Tìm Hiểu Về Nguyên Tố Nhôm Al - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.doc) (6 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Hóa học - Dầu khí

tìm hiểu về nguyên tố nhôm Al

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (218.16 KB, 6 trang )

BẢI 27 : NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM.Phần A(I). NHÔMI- VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO1. Vị trí của nhôm trong bảng tuần hoànNhôm là nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử13 , thuộcnhóm IIIA , chu kì 3 . Trong nhóm, nhôm đứng dưới nguyên tố phi kimbo (B) . Trong chu kì, nhôm đứng sau nguyên tố kim loạimagie (Mg) và trước nguyên tố phi kim silic (Si) .2. Cấu tạo của nhômCấu hình electron nguyên tử: Nhôm có bán kính nguyêntử(0,125nm) nhỏ hơn nguyên tử Mg (0,16nm) . Nguyên tử nhômcó 13e được phân bố như sau: 1s22s22p63s23p1 , trong đó có 3e hóatrị (3s23p1) . Ion Al3+ có cấu hình elcetron của nguyên tử khí hiếm Ne:............Al -----------> Al3+ + 3e[Ne]3s23p1[Ne]Al là nguyên tố p. Năng lượng ion hóa: so sánh năng lượng ionhóa I3 với I2 của nguyên tử nhôm ta thấy I3 : I2 = 2744 : 1816 =1,5:1Như vậy, năng lượng ion hóa I3 chỉ lớn hơn năng lượng ionhóa I2 có 1,5 lần.Do vậy khi cung cấp năng lượng cho nguyên tử Al sẽ có 3e tách rakhỏi nguyên tử.Độ âm điện: Nguyên tử Al có giá trị âm điện là 1,61Số oxi hóa: Trong hợp chất, nguyên tố Al có số oxi hóa bền là +3Mạng tinh thể: Nhôm có cấu tạo kiểu mạng lập phương tâm diện.II- TÍNH CHẤT VẬT LÍNhôm là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi và dát mỏng. Có thẻdát được lá nhôm mỏng0,01mm dùng để gói thực phẩm. Nhôm là kimloại nhẹ (2,7g/cm3), nóng chảy ở nhiệt độ 660oC .Nhôm dẫn điện vàdẫn nhiệt tốt. Độ dẫn nhiệt bằng 2/3 đồng nhưng lại nhẹ hơn đồng 3 lần.Độ dẫn điện của nhôm hơn sắt 3 lần.III- TÍNH CHẤT HÓA HỌCNhôm có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn so với nhiều kim loạikhácE0Al3+/Al= −1,66VNguyên tử nhôm có năng lượng ion hóa thấp. Do vậy nhôm là kim loạicó tính khử mạnh. Tuy nhiên tính khử của nhôm yếu hơn các kim loạikiềm và kim loại kiềm thổ. Tính khử mạnh của nhôm được thể hiện quanhững phản ứng hóa học sau:1. Tác dụng với phi kimNhôm tác dụng trực tiếp và mạnh với nhiều phi kim như O2,Cl2,S,...Thí dụ: Khi đốt nóng, bột nhôm cháy sáng trong không khí. Phản ứngtỏa nhiều nhiệt.4Al + 3O2 ----------> 2Al2O3Nhôm bền trong không khí ở nhiệt độ thường do có màngoxit Al2O3 rất mỏng, mịn và bền chắc bảo vệ. Bột nhôm tự bốc cháykhi tiếp xúc với khí clo:2Al + 3Cl2 ------------> 2AlCl32. Tác dụng với axitThế điện cực chuẩn của nhôm (E0Al3+/Al= −1,66V) nhỏ nên kim loạinhôm khử dễ dàng ion H+ của dung dịch axit,như HCl và H2SO4 loãng, giải phóng H2:2Al + 6HCl ---------> 2AlCl3 + 3H2↑2Al + 6H+ --------->2Al3+ + 3H2↑Nhôm khử N+5 trong HNO3 ở dung dịch loãng hoặc đặc, nóngvà S+6 trong H2SO4 ở dung dịch đặc, nóng xuống số oxi hóa thấphơn:Al + 4HNO3loãng -----------> Al(NO3)3 + NO + 2H2O2Al + 6H2SO4đặc ------------>Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2ONhôm không tác dụng với H2SO4 và HNO3 đặc, nguội. Những axit nàyđã oxi hóa bề mặt kim loại tạo thành một màng oxit có tính trơ, làmcho nhôm thụ động. Nhôm bị thụ động sẽ không tác dụng với cácdung dịch HCl,H2SO4 loãng.3. Tác dụng với oxit kim loạiỞ nhiệt độ cao, Al khử được nhiều oxit kim loạinhư Fe2O3,Cr2O3,... thành kim loại tự do.Thí dụ:2Al + Fe2O3 ----------> Al2O3 + 2FePhản ứng của Al với oxit kim loại gọi là phản ứng nhiệt nhôm. Nhiệtlượng do phản ứng tỏa ra làm nóng chảy các kim loại.4. Tác dụng với nướcThế điện cực của hiđro ở pH=7(E0 H2O/H2= −0,41V) cao hơn so với thếđiện cực chuẩn của nhôm (E0Al3+/Al) nên nhôm có thể khử được nước,giải phóng khí hiđro:2Al + 6H2O -------------> 2Al(OH)3↓ + 3H2↑Phản ứng trên nhanh chóng dừng lại vì lớp Al(OH)3 không tan trongnước đã ngăn cản không cho nhôm tiếp xúc với nước.Vì sao những vật bằng nhôm hằng ngày tiếp xúc với nước dù ở nhiệt độnào cũng không xảy ra phản ứng ?Đó là do trên bề mặt của vật được phủ kín bằng màng Al2O3 rất mỏng(không dày hơn 10−5mm) rất mịn và bền chắc đã không cho nước vàkhí thấm qua.5. Tác dụng với dung dịch kiềmNhững đồ vật bằng nhôm bị hòa tan trong dung dịch kiềmnhư NaOH,Ca(OH)2,...Hiện tượng này được giải thích như sau:Trước hết, màng bảo vệ là Al2O3 bị phá hủy trong dung dịch kiềm:Al2O3 + 2NaOH + 3H2O ----------> 2Na[Al(OH)4](1).................................................. ....Natri aluminatTiếp đến, kim loại nhôm khử H2O:2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2↑ (2)Các phản ứng (2) và (3) xảy ra luân phiên nhau cho đến khi nhôm bịtan hết. Hai phương trình hóa học của hai phản ứng trên có thể viếtgộp vào một phương trình hóa học như sau:2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4](dd) + 3H2↑IV- ỨNG DỤNG VÀ SẢN XUẤT1. Ứng dụngNhôm và hợp kim nhôm có đặc tính nhẹ, bền đối với không khí vànước, được dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ôtô, tên lửa, tàu vũ trụ.Nhôm và hợp kim nhôm có màu trắng bạc, đẹp, được dùng làm khungcửa và vật trang trí nội thất.Nhôm có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, được dùng làm dây cáp dẫn điệnthay thế cho đồng là kim loại đắt tiền. Nhôm được dùng chế tạo cácthiết bị trao đổi nhiệt, các dụng cụ đun nấu trong gia đình.Bột nhôm dùng để chế tạo hỗn hợp tecmit (hỗn hợp bộtAlvà Fe2O3 ),được dùng để hàn gắn đường ray,...2. Sản xuấtTrong công nghiệp, nhôm được sản xuất từ quặng boxit bằng phươngpháp điện phân. Hai công đoạn chính của quá trình sản xuất là:Công đoạn tinh chế quặng boxit: Ngoài thành phần chínhlàAl2O3.2H2O trong quặng boxit còn có tạp chất là SiO2 và Fe2O3 .Bằng phương pháp hóa học người ta loại bỏ các tạp chất đểcó Al2O3 nguyên chất.Công đoạn điện phân Al2O3 nóng chảy: Al2O3 nóng chảy ở 2050oC.Người ta trộn nó với criolit (Na3AlF6). Hỗn hợp này nóng chảy ở khoảng900oC. Việc làm này một mặt tiết kiệm năng lượng đồng thời tạo đượcchất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn Al2O3 nóng chảy, mặt khác hỗn hợpchất điện li này có khối lượng riêng nhỏ hơn nhôm, nổi lên trên vàngăn cản Al nóng chảy không bị oxi hóa trong không khí.Thùng điện phân có cực âm (catot) là tấm than chì ở đáy thùng. Cựcdương (anot) là những khối than chì có thể chuyển động theo phươngthẳng đứng.Ở cực âm xảy ra sự khử ion Al3+ thành kim loại Al:Al3+ +3e ----------> AlỞ cực dương xảy ra sự oxi hóa O2− thành khí O2:2O2- -----------> O2+4ePhương trình điện phân Al2O3 nóng chảy:2Al2O3 --------đpnc----------> 4Al + 3O2↑Khí oxi sinh ra ở cực dương đốt cháy dần dần than chì sinh ra CO2. Dovậy trong quá trình điện phân phải hạ thấp dần các cực dương vàothùng điện phân. Để có được 1kg nhôm cần khoảng: 2kg Al2O3 ;0,5 kg C tiêu hao ở cực dương, 8−10kWh điện năng.Nguồn: />Diễn Đàn Kiến Thức - Học Tập Suốt Đời

Tài liệu liên quan

Tìm hiểu về nguyên tố phóng xạ Franxi potx
- 4
- 777
- 1
Tìm hiểu về kim loại NHÔM doc
- 22
- 679
- 6
Tìm hiểu về nguyên lý cấu tạo, vận hành của các thiết bị máy móc, quy trình sản xuất tại công ty cổ phần chế biến thực phẩm Tân Mai
- 44
- 884
- 0
Báo cáo: "Tìm hiểu về thành tổ thương hiệu" pps
- 28
- 849
- 0
Tìm hiểu về nguyên lý tương đối khóa luận tốt nghiệp
- 61
- 410
- 0
Khóa luận tốt nghiệp tìm hiểu về nguyên lý tương đối
- 61
- 459
- 0
Báo cáo môn cơ sở truyền số liệu Tìm hiểu về nguyên lý công bằng cực đại cực tiểu (maxmin fairness)
- 15
- 454
- 0
tìm hiểu về nguyên tố kẽm
- 23
- 2
- 6
tìm hiểu về nguyên tố hiếm và phóng xạ urani
- 21
- 2
- 7
tìm hiểu về nguyên tố hóa học telu
- 51
- 2
- 2