Применение алюминия и его соединений

Алюминий легкий и пластичный металл, отлично проводит ток, мало подвержен коррозии. Наибольшее применение металлический алюминий находит в авиастроении, судостроении, изготовлении электрических проводов, посуды, фольги.

Мелкодисперсный алюминиевый порошок (алюминиевая пудра) используется в алюмотермии, пиротехнике, в качестве пигмента в красках.

Оксид алюминия (минерал корунд) обладает высокой твердостью и температурой плавления. Он применяется как тугоплавкий материал, в качестве абразива, прозрачные монокристаллы Al₂O₃ применяются в качестве активных элементов рубиновых лазеров.

 

Переходные металлы

В соответствии с кодификатором, рассмотрим свойства важнейших d -металлов – железа, меди, цинка и хрома.

 

Железо

 

Железо – самый распространенный тяжелый металл (обычно тяжелыми металлами называют металлы с плотностью более 5 г/см³): его содержание в земной коре составляет около 4,2 % мас., ядро Земли, предположительно, состоит из железо-никелевого сплава.

Самородное железо встречается крайне редко, этот металл входит в состав многих минералов и пород, но основными рудами железа являются:

Fe₃O₄ или FeO×Fe₂O₃ а наиболее правильная запись Fe⁺²Fe⁺³₂O₄ – двойной оксид железа(II,III), минерал магнетит, магнитный железняк, эту же формулу имеет т.н. железная окалина. Это соединение бурого цвета, обладает ферромагнитными свойствами.

Fe₂O₃ – оксид железа(III), минерал гематит, соединение красно-коричневого цвета.

FeO – оксид железа(II), минерал вюстит, соединение черного цвета.

FeS – сульфид железа(II).

FeS₂ – дисульфид железа(II), минерал пирит.

 

Получение железа

Металлургия железа подробно представлена в школьных учебниках, приведем основные стадии процесса. Железные руды (оксиды железа) восстанавливают в доменных печах оксидом углерода(II):

 

Fe₂O₃ + 3CO ® Fe + 3CO₂

 

FeO + CO ® Fe + CO₂

 

Оксид углерода(II) образуется при сгорании каменноугольного кокса, загружаемого в доменную печь, обычно в две стадии:

C + O₂ ® CO₂

 

CO₂ + C ® 2CO

 

В доменных печах получают чугун – сплав железа с углеродом, кремнием и другими примесями. Большую часть получаемого чугуна перерабатывают на сталь. В специальных печах-конверторах через расплавленный чугун пропускают газ кислород, примеси окисляются и удаляются в виде шлака (подробнее см. в школьном учебнике). По химическому составу стали делятся на углеродистые (содержание углерода может меняться в широком диапазоне – от 0,02 до 2,14 %) и легированные – с добавками других металлов, придающих стали особые свойства: коррозионную стойкость, повышенную твердость и др.).