Aluminium : propriétés chimiques et physiques

2024 Auteur: Angel Austin | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-02 17:46

Les métaux sont l'un des matériaux les plus pratiques à traiter. Ils ont aussi leurs propres dirigeants. Par exemple, les propriétés de base de l'aluminium sont connues depuis longtemps. Ils sont tellement adaptés à une utilisation dans la vie de tous les jours que ce métal est devenu très populaire. Quelles sont les propriétés de l'aluminium en tant que substance simple et en tant qu'atome, nous les examinerons dans cet article.

L'histoire de la découverte de l'aluminium

Depuis longtemps, l'homme connaît le composé du métal en question - l'alun de potassium. Il était utilisé comme agent capable de gonfler et de lier entre eux les composants du mélange, ce qui était également nécessaire dans l'habillage des produits en cuir. L'existence de l'oxyde d'aluminium pur est devenue connue au 18ème siècle, dans sa seconde moitié. Cependant, aucune substance pure n'a été obtenue.

Réussi à isoler le métal de son chlorure pour la première fois le scientifique H. K. Oersted. C'est lui qui a traité le sel avec de l'amalgame de potassium et a isolé une poudre grise du mélange, qui était de l'aluminium à l'état pur.

Ensuite, il est devenu clair que les propriétés chimiques de l'aluminium se manifestent par sa haute activité, sa forte capacité réductrice. Par conséquent, personne d'autre n'a travaillé avec lui pendant longtemps.

Cependant, en 1854, le Français Deville réussit à obtenir des lingots de métal par électrolyse en fusion. Cette méthode est toujours d'actualité aujourd'hui. En particulier, la production de masse de matériaux précieux a commencé au XXe siècle, lorsque les problèmes d'obtention d'une grande quantité d'électricité dans les entreprises ont été résolus.

Aujourd'hui, ce métal est l'un des plus populaires et des plus utilisés dans les industries de la construction et des ménages.

Caractéristiques générales de l'atome d'aluminium

Si nous caractérisons l'élément considéré par sa position dans le système périodique, nous pouvons distinguer plusieurs points.

1. Nombre ordinal - 13.
2. Situé dans la troisième période mineure, le troisième groupe, le sous-groupe principal.
3. Masse atomique - 26, 98.
4. Nombre d'électrons de valence - 3.
5. La configuration de la couche externe est exprimée sous la forme 3s²3p^1.
6. Le nom de l'élément est aluminium.
7. Les propriétés des métaux sont fortes.
8. N'a pas d'isotopes dans la nature, n'existe que sous une forme, avec un nombre de masse de 27.
9. Le symbole chimique est AL, lu comme "aluminium" dans les formules.
10. L'état d'oxydation est un, égal à +3.

Les propriétés chimiques de l'aluminium sont entièrement confirmées par la structure électronique de son atome, car ayant un grand rayon atomique et une faible affinité électronique, il est capable d'agir comme un agent réducteur puissant, comme tous les métaux actifs.

L'aluminium en tant que substance simple: propriétés physiques

Si on parle d'aluminium, que diriez-voussubstance simple, c'est un métal brillant blanc argenté. Dans l'air, il s'oxyde rapidement et se recouvre d'un film d'oxyde dense. La même chose se produit avec l'action des acides concentrés.

La présence d'une telle caractéristique rend les produits fabriqués à partir de ce métal résistants à la corrosion, ce qui, bien sûr, est très pratique pour les personnes. Par conséquent, c'est l'aluminium qui trouve une telle application dans la construction. Les propriétés de la substance sont également intéressantes dans la mesure où ce métal est très léger, tout en étant solide et doux. La combinaison de ces caractéristiques n'est pas disponible pour toutes les substances.

Plusieurs propriétés physiques de base sont caractéristiques de l'aluminium.

1. Degré élevé de malléabilité et de ductilité. Une feuille légère, solide et très fine est fabriquée à partir de ce métal, elle est également enroulée dans un fil.
2. Point de fusion - 660 0C.
3. Point d'ébullition - 2450 0C.
4. Densité - 2,7 g/cm3.
5. Volume de réseau cristallin face centrée, métallique.
6. Type de connexion - métal.

Les propriétés physiques et chimiques de l'aluminium déterminent les domaines d'application et d'utilisation. Si nous parlons d'aspects quotidiens, les caractéristiques déjà considérées par nous ci-dessus jouent un grand rôle. En tant que métal léger, durable et anticorrosion, l'aluminium est utilisé dans la construction aéronautique et navale. Par conséquent, ces propriétés sont très importantes à connaître.

Propriétés chimiques de l'aluminium

Du point de vuechimie, le métal en question est un agent réducteur fort qui est capable de présenter une activité chimique élevée, étant une substance pure. L'essentiel est d'éliminer le film d'oxyde. Dans ce cas, l'activité augmente fortement.

Les propriétés chimiques de l'aluminium en tant que substance simple sont déterminées par sa capacité à réagir avec:

• acides;
• alcali;
• halogènes;
• gris.

Il n'interagit pas avec l'eau dans des conditions normales. Dans le même temps, à partir d'halogènes, sans chauffage, il ne réagit qu'avec l'iode. D'autres réactions nécessitent de la température.

Il est possible de donner des exemples illustrant les propriétés chimiques de l'aluminium. Équations de réaction d'interaction avec:

• acides - AL + HCL=AlCL₃ + H_2;

• alcalis - 2Al + 6H₂O + 2NaOH=Na[Al(OH)₄] + 3H ₂;

• halogènes - AL + Hal=ALHal_3;
• gris - 2AL + 3S=AL₂S_3.

En général, la propriété la plus importante de la substance en question est sa grande capacité à reconstituer d'autres éléments à partir de leurs composés.

Capacité réparatrice

Les propriétés réductrices de l'aluminium sont bien tracées dans les réactions d'interaction avec les oxydes d'autres métaux. Il les extrait facilement de la composition de la substance et leur permet d'exister sous une forme simple. Par exemple: Cr₂O₃ + AL=AL₂O_{3 + Cr.}

En métallurgie, il existe toute une technique pour obtenir des substances,sur la base de telles réponses. C'est ce qu'on appelle l'aluminothermie. Par conséquent, dans l'industrie chimique, cet élément est utilisé précisément pour obtenir d'autres métaux.

Propagation dans la nature

En termes de prévalence parmi les autres éléments métalliques, l'aluminium occupe la première place. Sa teneur dans la croûte terrestre est de 8,8 %. Si on le compare aux non-métaux, sa place sera alors la troisième, après l'oxygène et le silicium.

En raison de son activité chimique élevée, on ne le trouve pas sous sa forme pure, mais uniquement dans le cadre de divers composés. Ainsi, par exemple, il existe de nombreux minerais, minéraux, roches, qui incluent l'aluminium. Cependant, il n'est extrait que de bauxites, dont la teneur n'est pas trop élevée dans la nature.

Les substances les plus courantes contenant le métal en question:

• feldspaths;
• bauxites;
• granits;
• silice;
• aluminosilicates;
• bas altes et autres.

En petite quantité, l'aluminium fait nécessairement partie des cellules des organismes vivants. Certaines espèces de lycopodes et de vie marine sont capables d'accumuler cet élément à l'intérieur de leur corps au cours de leur vie.

Recevoir

Les propriétés physiques et chimiques de l'aluminium permettent de l'obtenir d'une seule manière: par électrolyse d'un bain de fusion de l'oxyde correspondant. Cependant, ce processus est technologiquement complexe. Le point de fusion de AL₂O₃ est supérieur à 2000 ^{0C. Pour cette raison, il ne peut pas être électrolysé directement. Alorsprocédez comme suit.}

1. Les bauxites sont extraites.
2. Nettoyez-les des impuretés, ne laissant que de l'oxyde d'aluminium.
3. Puis la cryolithe est fondue.
4. Ajoutez-y de l'oxyde.
5. Ce mélange est électrolysé et de l'aluminium pur et du dioxyde de carbone sont obtenus.

Le rendement du produit est de 99,7 %. Cependant, il est possible d'obtenir un métal encore plus pur, qui est utilisé à des fins techniques.

Demande

Les propriétés mécaniques de l'aluminium ne sont pas assez bonnes pour être utilisées à l'état pur. Par conséquent, les alliages à base de cette substance sont le plus souvent utilisés. Il y en a beaucoup, on peut citer les plus basiques.

1. Duralumin.
2. Aluminium-manganèse.
3. Aluminium-magnésium.
4. Aluminium-cuivre.
5. Silumins.
6. Avial.

Leur principale différence réside bien sûr dans les additifs tiers. Tous sont à base d'aluminium. D'autres métaux rendent le matériau plus durable, résistant à la corrosion, résistant à l'usure et malléable.

Il existe plusieurs principaux domaines d'application de l'aluminium à la fois sous forme pure et sous la forme de ses composés (alliages).

1. Pour la fabrication de fils et de feuilles d'aluminium utilisés à la maison.
2. Fabrication d'ustensiles de cuisine.
3. Industrie aéronautique.
4. Construction navale.
5. Construction et architecture.
6. Industrie spatiale.
7. Construire des réacteurs.

Avec le fer et sesalliages d'aluminium - le métal le plus important. Ce sont ces deux représentants du système périodique qui ont trouvé l'utilisation industrielle la plus étendue entre les mains de l'homme.

Propriétés de l'hydroxyde d'aluminium

L'hydroxyde est le composé le plus courant qui forme l'aluminium. Ses propriétés chimiques sont les mêmes que celles du métal lui-même: il est amphotère. Cela signifie qu'il est capable de présenter une double nature, réagissant à la fois avec les acides et les alcalis.

L'hydroxyde d'aluminium lui-même est un précipité gélatineux blanc. Il est facile de l'obtenir en faisant réagir un sel d'aluminium avec de l'hydroxyde alcalin ou d'ammonium. Lorsqu'il réagit avec des acides, cet hydroxyde donne le sel et l'eau correspondants habituels. Si la réaction se déroule avec un alcali, des hydroxocomplexes d'aluminium se forment, dans lesquels son numéro de coordination est 4. Exemple: Na[Al(OH)_{4] - tétrahydroxoaluminate de sodium.}