Alyuminiyning kashf etilishi tarixi qisqacha. §1


Alyuminiyning qisqacha tarixi va uning bugungi kunda qo'llanilishi

1825 yilda daniyalik olim Xans Kristian Oersted alyuminiy oksidi va ko'mirning issiq aralashmasidan xlor o'tkazish orqali birinchi marta alyuminiy oldi.

Jarayon natijasida hosil bo'lgan suvsiz alyuminiy xloridni kaliy amalgam bilan keyingi isitish kiradi. Amalgam qizdirilganda parchalanib, simob bug'lanib, shu tariqa alyuminiy olindi.
1827 yilda Fridrix Wöhler toza alyuminiy metall ishlab chiqarish usulini ishlab chiqdi. U xuddi shu xloriddan alyuminiyni kaliy metalliga almashtirdi. Voller birinchi boʻlib alyuminiyning xossalarini batafsil tavsiflab, uning zichligini oʻlchagan.
1855 yilda frantsuz kimyogari Anri Etyen Sainte-Clair Deville alyuminiyni natriyli metall bilan ikki baravar natriy xlorid va alyuminiydan almashtirishga asoslangan alyuminiy ishlab chiqarishning birinchi sanoat usulini ishlab chiqdi.

Bu usul 30 yil davomida butun dunyo zavodlarida alyuminiy ishlab chiqarishda qo'llanilgan.
Ammo alyuminiy faqat alyuminiy oksidining erish nuqtasi kamaytirilsa, texnik ahamiyatga ega bo'lishi mumkin edi. Yechim Charlz Martin Xoll va Pol Héroux tomonidan topilgan. Ular alyuminiy oksidi eritilgan preolitda yaxshi eriganligini aniqladilar. Ushbu eritma taxminan 950 ° S haroratda elektrolizga duchor bo'ladi.
1887 yilda nemis kimyogari Karl-Jozef Bauer alyuminiyni boksit rudasidan ajratib olish uchun patent oldi.
O'zining zichligi tufayli alyuminiy samolyotlar va havo kemalarini qurishga imkon berdi. Vertolyotning rotor pichoqlari butun dunyoda Al-Mg-Si qotishmasidan ishlab chiqariladi.
Alyuminiy avtomobillar, velosipedlar, samolyotlar, kemalar, temir yo'l vagonlari, suv idishlari, qutilar ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi ...

Bugungi kunda alyuminiy arxitekturada ayniqsa qadrlanadigan va ishlatiladigan metalldir. Alyuminiy konstruktsiyalar sanoat va turar-joy binolarini loyihalash va qurishda qo'llaniladi.
Alyuminiy Moskvadagi Pionerlar saroyi va Parijdagi Luvr piramidasi qurilishida ishlatilgan.
Ichki makonda alyuminiy zinapoyalar, shiftlar, panjaralar va mebellarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Alyuminiy bezaklar, simlar va kumush bo'yoqlar tayyorlash uchun ham ishlatiladi. Ushbu metall derazalar, verandalar va do'kon oynalarini oynalashda tuzilmalarni ramkalash uchun material sifatida juda qadrlanadi.

Alyuminiy oksidi o'tga chidamli materiallarni ishlab chiqarishda va keramika ishlab chiqarishda ishlatiladi.
Alyuminiy me'moriy loyihalarni yaratish va binolarni rekord vaqt ichida qurish imkonini beradi, shu bilan birga eng jasoratli g'oyalarni amalga oshirib, juda original shakllarni keltirib chiqaradi.

Anastasiya CHUDINOVA tomonidan tayyorlangan

uskunalar ijarasi:

Alyuminiyni o'z ichiga olgan bog'lovchilar qadim zamonlardan beri ma'lum. Biroq, xususan, Pliniy tomonidan eslatib o'tilgan alum (Lotin Alumen yoki Alumin, nemis Alaun), qadimgi davrlarda va o'rta asrlarda turli xil moddalar sifatida tushunilgan. Rulandning "Alchemical Dictionary"da Alumen so'zi turli ta'riflar qo'shilgan holda 34 ma'noda berilgan. Xususan, bu surma, Alumen alafuri - ishqoriy tuz, Alumen Alcori - nitrum yoki ishqorli alum, Alumen creptum - yaxshi vinoning tatar (tartar), Alumen fascioli - ishqor, Alumen odig - ammiak, Alumen scriole - gips va boshqalarni anglatardi. , mashhur "Oddiy farmatsevtika mahsulotlari lug'ati" (1716) muallifi, shuningdek, alum navlarining katta ro'yxatini taqdim etadi.

18-asrgacha alyuminiy birikmalarini (alum va oksid) tashqi ko'rinishiga o'xshash boshqa birikmalardan ajratib bo'lmaydi. Lemeri alumni quyidagicha ta'riflaydi: "1754 yilda Marggraf alum eritmasidan (ishqor ta'sirida) alyuminiy oksidi cho'kmasini ajratib oldi va uni "alum tuproq" (Alaunerde) deb ataydi va uning boshqa mamlakatlardan farqini aniqladi. alum yer alumina (alyuminiy oksidi yoki alumin) nomini oldi.1782 yilda Lavuazye alyuminiy noma'lum elementning oksidi ekanligi haqidagi fikrni bildirdi.Lavuazye "Oddiy jismlar jadvali"da aluminni "oddiy jismlar, tuz hosil qiluvchi tuzlar" qatoriga qo'ydi. , tuproqli.” Bu yerda alumina nomining sinonimlari ham berilgan: argyl (Argile), alum. yer, alum asosi. Argile yoki argilla soʻzi, Lemeri oʻz lugʻatida taʼkidlaganidek, yunon kulolining loyidan olingan. Dalton. o'zining "Kimyoviy falsafaning yangi tizimi" asarida alumina uchun maxsus belgi beradi va murakkab strukturaviy (!) alum formulasini beradi.

Galvanik elektr yordamida gidroksidi metallar kashf etilgandan so'ng, Davy va Berzelius xuddi shu tarzda metall alyuminiyni alyuminiy oksididan ajratib olishga harakat qilishdi. Faqat 1825 yilda muammo Daniya fizigi Oersted tomonidan kimyoviy usul yordamida hal qilindi. U xlorni alumina va ko'mirning issiq aralashmasidan o'tkazdi va hosil bo'lgan suvsiz alyuminiy xlorid kaliy amalgam bilan qizdirildi. Simob bug'langandan so'ng, deb yozadi Oersted, tashqi ko'rinishi qalayga o'xshash metall olindi. Nihoyat, 1827 yilda Wöhler alyuminiy metallni yanada samaraliroq - suvsiz alyuminiy xloridni kaliy metalli bilan isitish orqali izolyatsiya qildi.

Taxminan 1807 yilda aluminiy oksidini elektroliz qilishga harakat qilgan Davy tarkibida alyuminiy (alyuminiy) yoki alyuminiy (alyuminiy) bo'lishi kerak bo'lgan metallga nom berdi. Oxirgi ism AQShda keng tarqalgan bo'lib, Angliya va boshqa mamlakatlarda keyinchalik o'sha Davy tomonidan taklif qilingan alyuminiy nomi qabul qilingan. Bu nomlarning barchasi lotincha alum (Alumen) so'zidan kelib chiqqanligi aniq bo'lib, ularning kelib chiqishi haqida antik davrga oid turli mualliflarning dalillariga asoslanib, turli xil fikrlar mavjud. Shunday qilib, A.M.Vasilev bu so'zning noaniq kelib chiqishini ta'kidlab, ma'lum bir Isidorning fikrini keltiradi (aniq, Sevilya Isidori, 560 - 636 yillarda yashagan episkop, entsiklopedist, xususan, etimologik tadqiqotlar bilan shug'ullangan): " Alumen lümen deb ataladi, chunki u bo'yash paytida qo'shilganda bo'yoqlarga lümen (yorug'lik, yorqinlik) beradi." Biroq, bu tushuntirish, garchi juda qadimgi bo'lsa ham, alumen so'zining aynan shunday kelib chiqishi borligini isbotlamaydi. Bu erda faqat tasodifiy tavtologiya ehtimoli katta. Lemeri (1716) oʻz navbatida alumen soʻzi yunoncha (halmi) bilan bogʻliq boʻlib, shoʻrlanish, shoʻr, shoʻr suv va hokazo maʼnolarini bildiradi.

19-asrning birinchi o'n yilliklarida alyuminiyning ruscha nomlari. ancha xilma-xil. Bu davr kimyo bo'yicha kitoblarning har bir muallifi o'z nomini taklif qilishga intilishlari aniq. Shunday qilib, Zaxarov alyuminiy alyuminiy oksidi (1810), Giese - alyuminiy (1813), Straxov - alum (1825), Iovskiy - loy, Shcheglov - alumina (1830) deb ataydi. "Dvigubskiy do'koni" da (1822 - 1830) alumina alyuminiy oksidi, alumina, alumina (masalan, fosfor kislotasi alumina), metall alyuminiy va alyuminiy (1824) deb ataladi. Gess "Sof kimyo asoslari" ning birinchi nashrida (1831) alyuminiy oksidi (alyuminiy), beshinchi nashrida (1840) - loy nomidan foydalanadi. Biroq, u alumina atamasi asosida tuzlar uchun nomlar hosil qiladi, masalan, alumina sulfat. Mendeleev "Kimyo asoslari" ning birinchi nashrida (1871) alyuminiy va loy nomlaridan foydalanadi. Keyingi nashrlarda gliny so'zi endi ko'rinmaydi.

Metall ishlov berish uchun eng qulay materiallardan biridir. Ularning ham o'z rahbarlari bor. Misol uchun, alyuminiyning asosiy xususiyatlari odamlarga uzoq vaqtdan beri ma'lum. Ular kundalik foydalanish uchun juda mos keladi, bu metall juda mashhur bo'ldi. Oddiy modda va atom nima, biz ushbu maqolada ko'rib chiqamiz.

Alyuminiyning kashf etilishi tarixi

Uzoq vaqt davomida inson ko'rib chiqilayotgan metall birikmasini biladi - u aralashmaning tarkibiy qismlarini shishiradigan va bir-biriga bog'laydigan vosita sifatida ishlatilgan; bu charm buyumlar ishlab chiqarishda ham zarur edi. Alyuminiy oksidining sof shaklida mavjudligi 18-asrda, uning ikkinchi yarmida ma'lum bo'ldi. Biroq, qabul qilinmadi.

Olim X. K. Orsted birinchi bo‘lib metallni uning xlorididan ajratib oldi. Aynan u tuzni kaliy amalgam bilan muomala qilgan va aralashmadan toza shaklda alyuminiy bo'lgan kulrang kukunni ajratib olgan.

Keyin alyuminiyning kimyoviy xossalari uning yuqori faolligi va kuchli reduktsiya qobiliyatida namoyon bo'lishi aniq bo'ldi. Shuning uchun, u bilan uzoq vaqt davomida boshqa hech kim ishlamadi.

Biroq, 1854 yilda frantsuz Devil eritmani elektroliz qilish orqali metall quymalarini olishga muvaffaq bo'ldi. Ushbu usul bugungi kunda ham dolzarbdir. Ayniqsa, qimmatbaho materialning ommaviy ishlab chiqarilishi 20-asrda, korxonalarda katta hajmdagi elektr energiyasini ishlab chiqarish muammolari hal etilganda boshlandi.

Bugungi kunda ushbu metall eng mashhur va qurilish va maishiy sanoatda qo'llaniladi.

Alyuminiy atomining umumiy xarakteristikasi

Agar biz ko'rib chiqilayotgan elementni davriy jadvaldagi o'rni bilan tavsiflasak, unda bir nechta nuqtalarni ajratib ko'rsatish mumkin.

  1. Seriya raqami - 13.
  2. Uchinchi kichik davrda, uchinchi guruh, asosiy kichik guruhda joylashgan.
  3. Atom massasi - 26,98.
  4. Valentlik elektronlar soni 3 ga teng.
  5. Tashqi qatlamning konfiguratsiyasi 3s 2 3p 1 formulasi bilan ifodalanadi.
  6. Element nomi alyuminiydir.
  7. qattiq ifodalangan.
  8. Tabiatda uning izotoplari yo'q, u faqat bitta shaklda mavjud, massa soni 27 ga teng.
  9. Kimyoviy belgi AL bo'lib, formulalarda "alyuminiy" deb o'qiladi.
  10. Oksidlanish darajasi bitta, +3 ga teng.

Alyuminiyning kimyoviy xossalari uning atomining elektron tuzilishi bilan to'liq tasdiqlanadi, chunki katta atom radiusiga va past elektronga yaqinlikka ega bo'lib, u barcha faol metallar kabi kuchli qaytaruvchi vosita sifatida harakat qilishga qodir.

Alyuminiy oddiy modda sifatida: fizik xususiyatlari

Agar alyuminiy haqida oddiy modda sifatida gapiradigan bo'lsak, u kumush-oq yaltiroq metalldir. Havoda u tezda oksidlanadi va zich oksidli plyonka bilan qoplanadi. Xuddi shu narsa konsentrlangan kislotalar ta'sirida sodir bo'ladi.

Bunday xususiyatning mavjudligi ushbu metalldan tayyorlangan mahsulotlarni korroziyaga chidamli qiladi, bu tabiiy ravishda odamlar uchun juda qulaydir. Shuning uchun alyuminiy qurilishda juda keng qo'llaniladi. Ular ham qiziqarli, chunki bu metall juda engil, ammo bardoshli va yumshoq. Bunday xususiyatlarning kombinatsiyasi har bir moddada mavjud emas.

Alyuminiyga xos bo'lgan bir nechta asosiy jismoniy xususiyatlar mavjud.

  1. Egiluvchanlik va egiluvchanlikning yuqori darajasi. Ushbu metalldan engil, kuchli va juda nozik folga tayyorlanadi va u simga ham o'raladi.
  2. Erish nuqtasi - 660 0 S.
  3. Qaynash nuqtasi - 2450 0 S.
  4. Zichlik - 2,7 g / sm3.
  5. Kristalli panjara volumetrik yuz markazli, metalldir.
  6. Ulanish turi - metall.

Alyuminiyning fizik va kimyoviy xossalari uni qo'llash va qo'llash sohalarini belgilaydi. Agar kundalik jihatlar haqida gapiradigan bo'lsak, unda biz yuqorida muhokama qilgan xususiyatlar katta rol o'ynaydi. Yengil, bardoshli va korroziyaga qarshi metall sifatida alyuminiy samolyot va kemasozlikda qo'llaniladi. Shuning uchun bu xususiyatlarni bilish juda muhimdir.

Alyuminiyning kimyoviy xossalari

Kimyoviy nuqtai nazardan, ko'rib chiqilayotgan metall sof modda bo'lgan holda yuqori kimyoviy faollikni namoyish etishga qodir bo'lgan kuchli qaytaruvchi vositadir. Asosiysi, oksidli plyonkani olib tashlash. Bunday holda, faollik keskin oshadi.

Alyuminiyning oddiy modda sifatida kimyoviy xossalari uning quyidagilar bilan reaksiyaga kirishish qobiliyati bilan belgilanadi:

  • kislotalar;
  • ishqorlar;
  • halogenlar;
  • oltingugurt.

Oddiy sharoitlarda suv bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Bu holda, galogenlardan, qizdirilmasdan, faqat yod bilan reaksiyaga kirishadi. Boshqa reaktsiyalar haroratni talab qiladi.

Alyuminiyning kimyoviy xossalarini ko'rsatish uchun misollar keltirish mumkin. O'zaro ta'sir reaktsiyalari tenglamalari:

  • kislotalar- AL + HCL = AlCL 3 + H 2;
  • ishqorlar- 2Al + 6H 2 O + 2NaOH = Na + 3H 2;
  • halogenlar- AL + Hal = ALHal 3;
  • kulrang- 2AL + 3S = AL 2 S 3.

Umuman olganda, ko'rib chiqilayotgan moddaning eng muhim xususiyati uning birikmalaridan boshqa elementlarni tiklash qobiliyatining yuqoriligidir.

Qayta tiklash qobiliyati

Alyuminiyning qaytaruvchi xossalari boshqa metallar oksidlari bilan oʻzaro taʼsir qilish reaksiyalarida yaqqol koʻrinadi. U ularni moddaning tarkibidan osongina ajratib oladi va oddiy shaklda mavjud bo'lishiga imkon beradi. Masalan: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

Metallurgiyada shunga o'xshash reaktsiyalar asosida moddalarni olishning butun usuli mavjud. U aluminotermiya deb ataladi. Shuning uchun kimyo sanoatida bu element boshqa metallarni ishlab chiqarish uchun maxsus ishlatiladi.

Tabiatda tarqalishi

Boshqa metall elementlar orasida tarqalganlik nuqtai nazaridan alyuminiy birinchi o'rinda turadi. U yer qobig'ida 8,8% ni tashkil qiladi. Agar uni metall bo'lmaganlar bilan taqqoslasak, uning o'rni kislorod va kremniydan keyin uchinchi bo'ladi.

Yuqori kimyoviy faolligi tufayli u sof shaklda topilmaydi, faqat turli birikmalar tarkibida mavjud. Masalan, tarkibida alyuminiy bo'lgan ko'plab rudalar, minerallar va jinslar ma'lum. Biroq, u faqat boksitdan olinadi, uning tarkibi tabiatda unchalik yuqori emas.

Ko'rib chiqilayotgan metallni o'z ichiga olgan eng keng tarqalgan moddalar:

  • dala shpatlari;
  • boksit;
  • granitlar;
  • silika;
  • aluminosilikatlar;
  • bazaltlar va boshqalar.

Kichik miqdorda alyuminiy, albatta, tirik organizmlarning hujayralarida mavjud. Klub moxlarining ba'zi turlari va dengiz aholisi bu elementni butun umri davomida tanalarida to'plashga qodir.

Kvitansiya

Alyuminiyning fizik va kimyoviy xossalari uni faqat bitta usulda olish imkonini beradi: tegishli oksidning eritmasini elektroliz qilish. Biroq, bu jarayon texnologik jihatdan murakkab. AL 2 O 3 ning erish nuqtasi 2000 0 S dan oshadi. Shuning uchun uni to'g'ridan-to'g'ri elektroliz qilish mumkin emas. Shuning uchun, quyidagicha davom eting.


Mahsulot unumdorligi 99,7% ni tashkil etadi. Biroq, texnik maqsadlarda ishlatiladigan undan ham toza metallni olish mumkin.

Ilova

Alyuminiyning mexanik xususiyatlari unchalik yaxshi emas, uni sof shaklda ishlatish mumkin. Shuning uchun ushbu moddaga asoslangan qotishmalar ko'pincha ishlatiladi. Ularning ko'pchiligi bor, siz eng asosiylarini nomlashingiz mumkin.

  1. Duralumin.
  2. Alyuminiy-marganets.
  3. Alyuminiy-magniy.
  4. Alyuminiy-mis.
  5. Siluminlar.
  6. Avial.

Ularning asosiy farqi, tabiiyki, uchinchi tomon qo'shimchalari. Ularning barchasi alyuminiyga asoslangan. Boshqa metallar materialni yanada mustahkam, korroziyaga chidamli, aşınmaya bardoshli va ishlov berishni osonlashtiradi.

Alyuminiyni sof shaklda va uning birikmalari (qotishmalari) shaklida qo'llashning bir necha asosiy yo'nalishlari mavjud.


Temir va uning qotishmalari bilan birgalikda alyuminiy eng muhim metalldir. Davriy jadvalning bu ikki vakili inson qo'lida eng keng sanoat qo'llanilishini topdi.

Alyuminiy gidroksidning xossalari

Gidroksid alyuminiy hosil qiladigan eng keng tarqalgan birikmadir. Uning kimyoviy xossalari metallniki bilan bir xil - u amfoterdir. Bu shuni anglatadiki, u ham kislotalar, ham ishqorlar bilan reaksiyaga kirishib, ikki tomonlama tabiatni ko'rsatishga qodir.

Alyuminiy gidroksidning o'zi oq jelatinli cho'kmadir. Alyuminiy tuzini gidroksidi bilan reaksiyaga kirishish yoki kislotalar bilan reaksiyaga kirishish yo'li bilan osonlik bilan olinadi, bu gidroksid odatiy mos keladigan tuz va suvni beradi. Agar ishqor bilan reaksiya sodir bo'lsa, alyuminiyning gidrokso komplekslari hosil bo'ladi, ularda uning koordinatsion soni 4. Misol: Na - natriy tetragidroksoalyuminat.

Alyuminiy III guruhning asosiy kichik guruhining elementi, uchinchi davr, atom raqami 13. Alyuminiy p-element. Alyuminiy atomining tashqi energiya darajasi elektron konfiguratsiyaga ega bo'lgan 3 ta elektronni o'z ichiga oladi 3s 2 3p 1. Alyuminiy +3 oksidlanish darajasini ko'rsatadi.

Yengil metallar guruhiga kiradi. Er qobig'idagi eng keng tarqalgan metall va uchinchi eng ko'p kimyoviy element (kislorod va kremniydan keyin).

Oddiy alyuminiy moddasi kumush-oq rangdagi engil, paramagnit metall bo'lib, hosil qilish, quyish va ishlov berish oson. Alyuminiy sirtni keyingi o'zaro ta'sirlardan himoya qiluvchi kuchli oksidli plyonkalarning tez shakllanishi tufayli yuqori issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi va korroziyaga chidamliligiga ega.

Alyuminiyning kimyoviy xossalari

Oddiy sharoitlarda alyuminiy nozik va bardoshli oksidli plyonka bilan qoplangan va shuning uchun klassik oksidlovchi moddalar bilan reaksiyaga kirishmaydi: H 2 O (t °); O 2, HNO 3 (isitishsiz). Shu tufayli alyuminiy amalda korroziyaga uchramaydi va shuning uchun zamonaviy sanoatda talab katta. Oksid plyonkasi vayron bo'lganda, alyuminiy faol qaytaruvchi metall sifatida ishlaydi.

1. Alyuminiy oddiy metall bo'lmagan moddalar bilan oson reaksiyaga kirishadi:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3,

2Al + 3 Br 2 = 2AlBr 3

2Al + N 2 = 2AlN

2Al + 3S = Al 2 S 3

4Al + 3C = Al 4 C 3

Alyuminiy sulfid va karbid to'liq gidrolizlanadi:

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S.

Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 + 3CH 4

2. Alyuminiy suv bilan reaksiyaga kirishadi

(himoya oksidi plyonkasini olib tashlaganingizdan so'ng):

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2

3. Alyuminiy ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadi

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

2(NaOHH 2 O) + 2Al = 2NaAlO 2 + 3H 2

Birinchidan, himoya oksidi plyonkasi eriydi: Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na.

Keyin reaksiyalar sodir bo'ladi: 2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2, NaOH + Al(OH) 3 = Na,

yoki jami: 2Al + 6H 2 O + 2NaOH = Na + 3H 2,

va natijada aluminatlar hosil bo'ladi: Na - natriy tetragidroksoalyuminat Bu birikmalardagi alyuminiy atomi 4 emas, balki 6 koordinatsion soni bilan tavsiflanganligi sababli tetragidrokso birikmalarining haqiqiy formulasi quyidagicha: Na

4. Alyuminiy xlorid va suyultirilgan sulfat kislotalarda oson eriydi:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

2Al + 3H 2 SO 4 (dil) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2

Isitilganda u eriydi kislotalar - oksidlovchi moddalar eruvchan alyuminiy tuzlarini hosil qiladi:

8Al + 15H 2 SO 4 (konk) = 4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O

Al + 6HNO 3 (konc) = Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

5. Alyuminiy metallarni oksidlaridan qaytaradi (alyuminotermiya):

8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe

2Al + Cr 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2Cr

Alyuminiy birikmalari insonga qadim zamonlardan beri ma'lum. Ulardan biri alyuminiy-kaliy alumi KAl(SO4)2 ni o'z ichiga olgan bog'lovchi moddalar edi. Ular keng qo'llanilishini topdilar. Ular mordan va qon to'xtatuvchi sifatida ishlatilgan. Yog'ochni kaliy alum eritmasi bilan singdirish uni yonmaydigan qilib qo'ydi. Qiziqarli tarixiy fakt ma'lumki, Rim qo'mondoni Arxelay forslar bilan urush paytida mudofaa inshootlari bo'lib xizmat qilgan minoralarni alum bilan bulg'ashni buyurgan. Forslar hech qachon ularni yoqishga muvaffaq bo'lishmagan.

Yana bir alyuminiy birikmasi alyuminiy oksidi Al2O3 ni o'z ichiga olgan tabiiy gillar edi.

Alyuminiy olish uchun birinchi urinishlar faqat 19-asrning o'rtalarida. Daniyalik olim X.K.Oerstedning urinishi muvaffaqiyat bilan yakunlandi. Uni olish uchun oksiddan alyuminiyni qaytaruvchi sifatida amalgamlangan kaliydan foydalangan. Ammo o'shanda qanday metall olinganligini aniqlashning iloji bo'lmagan. Bir muncha vaqt o'tgach, ikki yil o'tgach, alyuminiyni nemis kimyogari Wöhler qo'lga kiritdi, u alyuminiyni suvsiz alyuminiy xloridni kaliy metalli bilan isitish orqali oldi. Nemis olimining ko'p yillik mehnati besamar ketmadi. 20 yil davomida u granullangan metall tayyorlashga muvaffaq bo'ldi. U kumushga o'xshash bo'lib chiqdi, lekin ancha engilroq edi. Alyuminiy juda qimmat metall bo'lib, 20-asr boshlariga qadar uning narxi oltin narxidan yuqori edi. Shuning uchun ko'p yillar davomida alyuminiy muzey eksponati sifatida ishlatilgan. Taxminan 1807 yilda Davy alyuminiy oksidini elektroliz qilishga harakat qildi va lotin tilidan alum deb tarjima qilingan alyuminiy (alyuminiy) yoki alyuminiy (alyuminiy) deb nomlangan metallni oldi.

Loydan alyuminiy ishlab chiqarish nafaqat kimyogarlarni, balki sanoatchilarni ham qiziqtirgan. Alyuminiyni boshqa moddalardan ajratish juda qiyin edi, bu uning oltindan qimmatroq bo'lishiga yordam berdi. 1886 yilda kimyogar C.M. Xoll metallni ko'p miqdorda olish imkonini beradigan usulni taklif qildi. Tadqiqot olib borishda u alyuminiy oksidini AlF3 nNaF kriolit eritmasida eritdi. Olingan aralash granit idishga joylashtirildi va eritma orqali to'g'ridan-to'g'ri elektr toki o'tkazildi. Bir muncha vaqt o'tgach, u idishning pastki qismida sof alyuminiy plitalarini topgach, juda hayron bo'ldi. Bu usul hozirda sanoat miqyosida alyuminiy ishlab chiqarish uchun asosiy hisoblanadi. Olingan metall sanoat uchun zarur bo'lgan kuchdan tashqari hamma narsada yaxshi edi. Va bu muammo hal qilindi. Nemis kimyogari Alfred Vilm alyuminiyni boshqa metallar: mis, marganets va magniy bilan qotishdi. Natijada alyuminiydan ancha kuchliroq bo'lgan qotishma paydo bo'ldi.

§2. Qabul qilish usullari

Ixtiro alyuminiyni vodorod bilan bir vaqtda suvli eritmalardan elektrolitik ajratish yo'li bilan olish usuliga tegishli. Usul suyuq metall katoddan foydalanadi, masalan, galliy. Metall tarkibidagi alyuminiy miqdori og'irligi 6% gacha oshiriladi, qotishma elektrolizatordan chiqariladi, 98 dan 26 ° C gacha sovutiladi va alyuminiy kristallanish yo'li bilan izolyatsiya qilinadi, alyuminiy tarkibidagi birlamchi to'yingan qattiq eritma olinadi. taxminan 80 g.% ni tashkil qiladi. Evtektik tarkibli qotishma bo'lgan ona suyuqlik katodli metall sifatida elektrolizga qaytariladi va birlamchi qattiq eritma eritiladi va 660 ° C dan past haroratlarda qayta kristallanishga duchor bo'lib, ketma-ket ikkilamchi, uchinchi darajali va hokazolarni ajratib turadi. suyuqliklardan qattiq eritmalar, ulardan texnik toza alyuminiy olish.

Alyuminiy ishlab chiqarishning muqobil usullari - karbotermik jarayon, Todt jarayoni, Kuvahara jarayoni, xloridlarni elektroliz qilish, alyuminiyni natriy bilan qaytarish - Héroux-Hall usuliga nisbatan hech qanday afzalliklarni ko'rsatmadi.

Ushbu ixtironing prototipi N. ostidagi xuddi shu nomdagi avvalgi taklifimizdir. Ushbu ixtironing mohiyatini tashkil etuvchi vodorod bilan bir vaqtda suvli eritmalardan alyuminiy ishlab chiqarish juda jozibali, ammo jarayonlar tufayli uni amalga oshirish mumkin emas. qattiq alyuminiy katodni o'zgaruvchan tarkibli oksid-gidroksid plyonkalari bilan passivatsiya qilish. Ishqoriy aluminat, sulfat kislota, xlorid kislota va nitrat kislota eritmalarida jarayonni amalga oshirishga bo'lgan urinishlarimiz ham xuddi shunday muvaffaqiyatsizlikka uchradi.

Shu munosabat bilan biz alyuminiy va vodorodni suyuq metall katodida, masalan, galliy katodida yoki galiy-alyuminiy qotishmasidan iborat bo'lgan holda ishlab chiqarishni taklif qilamiz. Boshqa past eriydigan qotishmalardan ham foydalanish mumkin. katod. Natijada, elektroliz osonlikcha amalga oshiriladi va birinchi taxminga ko'ra, alyuminiyning katod qotishmasiga kafolatlangan chiqishi bilan.

Sanoatda alyuminiy 950 ° C haroratda erigan kriolit Na3da Al2O3 ni elektroliz qilish orqali ishlab chiqariladi.

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

Jarayonlarning asosiy reaktsiyalari:

CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 (15.z)

SiO2 + 6HF →H2SiF6 + 2H2

HF va H2SiF6 suv bilan tutilgan gazsimon mahsulotlardir. Olingan eritmani silikonsizlantirish uchun avval unga hisoblangan soda miqdori kiritiladi:

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

Kam eriydigan Na2SiF6 ajratiladi va qolgan gidroflorik kislota eritmasi kriolit olish uchun ortiqcha soda va alyuminiy gidroksid bilan neytrallanadi:

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

NaF va AlF3 ni xuddi shu tarzda alohida-alohida olish mumkin, agar gidroflorik kislotaning kremniysizlangan eritmasi hisoblangan miqdorda Na2CO3 yoki Al(OH)3 bilan zararsizlantirilsa.