Алюмінієвий метал 20 століття. §1. Історія відкриття алюмінію. Отримання виливків з алюмінієвих сплавів

Лімфатична система Тісно пов'язана з кровоносною. Постачання тканин поживними речовинами і киснем з крові відбувається через тканинну рідину. 1/4 всієї маси тіла становлять тканинна рідина і лімфа. Проникаючи в просвіт лімфатичних капілярів, тканинна

динамічна недостатність лімфатичної системи виникає при невідповідності між надлишком тканинної рідини і швидкістю її відведення, що має місце при значному підвищенні проникності кровоносних судин.

Резорбціонная недостатність лімфатичної системи обумовлена \u200b\u200bзменшенням проникності лімфатичних капілярів або зміною дисперсних властивостей тканинних білків.

До наслідків лимфостаза відносять лімфедему - лімфатичний набряк, що поєднується з хілезом серозних порожнин, що надає рідини молочний білий колір (хілезний асцит, хилоторакс). Можуть вознікатьхілезние кісти, лімфатичні свищі(Зовнішні або внутрішні, які утворюються після травми тканин з лимфостазом), лімфовенозна шунти, лімфатичні тромби, Що складаються з білкових коагулятов і закривають просвіт судин, лімфангіоектазія(Нерівномірні розширення лімфатичних судин, що містять згорнулася лімфу).

Значення порушень лімфообігу (Що розвивається, як правило, в тісному зв'язку з порушеннями кровообігу)полягає в порушенні обміну речовин в уражених тканинах, розвитку в гострих випадках дистрофічних, гіпоксичних та некротичних змін . При хронічних порушеннях до перерахованих патологічних процесів приєднуються атрофія і склероз (внаслідок активації фібробластів) аж до розвитку слоновості.

оснащення лекції

Макропрепарати: мускатна печінка, бура індурація легень, цианотическая индурация нирки, цианотическая индурация селезінки, гематома головного мозку, петехії (діапедезні крововиливи) головного мозку, "іржава" кіста головного мозку, шокова нирка.

Мікропрепарати: венозне повнокров'я шкіри, мускатна печінка (гематоксилін і еозин), мускатна печінка (еритрозин), бура індурація легень (гематоксилін і еозин), бура індурація легень

(Реакція Перлса), крововилив в головний мозок, гіаліноз судин селезінки, фібриноїдний некроз артеріоли нирки, некроз епітелію звивистих канальців нирки, шокова легеня.

Електронограмми:капилляризация синусоидов, пиноцитоз, плазматичне просочування судинної стінки.

Лекція № 5

РОЗЛАДИ КРОВООБІГУ: ГЕМОСТАЗ, СТАЗ, ТРОМБОЗ, ДВС-СИНДРОМ,

ЕМБОЛІЯ, ІШЕМІЯ, ИНФАРКТ

Нормальний стан крові в судинному руслі підтримується гемостазу, що відображає взаємодію чотирьох систем: коагуляції, фібринолізу, ендотеліальних клітин і тромбоцитів (схема 5.1).

Коагуляція (згортання) крові здійснюється каскадом ферментних впливів, спрямованих на перетворення розчинної білка плазми фібриногену в нерозчинний фібрин, що відбувається в результаті дії плазмових факторів згортання крові (табл.5.1).У коагуляції виділяють внутрішню і зовнішню системи, тісно пов'язані між собою і об'єднуються на стадії утворення активного чинника Х.

Внутрішня система коагуляції активується при контакті плазми крові з негативно зарядженою поверхнею, зокрема, з базальноїмембраною судини, колагеновими волокнами. У місці пошкодження судинної стінки відкладається фактор XII, що перетворює прекалікреїн (фактор Флетчера) в активний фермент калікреїн, який, в свою чергу, активізує високомолекулярний кининоген (фактор Фітцджеральда-Фложе) і всю систему кініну. У відповідь формується протеолітичний варіант фактора Хагемана - ХIIа, що активує подальшу щабель коагуляції і систему фібринолізу, перш за все фактори Х, II. В результаті виникає стандартний полімер фібрину.

Фактор ХІІ внаслідок своєї МультиДоменні структури активує плазміноген, подібно КАЛІКРЕЇН звільняє брадикинин з високомолекулярного кининогена, активує фактор VII, викликає агрегацію нейтрофілів і звільнення їх еластази, що бере участь в пошкодженні ендотелію. При різних захворюваннях, пов'язаних з активацією внутрішньої системи коагуляції (черевний тиф, нефротичний синдром, септицемія та ін.), Рівень фактора ХII значно знижується через перехід його в активну форму ХIIа, що сприяє порушенню згортання крові.

Система згортання крові

Зовнішня система коагуляції "запускається" при пошкодженні ендотелію і позасудинним тканин, що звільняє тканинної фактор (тромбопластин, фактор III - апопротеина-ліпід- ний комплекс, що міститься в цитоплазматичних мембранах). При цьому відбувається зв'язування факторів VII, Х і IV (іонів кальцію), активація фактора Х, що замикає каскадний механізм, спрямований на утворення тромбіну і фібрину. Останній стабілізується під впливом трансглютамінази фактора ХIII (активується тромбіном), що зв'язує молекули фібрин-мономера в фібрин-полімер через залишки лізину і глютамінової кислоти.

Існує ряд інгібіторів коагуляції. Так, антитромбін III, який синтезується гепатоцитами і ендотеліоцитами, гальмує утворення тромбіну, дія чинників Ха, IХа, ХIа, ХII, калікреїну

і плазміну, причому гепарин виступає в якості каталізатора цих процесів. Плазмові протеїни С (утворюється в гепатоцитах) і S (утворюється в гепатоцитах і ендотеліоцитах) інактивують фактори Vа і VIIa і викликають утворення нековалентних комплексів комплементу, що не володіють кофакторной активністю.

Фібриноліз - це система руйнування виникають в судинному руслі коагулятов і агрегатів крові. Відбувається активація плазміногену з утворенням протеолітичного ферменту плазміну, який руйнує фібрин / фібриноген, фактори коагуляції V, VШ. Слід зазначити, що фибринолиз починає діяти одночасно з внутрішньою системою коагуляції, так як активується фактором ХІІ, калікреїну і високомолекулярних кініногенов. Існують тканинної і урокіназного активатори плазміногену. Тканинної активатор, що виробляється ендотеліоцитами, розчиняє фібрин, що перешкоджає утворенню тромбу. Урокіназного активатор, який синтезується ендотеліоцитами іпозасудинним клітинами, бере участь не тільки в розчиненні позаклітинного матриксу, а також в процесах запалення, інвазії злоякісних пухлин

і в фібринолізі.

Ендотеліоцити і тромбоцити синтезують інгібітор активації плазміногену 1, пригнічує тканинної і урокіназного активатори, тоді як α 2 -плазмін пригнічує плазмин. Отже, фібринолітична активність регулюється цими двома протилежними за дією системами, що забезпечують руйнування надлишків фібрину і утворення продуктів його деградації. Посилення фібринолізу, також як і придушення коагуляції, призводить до підвищеної кровоточивості судин.

Ендотелій в коагуляції і фібринолізі. Гемостаз багато в чому визначається станом ендотеліоцитів, що виробляють біологічно активні речовини, що впливають на коагуляцію, фібриноліз і кровотік. Так, глікопротеїн тромбомодулин забезпечує ковзання крові по поверхні ендотелію, перешкоджаючи її згортання і збільшуючи, зокрема, швидкість активації протеїну С

в тисячу разів. З іншого боку, ендотеліоцити утворюють фактори коагуляції V, VIII, Ш, XII і адгезіруют білок фібронектину (табл.5.2). виникаєтромбогеморрагіческій рівновагу(Схема 5.2). Будь-яке пошкодження ендотелію призводить до зрушення цієї рівноваги

в сторону коагуляції, тим більше що оголення субендотеліальних структур (колаген, еластин, фібронектину, глікозаміноглікани, ламінін і ін.) активізує процеси згортання крові.

Тромбоцити. Через кілька секунд після пошкодження ендотелію до оголеній базальній мембрані судини прилипають тромбоцити, що отримало названіеадгезіі. Цей процес залежить від фактора VIII, що з'єднує глікопротеїнові рецептори тромбоцитів з колагеном базальної мембрани судини або строми. Тромбоцити заповнюють невеликий дефект ендотелію, сприяючи його подальшому загоєнню. Більший ділянку ушкодження закривається тромбом, формування якого направлено на запобігання крововтрати. Адгезія тромбоцитів "запускає" і два наступних процесу: їх секрецію і агрегацію.

Анти- і протромботичні продукти ендотелію

Речовини, що виділяються ендотеліальними клітинами і беруть участь в гемостазі і регуляції кровотоку

секреція тромбоцитівпризводить до звільнення з α-гранул фібриногену, фібронектину, тромбоцитарного фактора росту, β-тромбомодулина. В цей же час з щільних гранул виділяються іони кальцію, аденозіндіфосфатаза, гістамін і серотонін. Активується розташований на поверхні тромбоцитів фактор III (тромбопластин), що запускає внутрішню систему коагуляції. Утворюються метаболіти арахідонової кислоти, наприклад, тромбоксан А2 - сильний, але короткоживучий (до 30 сек) вазоконстриктор.

агрегація тромбоцитівв регулюється тромбоксаном А2, аденозіндіфосфатазой і тромбіном. Вплив останнього на фібриноген призводить до формування полімеру фібрину. Інгібітором агрегації тромбоцитів (але не їх адгезії) є виробляється клітинами ендотелію простагландин I2, який володіє сильним і тривалим (до 2 хв) судинорозширювальну дію. Порушення рівноваги між регуляторами функціонування тромбоцитів веде до тромбозу або кровотечі.

Стазі (від лат. Stasis - зупинка) - зупинка кровотоку в судинах мікроциркуляторного русла (перш за все в капілярах, рідше - в венулах). Зупинці крові зазвичай передує її уповільнення (престаз). Причинами стаза є інфекції, інтоксикації, шок, тривалий штучний кровообіг, вплив фізичних факторів (холодової стаз при обмороженнях). У патогенезі стаза основне значення має зміна реологічних властивостей крові в мікросудинах аж до розвитку сладж-феномена (від англ. Sludge - твань), для якого характерно злипання формених елементів крові, перш за все еритроцитів, що викликає значні гемодинамічні порушення. Сладжування еритроцитів, лейкоцитів, тромбоцитів можливо не тільки в мікроциркуляторному руслі, але і в великих судинах. Воно призводить, зокрема, до збільшення швидкості осідання еритроцитів (ШОЕ). Зупинка кровотоку призводить до підвищення судинної проникності капілярів (і венул), набряку, плазморрагіі і наростаючою ішемії.

Значення стаза визначається його локалізацією і тривалістю. Так, гострий стаз здебільшого призводить до оборотним змін в тканинах, але в головному мозку сприяє розвитку важкого, іноді смертельного набряку з дислокаційний синдромом, який відзначають, наприклад, при комі. У випадках тривалого стаза виникають множинні мікронекрози, діапедезні крововиливи.

Тромбоз (від грец. Thrombus - згорток, згусток) - прижиттєве згортання крові в просвіті судин або порожнинах серця.Будучи одним з найважливіших захисних механізмів гемостазу, тромби можуть повністю або частково закривати просвіт судини з розвитком в тканинах і органах значних порушень кровообігу і важких змін аж до некрозу.

Виділяють загальні і місцеві фактори тромбоутворення . Серед загальних факторів відзначають порушення співвідношення між системами гемостазу (іантизсідальної системами крові), а також зміни якості крові (перш за все її в'язкості). Останнє спостерігається при важкій дегідратації організму, збільшення вмісту грубодисперсних білкових фракцій (наприклад, при мієломної хвороби), при гіперліпідемії (при важкому цукровому діабеті). До місцевих чинників відносять порушення цілісності судинної стінки (пошкодження структури і порушення функції ендотелію), уповільнення і порушення (завихрення, турбулентний рух) кровотоку.

Найбільш часто тромби розвиваються у післяопераційних хворих, які перебувають на тривалому постільному режимі, при хро-

нической серцево-судинної недостатності (хронічному загальному венозному застої), атеросклерозі, злоякісних новоутвореннях, вроджених і набутих станах гіперкоагуляції, у вагітних.

виділяють наступністадії тромбоутворення:

А г г л ю т і н а ц і я т р о м б про ц тощо про в. Адгезія тромбоцитів до ушкодженої ділянки інтими судини відбувається за рахунок тромбоцитарного фибронектина і колагену III і IV типів, що входять до складу оголеною базальної мембрани. Це викликає зв'язування виробляється ендотеліоцитами фактора Віллебранда, що сприяє агрегації тромбоцитів і фактора V. Руйновані тромбоцити звільняють аденозиндифосфат і тромбоксан

А2, що володіють судинозвужувальну дію і сприяють уповільненню кровотоку і збільшення агрегації кров'яних пластинок, викиду серотоніну, гістаміну і тромбоцитарного фактора росту. Слід зазначити, що невеликі дози ацетилсаліцилової кислоти (аспірин) блокують утворення тромбоксану

А2, що лежить в основі профілактичного лікування тромбоутворення, що застосовується, зокрема, у хворих на ішемічну хворобу серця. Відбувається активація фактора Хагемана (XII) і тканинного активатора (фактор III, тромбопластин), що запускають коагуляційний каскад. Пошкоджений ендотелій активує проконвертин (фактор VII). Протромбін (фактор II) перетворюється в тромбін (фактор IIa), що і викликає розвиток наступної стадії.

К о а г у л я ц і я ф і б р і н о г е н а. Відзначається подальша дегрануляция тромбоцитів, виділення аденозиндифосфата ітромбоксану А2. Фібриноген трансформується в фібрин і процес

стає незворотним, так як формується нерозчинний фібриновий згорток, захоплюючий формені елементи і компоненти плазми крові з розвитком подальших стадій.

А г г л ю т і н а ц і я е р і т р про ц тощо про в.

П р е ц і п і т а ц і я п л а з м е н н и х б е л ь к о в.

Системи згортання крові функціонує в тісному зв'язку з протизгортаючої. Фібриноліз починається після перетворення плазміногену в плазмін, який має виражену здатність переводити фібрин з нерозчинної полімерної в розчинну мономірним форму. Крім того, при цьому руйнуються або інактивуються фактори згортання V, VIII, IX, XI, що блокує коагулянтной, кінінову і комплементарную системи.

Морфологія тромбу.Залежно від будови і зовнішнього вигляду, в значній мірі визначається особливостями і швидкістю тромбоутворення, виділяють білий, червоний, змішаний і гиаліновий тромби. Б е л и й т р о м б, що складається з тромбоцитів, фібрину і лейкоцитів, утворюється повільно, при швидкому кровотоці, як правило, в артеріях, між трабекулами ендокарда, на стулках клапанів серця при ендокардітах. До р а з н и й т р о м б, до складу якого входять тромбоцити, фібрин і еритроцити, виникає швидко в судинах з повільним потоком крові, в зв'язку з чим зустрічається зазвичай у венах. З м е ш а н н и й т р о м б включає в себе тромбоцити, фібрин, еритроцити, лейкоцити і зустрічається в будь-яких відділах кровоносного русла, в тому числі і порожнинах серця, аневризмах. У цьому тромбі відзначають наявність невеликої, тісно пов'язаної із судинною стенкойголовкі (за будовою білий тромб), тіла (змішаний тромб) і пухко прикріпленого до інтімехвоста (червоний тромб). Останній може відриватися і служити причиною тромбоемболії. Гі а л і - н о в и е т р о м б и зазвичай множинні і на відміну від попередніх формуються тільки в судинах мікроциркуляторного русла при шоці, опікової хвороби, важких травмах, ДВС-синдромі, зневодненні організму, тяжких формах захворювань і т. п. До їх складу входять преципітувати білки плазми і агглютініровалісь формені елементи крові, що утворюють гомогенну безструктурну масу зі слабкою позитивною гистохимической реакцією на фібрин.

По відношенню до просвіту судини тромби поділяються на пристінкові (найчастіше за будовою білі або змішані, наприклад на атеросклеротичних бляшках) іобтурірующіе (зазвичай червоні). У першому випадку хвіст тромбу зростає проти течії крові, тоді як у другому - може поширюватися в будь-якому напрямку, хоча, як правило, по току крові, наприклад, при тромбофлебіті. За перебігом можна виделітьлокалізованний і прогресуючийтромби.

Залежно від особливостей виникнення виділяють також марантична тромби(Від грец. - marasmas - виснаження, занепад сил), зазвичай змішані за складом, що виникають при виснаженні, дегідратації організму, як правило, в поверхневих венах нижніх кінцівок, синусах твердої мозкової оболонки, а в ряді випадків у людей похилого віку, тоді їх називають старечими ; пухлинні тромби, Що утворюються при вростання злоякісного новоутворення в просвіт вени і розростанні там по току крові або при закупорці конгломератом пухлинних клітин просвіту мікросудин. При справжній поліцитемії зустрічаються червоні тромби у венах, тоді як при лейкозі в мікросудинах часто виявляються лейкемические

З'єднання алюмінію були відомі людині з давніх часів. Одними з них були в'яжучі речовини, до яких відносяться алюмо-калієві галун КAl (SO4) 2. Їм вдавалося знайти широке застосування. Вони використовувалися в якості протрави і як засіб, що зупиняє кров. Просочування деревини розчином алюмокалієвих квасцов робило її негорючої. Відомий цікавий історичний факт, як Архелай- полководець з Риму під час війни з персами наказав намазати вежі, які служили в якості оборонних споруд, квасцами. Персам так і не вдалося спалити їх.

Ще одним із з'єднань алюмінію були природні глини, до складу яких входить оксид алюмінію Al2O3.

Перші спроби отримати алюміній тільки в середині XIX століття. Спроба розпочата данським ученим Х.К.Ерстедом увінчалася успіхом. Для отримання він використовував амальгірованний калій в якості відновника алюмінію з оксиду. Але що за метал був отриманий тоді з'ясувати так і не вдалося. Через деякий час, через два роки, алюміній був отриманий німецьким вченим-хіміком Велером, який отримав алюміній, використовуючи нагрівання безводного хлориду алюмінію з металевим калієм. Багато років праці німецького вченого не пройшли даром. За 20 років він зумів приготувати гранульований метал. Він виявився схожим на срібло, але був значно легше його. Алюміній був дуже дорогим металом, і аж до початку XX століття, його вартість була вища за вартість золота. Тому багато-багато років алюміній використовувався як музейний експонат. Близько 1807 р Деві спробував провести електроліз глинозему, отримав метал, який був названий алюміумом (Alumium) або алюмінум (Aluminum), що в перекладі з латинської - галун.

Отримання алюмінію з глин цікавило не лише вчених-хіміків, а й промисловців. Алюміній дуже важко було відокремити від інших речовин, це сприяло тому, що він був дорожче золота. У 1886 році хіміком Ч.М. Холом був запропонований спосіб, який дозволив отримувати метал у великих кількостях. Проводячи дослідження, він в розплаві кріоліту AlF3 nNaF розчинив оксид алюмінію. Отриману суміш помістив в гранітний посудину і пропустив через розплав постійний електричний струм. Він був дуже здивований, коли через деякий час на дні посудини він виявив бляшки чистого алюмінію. Цей спосіб і в даний час є основним для виробництва алюмінію в промислових масштабах. Отриманий метал всім був хороший, крім міцності, яка була необхідна для промисловості. І ця проблема була вирішена. Німецький хімік Альфред Вільм сплавив алюміній з іншими металами: міддю, марганцем і магнієм. Вийшов сплав, який був значно міцніше алюмінію.

§2. способи отримання

У промисловості алюміній отримують електролізом Al2O3 в розплаві кріоліту Na3 при температурі 950

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

Основні реакції процесів:

CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 (15.з)

SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2

HF і H2SiF6 - газоподібні продукти, що вловлюються водою. Для збезкремнювання отриманого розчину в нього спочатку вводять розрахункова кількість соди:

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

Важко розчинний Na2SiF6 відокремлюють, а залишився розчин плавикової кислоти нейтралізують надлишком соди і гідроксидом алюмінію з отриманням кріоліту:

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

Таким же шляхом можуть бути окремо отримані NaF і AlF3, якщо обескремненний розчин плавикової кислоти нейтралізувати розрахованим кількістю Na2CO3 або Al (OH) 3.

Назад вперед

Увага! Попередній перегляд слайдів використовується виключно в ознайомлювальних цілях і може не давати уявлення про всі можливості презентації. Якщо вас зацікавила дана робота, будь ласка, завантажте повну версію.

За один урок дуже складно розповісти про елемент, його будували атома, властивості речовин, до складу яких він входить, здобуття і вживання цих речовин. Пропонуємо розробку уроку, присвяченого алюмінію. Цей матеріал можна використовувати і в 11 класі при повторенні теми «Метали».

Устаткування і реактиви: Діаграма «Поширення елементів у земній корі», «Періодична система хімічних елементів», інструктивні карти (для кожного учня), пробірки, штатив пробірочний, спиртівка, сірники, Пробіркодержателі, алюміній, зразки з'єднань алюміній, колекція сплавів на основі алюмінію, сірчана, соляна кислоти (розбавлені розчини), гаряча вода в склянці.

завдання:

• освітні: Сформувати знання про хімічний елемент алюмінії, фізичних і характерних хімічних властивостях простого речовини алюмінію, сформувати поняття про склад і властивості оксидів і гідроскідов алюмінію.
• Розвиваючі:продовжувати формування умінь встановлювати взаємозв'язок між складом, будовою і властивостями речовин, сприяти розвитку дослідницьких навичок, розвивати уявлення про пізнаваність та єдності навколишнього світу шляхом вивчення інформації про алюміній, його з'єднаннях, знаходженні в природі, продовжувати формувати вміння працювати в темпі, економлячи час уроку.
• виховні: Виховувати почуття гордості за свою Батьківщину як найбагатшу природними ресурсами країну, культуру навчальної праці, акуратність, увагу про проведення експерименту.

цілі:

1. Сформувати уявлення про фізичні і хімічні властивості алюмінію.
2. Розвивати вміння учнів прогнозувати властивості речовини на основі знань про його будову.
3. Розвивати уміння проводити аналіз, порівняння, узагальнення даних.

Хід уроку

I. Організаційний момент

II. Спонукання до вивчення теми

В 13-ої квартирі живу, відомий в світі
Як провідник прекрасний,
пластичний, серебрист.
Ще за частиною сплавів
Завоював я славу, -
І в цій справі я крутий фахівець.
Ось мчу я немов вітер
В космічній ракеті.
Спускаюся в безодню моря -
Там знають всі мене.
За зовнішності я видатний,
Хоч плівкою оксидной
Покритий: вона мені міцна броня.
Я м'який, легкий, ковкий,
Свічку в упаковці
(Обернутися цукерки блискучою фольгою):
Для плиток шоколаду
Мене чимало треба,
А раніше був я дуже дорогий.

Учитель: Отже, ми підемо за словами цього вірша і розглянемо властивості цього чудесного металу, алюмінію.

III. Положення алюмінію в таблиці Д.І. Менделєєва. Будова атома, притаманні ступеня окислення.

Елемент алюміній розташований в III групі, головне «А» підгрупі, 3 періоді періодичної системи, порядковий номер 13, відносна атомна маса Ar (Al) \u003d 27. Його сусідом ліворуч в таблиці є магній - типовий метал, а праворуч - кремній, який вже не є металом. Отже, алюміній повинен проявляти властивості деякого проміжного характеру і його сполуки є амфотерними, що ми доведемо хімічними реакціями в ході лабораторної роботи.

Al + 13) 2) 8) 3, p-елемент,

основний стан 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
збуджений стан 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

Алюміній проявляє в з'єднаннях ступінь окислення +3: Al 0 - 3 e - -\u003e Al +3 (відновник)

IV. Знаходження в природі

За поширеністю в природі алюміній займає перше місце серед металів і третє місце серед елементів, поступаючись тільки кисню і кремнію. Відсоток вмісту алюмінію в земній корі за даними різних дослідників становить від 7,45 до 8,14% від маси земної кори.

У природі алюміній зустрічається тільки в з'єднаннях (мінералах): колекція з'єднань алюмінію.

Деякі з них:

1. Боксити, Al 2 O 3 · H 2 O (з домішками SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)
2. Нефелін, KNa 3 4
3. Алуніти, KAl (SO 4) 2 · 2Al (OH) 3
4. Глиноземи (суміші каолінів з піском SiO 2, вапняком CaCO 3, магнезитом MgCO 3)
5. Корунд, Al 2 O 3
6. Польовий шпат (ортоклаз), K 2 O · Al 2 O 3 · 6SiO 2
7. Каолініт, Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O
8. Алуніт, (Na, K) 2SO 4 · Al 2 (SO 4) 3 · 4Al (OH) 3
9. Берил, 3BeO · Al 2 O 3 · 6SiO 2

Цікаві факти з історії відкриття алюмінію, які знайшли і підготували учні.

1-й учень:У 1855 році на Всесвітній виставці в Парижі було представлено «срібло з глини», яке справило велику сенсацію. Це були пластини і злитки з алюмінію, отриманого французьким вченим Сент-Клер Девіль. До честі Девіль, він вчинив як личить справжньому вченому: з алюмінію власного виробництва він викарбував медаль з портретом Фрідріха Велером і датою «тисячу вісімсот двадцять сім» і послав її в подарунок німецькому вченому, який зміг виділити крупинки цього металу. Вперше кілька кілограмів металевого алюмінію отримав в 1825 році датський фізик Г.Ерстед дією амальгами калію на хлорид алюмінію, проте тоді не вдалося точно встановити, який продукт був отриманий.

2-й учень: У пробі місячного грунту, взятої автоматичною станцією «Луна-20» з місячної поверхні, вперше був виявлений самородний алюміній. При дослідженні місячної фракції були виявлені три крихітні частинки алюмінію. Це плоскі, злегка подовжені крупиці з матовою поверхнею і сріблясто-сірі в свіжому зламі. Алюміній - місячний камінь. У земних же умовах природний чистий алюміній в настільки мініатюрному вигляді так і не знайдено.

V. Фізичні властивості алюмінію

Учитель: Перейдемо до вивчення простого речовини алюмінію.

Лабораторна робота «Фізичні властивості алюмінію».

Командна карта:

1. Розгляньте алюмінієву пластинку.
2. Визначте агрегатний стан речовини алюмінію.
3. Якого кольору платівка?
4. Визначте, чи має дана платівка блиск.
5. Опустіть пластинку на ¼ її довжини в склянку з гарячою водою на 10-15 секунд. Витягніть пластинку з води, протріть серветкою і визначте, чи володіє алюміній теплопровідністю.
6. Візьміть в руки алюмінієву фольгу. Визначте, чи володіє алюміній пластичністю. Легкий це метал?
7. Помістіть в стакан з холодною водою алюмінієву пластинку, поверніть її кілька разів. Чи спостерігається розчинення алюмінію?
8. Коротко запишіть свої спостереження згідно з планом:
   • агрегатний стан;
   • колір;
   • блиск;
   • теплопровідність;
   • пластичність;
   • розчинність в воді.

На дошці виписані деякі додаткові відомості про властивості алюмінію:

• легкий, p \u003d 2,7 г / см 3;
• легкоплавкий, t пл \u003d 660 ° С
• електропровідний (лише два металу - срібло і мідь - мають більш високі показники)

Хоча алюміній є активним металом, в воді він не розчиняється, так як його поверхня покрита щільною непористій оксидною плівкою.

VI. Хімічні властивості алюмінію

Учитель: Як всякий метал в хімічних реакціях алюміній проявляє відновні властивості.

Реакції з простими речовинами:

2Al + 3S \u003d Al 2 S 3 (сульфід алюмінію)

2Al + N 2 \u003d 2AlN (нітрид алюмінію)

Al + P \u003d AlP (фосфід алюмінію)

4Al + 3С \u003d Al 4 C 3 (карбід алюмінію)

2Al + 3I 2 \u003d 2AlI 3 (йодид алюмінію)

У вигляді стружок або порошку він яскраво горить на повітрі, виділяючи велику кількість теплоти:

4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3 + 1676 кДж

Реакції зі складними речовинами:

Взаємодія з водою:

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

без оксидної плівки

Взаємодія з оксидами металів:

Алюміній хороший відновник, так як є одним з активних металів. Варто в ряду активності відразу після лужноземельних металів. Тому відновлює метали з їх оксидів. Така реакція - алюмотермія - використовується для отримання чистих рідкісних металів, наприклад, таких, як вольфрам, ваннадій і інші.

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

Лабораторна робота учнів виконується протягом 10-15 хвилин з інструктивних картках.

Командна карта:

1. Візьміть дві пробірки. У кожну покладіть по шматочку алюмінію. Прилейте в одну з них 1-2 мл розчину соляної кислоти, а в іншу - стільки ж розчину розведеної сірчаної кислоти. Пробірки злегка нагрійте. Що спостерігаєте? Запишіть рівняння відповідних реакцій.
2. У пробірку помістіть шматочок алюмінію і долийте розчин лугу. Вміст пробірки нагрійте. Що відбувається? Запишіть рівняння реакції.

Робота з книгою: розділ « Хімічні властивості алюмінію ». Інструктивні карти здаються в кінці уроку.

Висновок: алюміній, а значить, і його сполуки виявляють амфотерні властивості.

VII. отримання алюмінію

1) Сучасний рентабельний спосіб отримання алюмінію був винайдений американцем Холом і французом Еру в 1886 році. Він полягає в електролізі розчину оксиду алюмінію в розплавленому кріоліті. Розплавлений кріоліт Na 3 AlF 6 розчиняє Al 2 O 3 як вода розчиняє цукор.

Електроліз «розчину» оксиду алюмінію в розплавленому кріоліті відбувається так, як якщо б кріоліт був тільки розчинником, а оксид алюмінію - електролітом.

ел.ток
2Al 2 O 3 -\u003e 4Al + 3O 2

В даний час за обсягом виробництва алюміній міцно займає серед металів друге місце після заліза і його сплавів. Для виплавки 1 тонни алюмінію потрібно 13-17 тисяч кВт / год електричної енергії, тому алюмінієві заводи розташовані поблизу великих ГЕС.

В англійській «Енциклопедії для хлопчиків і дівчаток» стаття про алюміній починається такими словами: «23 лютого 1886 року в історії цивілізації почався новий металевий століття - століття алюмінію. У цей день Чарльз Холл, 22-річний хімік, з'явився в лабораторію свого першого вчителя з дюжиною маленьких кульок сріблясто-білого алюмінію в руці і з новиною, що він знайшов спосіб виготовляти цей метал дешево і у великих кількостях ». Так, Хол став основоположником американської алюмінієвої промисловості і англосаксонським національним героєм як людина, яка зробила з науки чудовий бізнес.

2) 2Al 2 O 3 + 3C \u003d 4Al + 3CO 2

VII. застосування алюмінію

Учитель демонструє презентацію по алюмінієвих сплавів. Учні розглядають колекцію сплавів на основі алюмінію.

Застосування в техніці: великим споживачем алюмінію є авіаційна промисловість - літак на 2/3 складається з алюмінію і його сплавів. Літак зі сталі виявився б занадто важким і зміг би нести набагато менше пасажирів, тому алюміній називають «крилатим» металом. З алюмінію виготовляють кабелі та проводи: при однаковій електричній провідності їх маса в два рази менше, ніж у відповідних виробів з міді.

З огляду на корозійну стійкість алюмінію, з нього виготовляють деталі апаратів і тару для азотної кислоти. Порошок алюмінію є основою при виготовленні сріблястою фарби для захисту залізних виробів від корозії, а також для відображення теплових променів: такою фарбою покривають нафтосховища, костюми пожежних.

Алюміній широко застосовується в таких областях, як ядерна енергетика, напівпровідникова електроніка, радіолокація. Його використовують для захисту металевих поверхонь від хімічної і атмосферної корозії. Відображають поверхні нагрівальних і освітлювальних рефлекторів і дзеркал своїм існуванням також часто зобов'язані алюмінію - його високої світловідбиваючої здатності.

Алюміній застосовується і в металургійній галузі промисловості в якості відновника при отриманні деяких метталов аллюмотерміческімі методами, для зварювання сталевих деталей або розкислення стали. Застосовується алюміній і його сплави також в промисловому і цивільному будівництві, при виготовленні каркасів будівель, ферм, віконних рам, сходів і інших конструкцій.

Оксид алюмінію використовується для отримання алюмінію, а також як вогнетривкий матеріал.

Гідроксид алюмінію - основний компонент всіх відомих ліків (маалокс, альмагель), які знижують кислотність шлункового соку.

Учитель: Отже, ми сьогодні познайомилися з чудовим металом:

З глини я звичайної,
Але я на рідкість сучасний.
Я не боюся електроструму,
Безстрашно в повітрі лечу,
Служу на кухні я без терміну -
Мені все завдання по плечу.
Пишаюся своїм я ім'ям:
Мене звуть ... (Алюмінієм).

алюміній в чистому вигляді вперше виділений Фрідріхом Велером. Німецький хімік нагрів безводний хлорид елемента з металевим калієм. Сталося це в 2-ій половині 19-го століття. До 20-го століття кг алюмініюкоштував дорожче.

Новий метал дозволяли собі лише багатії і державні. Причина високої вартості - складність відділення алюмінію від інших речовин. Метод видобутку елемента в промислових масштабах запропонував Чарльз Холл.

У 1886-му році він розчинив оксид в розплаві кріоліту. Німець уклав суміш в гранітний посудину і підключив до нього електричний струм. На дно ємності осіли бляшки чистого металу.

Хімічні та фізичні властивості алюмінію

Який алюміній?Сріблясто-білий, блискучий. Тому, Фрідріх Велер порівнював отримані ним гранули металу с. Але, була обмовка, - алюміній значно легше.

Пластичність ж наближена до дорогоцінних і. Алюміній - речовина, Без проблем витягується в тонкий дріт і листи. Досить згадати фольгу. Вона робиться на основі 13-го елемента.

Алюміній легкий за рахунок невеликої щільності. Вона втричі менше, ніж у і заліза. При цьому в міцності 13-ий елемент майже не поступається.

Таке поєднання зробило сріблястий метал незамінним в промисловості, наприклад, виробництві деталей для автомобілів. Мова йде і про кустарному виробництві, адже зварювання алюмініюможлива навіть в домашніх умовах.

Формула алюмініюдозволяє активно відбивати світлові, але і теплові промені. Високою є також електропровідність елемента. Головне, надмірно не нагрівати його. При 660-ти градусах розплавиться. Піднімись температура трохи вище - згорить.

Метал зникне, залишиться лише оксид алюмінію. Він утворюється і в стандартних умовах, але лише у вигляді поверхневої плівки. Вона захищає метал. Тому, він непогано протистоїть корозії, адже доступ кисню блокований.

Оксидна плівка захищає метал і від води. Якщо видалити з поверхні алюмінію наліт, запуститься реакція з Н 2 О. Виділення газів водню відбудеться навіть при кімнатній температурі. Так що, алюмінієва човенчи не перетворюється в дим лише за рахунок оксидної плівки і захисної фарби, нанесеної на корпус судна.

найбільш активно взаємодія алюмініюз неметалами. Реакції з бромом і хлором проходять навіть при звичайні умовах. У підсумку, утворюються солі алюмінію. Солі водню виходять, якщо з'єднати 13-ий елемент з розчинами кислот. Реакція відбудеться і з лугами, але лише після видалення оксидної плівки. Виділиться чистий водень.

застосування алюмінію

Метал напилюють на дзеркала. Прігождаются високі показники відбиття світла. Процес проходить в умовах вакууму. Виготовляють не тільки стандартні дзеркала, але предмети з дзеркальними поверхнями. Такими стають: керамічна плитка, побутова техніка, Світильники.

дует алюміній-мідь- основа дюралюміній. Попросту його називають дюраль. Як додають. Склад міцніше чистого алюмінію в 7 разів, тому, підходить для галузі машинобудування і авіаконструювання.

Мідь надає 13-му елементу міцність, але не тяжкість. Дюраль залишається в 3 рази легше заліза. Невелика маса алюмінію- запорука легкості авто, літаків, кораблів. Це спрощує перевезення, експлуатацію, знижує ціну продукції.

купити алюмінійавтопромисловці прагнуть ще й тому, що на його сплави легко наносяться захисні і декоративні склади. Фарба лягає швидше і рівніше, ніж на сталь, пластик.

При цьому, сплави податливі, просто обробляються. Це цінно, враховуючи масу вигинів і конструктивних переходів на сучасних моделях автомобілів.

13-ий елемент не тільки легко фарбується, а й сам може виступати в ролі барвника. У текстильній промисловості закуповується сульфат алюмінію. Він же пригождается в галузі друкарства, де потрібні нерозчинні пігменти.

Цікаво, що розчин сульфату алюмінію застосовують ще й для очищення води. У присутності «агента» шкідливі домішки випадають в осад, нейтралізуються.

Нейтралізує 13-ий елемент і кислоти. Особливо добре з цією роллю справляється гідроксид алюмінію. Його цінують в фармакології, медицині, додаючи в ліки від печії.

Виписують гідроксид і при виразках, запальних процесах кишкового тракту. Так що в аптечних препарату теж є алюміній. кислотав шлунку - привід дізнатися про такі ліки побільше.

В СРСР і бронзи з 11-відсотковою домішкою алюмінію чеканили. Гідність знаків - 1, 2 і 5 копійок. Почали випускати в 1926-му, закінчили в 1957-му році. А ось виробництво алюмінієвих банок для консервів не припинили.

Тушонку, сайру та інші сніданки туристів до сі пір упаковують в тару на основі 13-го елемента. Такі банки не вступають в реакцію з продуктами харчування, при цьому, легкі і дешеві.

Порошок алюмінію входить до складу багатьох вибухових сумішей, в тому числі і піротехніки. У промисловості застосовують підривні механізми на основі тринітротолуолу і подрібненого 13-го елемента. Потужна вибухівка виходить і при додаванні до алюмінію аміачної селітри.

У нафтовій галузі необхідний хлорид алюмінію. Він грає роль каталізатора при розкладанні органіки на фракції. У нафти є властивість виділяти газоподібні, легкі вуглеводні бензинового типу, взаємодіючи з хлоридом 13-го металу. Реагент повинен бути безводним. Після додавання хлориду, суміш прогрівають до 280-ти градусів Цельсія.

У будівництві нерідко змішую натрійі алюміній. Виходить присадка до бетону. Алюмінат натрію прискорює його затвердіння за рахунок прискорення гідратації.

Підвищується швидкість мікрокрісталлізаціі, значить, збільшується міцність і твердість бетону. До того ж, алюмінат натрію рятує арматуру, покладену в розчин, від корозії.

видобуток алюмінію

Метал замикає трійку найпоширеніших на землі. Це пояснює його доступність і широке застосування. Однак, в чистому вигляді природа елемент людині не дає. Алюміній доводиться виділяти з різних з'єднань. Найбільше 13-го елемента в боксити. Це гліноподобние породи, зосереджені, в основному, в тропічному поясі.

Боксити подрібнюють, потім сушать, знову подрібнюють і перемелюють в присутності невеликого обсягу води. Виходить густа маса. Її нагрівають паром. При цьому велика частина, яким боксити теж не бідні, випаровується. Залишається оксид 13-го металу.

Його поміщають в промислові ванни. У них уже знаходиться розплавлений кріоліт. Температура тримається на позначці 950 градусів Цельсія. Потрібен і електричний струм силою мінімум в 400 кА. Тобто, використовується електроліз, як і 200 років тому, коли елемент виділяв Чарльз Холл.

Проходячи через розпечений розчин, ток розриває зв'язки між металом і киснем. У підсумку, на дні ванн залишається чистий алюміній. реакціїзакінчені. Завершує процес відливання з осаду і їх відправка споживачеві, або ж, використання для формування різних сплавів.

Основні виробництва алюмінію знаходяться там же, де і поклади бокситів. У передовика - Гвінея. В її надрах приховано майже 8 000 000 тонн 13-го елемента. На 2-му місці Австралія з показником в 6 000 000. У Бразилії алюмінію вже в 2 рази менше. Загальносвітові ж запаси оцінюються в 29 000 000 тон.

Ціна алюмінію

За тонну алюмінію просять майже 1 500 доларів США. Такі дані бірж кольорових металів на 20 січня 2016- го. Вартість встановлюється, в основному, промисловцями. Точніше, на ціну алюмінію впливає їх попит на сировину. Впливає на запити постачальників і вартість електроенергії, адже виробництво 13-го елемента енергоємно.

Інші ціни встановлені на алюмінію. Він йде на переплавку. Вартість оголошується за кілограм, причому, має значення характер здається матеріалу.

Так, за електротехнічний метал дають приблизно 70 рублів. За харчовий алюміній можна отримати на 5-10 рублів менше. Стільки ж платять за моторний метал. Якщо здається разносортіца, її ціна - 50-55 рублів за кілограм.

Найдешевший вид брухту - стружка алюмінію. За неї вдається виручити лише 15-20 рублів. Трохи більше дадуть за з 13-го елемента. Мається на увазі тара з-під напоїв, консервів.

Невисоко цінують і алюмінієві радіатори. Ціна за кілограм брухту - близько 30-ти рублів. Це усереднені показники. У різних регіонах, на різних точках алюміній приймають дорожче, або дешевше. Нерідко вартість матеріалів залежить від що здаються обсягів.