน้า 612) เป็นผลให้เกิดโพลีเมอร์ที่เป็นของแข็งซึ่งสามารถแสดงองค์ประกอบได้ด้วยสูตร

อลูมิเนียมเป็นโลหะเบาสีเงินสีขาว ดึงเป็นเส้นลวดและรีดเป็นแผ่นบางได้ง่าย

ที่อุณหภูมิห้อง อลูมิเนียมจะไม่เปลี่ยนแปลงในอากาศ แต่เพียงเพราะพื้นผิวถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์บางๆ ซึ่งมีผลในการป้องกันที่แข็งแกร่งมาก ตัวอย่างเช่น การทำลายฟิล์มนี้โดยการรวมอะลูมิเนียม ทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างรวดเร็วของโลหะ พร้อมด้วยความร้อนที่สังเกตได้

ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของอะลูมิเนียมคือ -1.663 V แม้จะมีค่าเป็นลบ แต่อลูมิเนียมไม่สามารถแทนที่ไฮโดรเจนจากน้ำได้เนื่องจากการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิว อย่างไรก็ตาม อลูมิเนียมที่ผสมกันซึ่งไม่ก่อให้เกิดชั้นออกไซด์ที่หนาแน่น จะทำปฏิกิริยาอย่างแรงกับน้ำเพื่อปล่อยไฮโดรเจนออกมา

เจือจางกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกละลายอะลูมิเนียมได้ง่าย โดยเฉพาะเมื่อถูกความร้อน กรดไนตริกเข้มข้นที่เจือจางสูงและเย็นไม่ละลายอลูมิเนียม

เมื่อสารละลายอัลคาไลในน้ำทำปฏิกิริยากับอลูมิเนียม ชั้นออกไซด์จะละลายและเกิดอะลูมิเนตขึ้น - เกลือที่มีอลูมิเนียมเป็นส่วนหนึ่งของไอออน:

โซเดียมเตตระไฮดรอกซีอะลูมิเนต

อลูมิเนียมที่ไม่มีฟิล์มป้องกันทำปฏิกิริยากับน้ำโดยแทนที่ไฮโดรเจนจากมัน:

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยากับอัลคาไลส่วนเกิน ทำให้เกิดไฮดรอกซีอะลูมิเนต:

เมื่อเพิ่มสมการสุดท้ายเป็นสองเท่าและเพิ่มลงในสมการก่อนหน้า เราจะได้สมการรวมสำหรับการละลายอะลูมิเนียมในสารละลายด่างที่เป็นน้ำ:

อะลูมิเนียมละลายอย่างเห็นได้ชัดในสารละลายเกลือซึ่งมีปฏิกิริยาเป็นกรดหรือด่างเช่นในสารละลายเนื่องจากการไฮโดรไลซิส

หากผงอลูมิเนียม (หรืออลูมิเนียมฟอยล์บาง ๆ) ได้รับความร้อนอย่างแรง จะติดไฟและเผาไหม้ด้วยเปลวไฟสีขาวจนมองไม่เห็น ทำให้เกิดอะลูมิเนียมออกไซด์

การใช้อลูมิเนียมหลักคือการผลิตโลหะผสมตามนั้น สารเติมแต่งอัลลอยด์ (เช่น ทองแดง ซิลิคอน แมกนีเซียม สังกะสี แมงกานีส) จะถูกเติมลงในอะลูมิเนียมเป็นหลักเพื่อเพิ่มความแข็งแรง Dura homins ที่ประกอบด้วยทองแดงและแมกนีเซียม, silumins ซึ่งมีสารเติมแต่งหลักคือซิลิคอน และ magnalium (โลหะผสมของอลูมิเนียมและแมกนีเซียม) แพร่หลาย ข้อได้เปรียบหลักของโลหะผสมอลูมิเนียมทั้งหมดคือความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงสูง (ต่อหน่วยมวล) ความต้านทานต่อการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศที่น่าพอใจ ความถูกเมื่อเปรียบเทียบ และความง่ายในการผลิตและการแปรรูป อะลูมิเนียมอัลลอยด์ถูกนำมาใช้ในจรวด เครื่องบิน รถยนต์ การต่อเรือ และการผลิตเครื่องมือ ในการผลิตเครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร และในอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมาย อลูมิเนียมอัลลอยด์ครองอันดับที่สองในแง่ของความกว้างในการใช้งาน รองจากเหล็กและเหล็กหล่อ

อลูมิเนียมเป็นหนึ่งในสารเติมแต่งที่พบมากที่สุดในโลหะผสมที่มีทองแดง แมกนีเซียม ไทเทเนียม นิกเกิล สังกะสี และเหล็ก

ในรูปของโลหะบริสุทธิ์ อลูมิเนียมจะใช้ในการผลิตอุปกรณ์เคมี สายไฟฟ้า และตัวเก็บประจุ แม้ว่าค่าการนำไฟฟ้าของอลูมิเนียมจะน้อยกว่าทองแดง (ประมาณค่าการนำไฟฟ้าของทองแดง) แต่สิ่งนี้จะถูกชดเชยด้วยความสว่างของอลูมิเนียมซึ่งทำให้สายไฟหนาขึ้น: ลวดอลูมิเนียมมีน้ำหนักครึ่งหนึ่งด้วยค่าการนำไฟฟ้าเท่ากัน มากเท่ากับลวดทองแดง

สิ่งสำคัญคือต้องใช้อลูมิเนียมในการทำอะลูมิไนซ์ซึ่งประกอบด้วยการทำให้พื้นผิวของเหล็กหรือผลิตภัณฑ์เหล็กหล่ออิ่มตัวด้วยอลูมิเนียมเพื่อป้องกันวัสดุฐานจากการเกิดออกซิเดชันภายใต้ความร้อนสูง ในทางโลหะวิทยา อะลูมิเนียมใช้ในการผลิตแคลเซียม แบเรียม ลิเธียม และโลหะอื่นๆ บางชนิดโดยใช้อะลูมิเนียมอเทอร์มี (ดูมาตรา 192)

อะลูมิเนียมออกไซด์หรือที่เรียกว่าอลูมินา เกิดขึ้นตามธรรมชาติในรูปแบบผลึก ก่อตัวเป็นแร่คอรันดัม คอรันดัมมีความแข็งสูงมาก คริสตัลโปร่งใสที่มีสีแดงหรือน้ำเงินจากสิ่งเจือปน ได้แก่ หินล้ำค่าอย่างทับทิมและแซฟไฟร์ ขณะนี้ทับทิมถูกผลิตขึ้นมาโดยการหลอมอลูมินาในเตาไฟฟ้า มีการใช้ไม่มากนักกับเครื่องประดับเช่นเดียวกับวัตถุประสงค์ทางเทคนิค เช่น สำหรับการผลิตชิ้นส่วนสำหรับเครื่องมือที่มีความแม่นยำ หินในนาฬิกา เป็นต้น ผลึกทับทิมที่มีสิ่งเจือปนเล็กน้อยถูกใช้เป็นเครื่องกำเนิดควอนตัม - เลเซอร์ที่สร้างลำแสงโดยตรงของ รังสีเอกรงค์

คอรันดัมและพันธุ์เนื้อละเอียดที่มีสิ่งเจือปนจำนวนมาก เช่น กากกะรุน ถูกใช้เป็นวัสดุขัด

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ตกตะกอนในรูปของตะกอนเจลาตินัสภายใต้การกระทำของด่างกับสารละลายเกลืออะลูมิเนียมและก่อให้เกิดสารละลายคอลลอยด์ได้อย่างง่ายดาย

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เป็นแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ทั่วไป เมื่อกรดจะเกิดเกลือที่มีอะลูมิเนียมไอออนบวกและมีอัลคาไล - อะลูมิเนต เมื่ออะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับสารละลายที่เป็นน้ำของอัลคาไล หรือเมื่ออลูมิเนียมโลหะถูกละลายในสารละลายอัลคาไล จะเกิดไฮดรอกซีอะลูมิเนตตามที่กล่าวไว้ข้างต้น เป็นต้น เมื่ออะลูมิเนียมออกไซด์ถูกหลอมรวมกับออกไซด์หรือไฮดรอกไซด์ที่เกี่ยวข้อง จะได้อนุพันธ์ของกรดเมตาอะลูมิเนียม เช่น:

ทั้งเกลืออะลูมิเนียมและอะลูมิเนตในสารละลายถูกไฮโดรไลซ์อย่างสูง ดังนั้นเกลืออะลูมิเนียมและกรดอ่อนในสารละลายจึงถูกแปลงเป็นเกลือพื้นฐานหรือผ่านการไฮโดรไลซิสโดยสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น เมื่อเกลืออะลูมิเนียมทำปฏิกิริยาในสารละลายกับอะลูมิเนียม จะไม่ใช่อะลูมิเนียมคาร์บอเนตที่ก่อตัวขึ้น แต่เป็นไฮดรอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกปล่อยออกมา:

อะลูมิเนียมคลอไรด์ อลูมิเนียมคลอไรด์ปราศจากน้ำได้มาจากปฏิกิริยาโดยตรงของคลอรีนกับอลูมิเนียม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ต่างๆ

มันละลายในน้ำและปล่อยความร้อนออกมาจำนวนมาก เมื่อสารละลายถูกระเหย จะเกิดไฮโดรไลซิส ไฮโดรเจนคลอไรด์จะถูกปล่อยออกมา และได้อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ หากการระเหยเกิดขึ้นโดยมีกรดไฮโดรคลอริกมากเกินไปก็จะได้ผลึกขององค์ประกอบ

ดังที่ระบุไว้แล้วในหน้า 614 พันธะเคมีที่เกิดจากอะตอมอะลูมิเนียมมีลักษณะเป็นโคเวเลนต์เป็นส่วนใหญ่ สิ่งนี้ส่งผลต่อคุณสมบัติของสารประกอบที่เกิดขึ้น ดังนั้น ที่ความดันบรรยากาศปกติ อลูมิเนียมคลอไรด์ปราศจากน้ำจะระเหิดได้ที่ และที่ความดันสูงจะละลายที่ และในสถานะหลอมเหลว จะไม่นำกระแสไฟฟ้า ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้การหลอมเพื่อการผลิตอลูมิเนียมด้วยไฟฟ้าได้

อะลูมิเนียมซัลเฟตได้มาจากการกระทำของกรดซัลฟิวริกร้อนกับอะลูมิเนียมออกไซด์หรือดินขาว ใช้สำหรับทำน้ำให้บริสุทธิ์ (ดูหน้า 598) รวมทั้งในการเตรียมกระดาษบางประเภท

โพแทสเซียมสารส้มถูกนำมาใช้ในปริมาณมากสำหรับการฟอกหนัง เช่นเดียวกับการย้อมสีเพื่อใช้เป็นสารช่วยประชดสำหรับผ้าฝ้าย ในกรณีหลัง ผลของสารส้มขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นจากการไฮโดรไลซิสสะสมอยู่ในเส้นใยผ้าในสถานะที่กระจายตัวอย่างประณีต และเมื่อดูดซับสีย้อมแล้วก็จะยึดสีย้อมไว้อย่างแน่นหนาบนเส้นใย