[block id=”bo-sung-1″]

MỞ ĐẦU
Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau ôxy và silic), và là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất. Đến ngày nay, nhôm được sử dụng rất nhiều trong đời sống. Nhưng ít người biết rằng nhôm đã có một thời mắc hơn cả vàng bạc, là món đồ xa xỉ của bậc đế vương!

thao_luan_hoa_vo_co_chu_de_nhom

 

docx50 trang | Chia sẻ: thanhlinh222 | Ngày: 07/03/2018 | Lượt xem: 1529 | Lượt tải: 0download

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thảo luận hóa vô cơ – Chủ đề: Nhôm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

KHOA HÓA LÝ KỸ THUẬT
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
********
THẢO LUẬN HÓA VÔ CƠ
Chủ đề: NHÔM
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
DANH MỤC HÌNH và BẢNG
Hình 1.1. Vị trí của Nhôm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học……….6
Hình 1.2. Cấu tạo nguyên tử Nhôm8
Hình 1.3. Cấu tạo mạng tinh thể Nhôm.9
Hình 2.1. So sánh độ nhẹ của nhôm và các kim loại thường dùng..13
Hình 2.2. So sánh tính dẫn nhiệt của nhôm và các kim loại khác…14
Hình 2.3. Ảnh hưởng của tạp chất tới độ tan của Al trong HCl..18
Hình 3.1. Hợp kim nhôm dura ….23
Hình 3.2. hợp kim nhôm silic .24
Hình 4.1/ Kiến trúc tinh thể Nhôm oxit – α.27
Hình 4.2. Cấu trúc tinh thể hiđroxit Al(OH)3..30
Hình 4.3. Cấu tạo đime Al2Cl632
Hình 4.4. Cấu trúc của (AlH3)n35
Hình 4.5. Cấu trúc lập phương của criolit…36
Hình 5.1. Sơ đồ điện phân nóng chảy nhôm oxit 39
Bảng 1.1. Đặc điểm nhóm IIIA….11
Bảng 3.1. Ký hiệu nhôm và hợp kim nhôm theo tiêu chuẩn của Mỹ..22
Bảng 5.1. Liều lượng phèn để xử lý nước đục lấy theo TCXD – 33:2006.43
TÀI LIỆU THAM KHẢO
MỞ ĐẦU
Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau ôxy và silic), và là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất. Đến ngày nay, nhôm được sử dụng rất nhiều trong đời sống. Nhưng ít người biết rằng nhôm đã có một thời mắc hơn cả vàng bạc, là món đồ xa xỉ của bậc đế vương!
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG
Nhôm (tiếng Latinh: alumen, alum) là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Al và số nguyên tử bằng 13. Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau ôxy và silic), và là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất. Nhôm chiếm khoảng 8% khối lớp rắn của Trái Đất
Lịch sử hình thành nhôm.
Có một ngày một người thợ vàng ở Roma được phép cho hoàng đế Tiberius xem một chiếc đĩa ăn làm từ một kim loại mới. Chiếc đĩa rất nhẹ và có màu sáng như bạc. Người thợ vàng nói với hoàng đế rằng ông đã sản xuất kim loại từ đất sét thô. Ông cũng cam đoan với hoàng đế rằng chỉ có ông ta và chúa Trời biết cách sản xuất kim loại này từ đất sét. Hoàng đế rất thích thú, và như một chuyên gia về tài chính ông đã quan tâm tới nó. Tuy nhiên ông nhận ngay ra là mọi tài sản vàng, bạc của ông sẽ mất giá trị nếu như người dân bắt đầu sản xuất kim loại màu sáng này từ đất sét. Vì thế, thay vì cảm ơn người thợ vàng, ông đã ra lệnh chặt đầu ông ta.
-Những người Hy Lạp và La Mã cổ đại đã sử dụng các loại muối của kim loại này như là thuốc cẩn màu (nhuộm) và như chất làm se vết thương, và phèn chua vẫn được sử dụng như chất làm se. Năm 1761 Guyton de Morveau đề xuất cách gọi gốc của phèn chua là XXXlumina. Năm 1808, Humphry Davy xác định được gốc kim loại của phèn chua (alum), mà theo đó ông đặt tên cho nhôm là aluminium.
-Tên tuổi của Friedrich Wöhler nói chung được gắn liền với việc phân lập nhôm vào năm 1827. Tuy nhiên, kim loại này đã được sản xuất lần đầu tiên trong dạng không nguyên chất hai năm trước bởi nhà vật lý và hóa học Đan Mạch Hans Christian Ørsted.
-Nhôm được chọn làm chóp cho đài kỷ niệm Washington vào thời gian khi một aoxơ (28,35 g) có giá trị bằng hai lần ngày lương của người lao động.
-Charles Martin Hall nhận được bằng XXXang chế (số 400655) năm 1886, về quy trình điện phân để sản xuất nhôm. Henri Saint-Claire Deville (Pháp) đã hoàn thiện phương pháp của Wöhler (năm 1846) và thể hiện nó trong cuốn sách năm 1859 với hai cải tiến trong quy trình là thay thế kali thành natri và hai thay vì một (chlorure)??. Phát minh của quy trình Hall-Héroult năm 1886 đã làm cho việc sản xuất nhôm từ khoáng chất trở thành không đắt tiền và ngày nay nó được sử dụng rộng rãi trên thế giới.
-Nước Đức trở thành nhà sản xuất nhôm lớn nhất thế giới sau khi Adolf Hitler lên nắm quyền. Tuy nhiên, năm 1942, những nhà máy thủy điện mới như Grand Coulee Dam đã cho phép Mỹ những thứ mà nước Đức quốc xã không thể hy vọng cạnh tranh: khả năng sản xuất đủ nhôm để có thể sản xuất 60.000 máy bay chiến đấu trong bốn năm.
(Ai phát hiện ra nhôm, làm thế nào, và khi nào?..
-1746: hóa học người Đức Andreas Marggraf (1709-1782) nhận ra rằng phèn (một hợp chất nhôm tự nhiên được sử dụng để nhuộm dệt may từ thời cổ đại) có chứa một kim loại chưa biết. Đó là nhôm, tất nhiên, nhưng anh ta không biết điều đó.
-1809: hóa học người Anh Sir Humphry Davy (1778-1829) tên kim loại này “Alumium” và (sau đó) “nhôm”, nhưng không thể tách biệt nó ra.
-1825: hóa học Đan Mạch và tiên phong điện Hans Christian Oersted (1777-1851) lần lượt oxit nhôm thành nhôm clorua và sau đó sử dụng kali để biến clorua thành nhôm nguyên chất. Thật không may, anh ta không thể lặp lại việc lừa một lần thứ hai!
-1827: hóa học người Đức Friedrich Wöhler (1800-1882) cũng làm cho một số lượng nhỏ nhôm bằng cách đun nóng oxit nhôm với kali kim loại.
-1855: hóa học người Pháp Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881) sử dụng natri để tách ra nhôm. Kể từ natri là rẻ hơn và dễ dàng hơn để có được hơn kali, Deville có thể sản xuất nhiều nhôm hơn, đủ để làm cho một thỏi. Ông đặt này được trưng bày tại một triển lãm công cộng ở Paris, Pháp. Phương pháp mới Deville có nghĩa là bắt đầu bằng nhôm để trở thành rộng rãi hơn và giá cả bắt đầu rơi.
-1886: Làm việc độc lập, nhóm nghiên cứu của Mỹ Charles Martin Hall (1863-1914) và chị gái Julia Brainerd Hall (1859-1925) và người Pháp Paul-Louis-Toussaint Héroult (1863-1914) khám phá các phương pháp hiện đại của oxit tách nhôm với điện phân để sản xuất nhôm tinh khiết. Kỹ thuật có hiệu quả cao của họ, được gọi là công nghệ hall-héroult, vẫn được sử dụng để sản xuất phần lớn bằng nhôm của thế giới ngày nay.
-1888: nhà hóa học người Áo Karl Bayer (1847-1904) tìm thấy một cách ít tốn kém của biến bauxite thành nhôm oxit các nguyên liệu cần thiết cho các công nghệ hall-héroult. Cùng với nhau, các quá trình Bayer và Hall-Héroult làm giảm đáng kể giá nhôm, cho phép các kim loại được sử dụng với số lượng lớn hơn nhiều.
-Năm 1900: các chương trình tái chế nhôm đầu tiên.
-1913: nhôm lá mỏng đầu tiên được sản xuất.
-Năm 1920: Hợp kim nhôm hiện đại bắt đầu xuất hiện.
-1925: American Chemical Society đã chính thức thay đổi tên từ “nhôm” để “nhôm” tại Hoa Kỳ.
-1957: đường dây điện nhôm đầu tiên được giới thiệu.
-1959: Coors sản xuất các loại đồ uống hoàn toàn bằng nhôm đầu tiên có thể.
-1975: Daniel Cudzik phát minh ra tab ring-pull nghỉ-on cho đồ uống lon.
-1990: Liên minh Quốc tế của Pure và Hóa học ứng dụng (IUPAC) đã chính thức thông qua “nhôm” như chính tả của nó).
Vị trí trong bảng tuần hoàn
Hình 1.1: Vị trí của Nhôm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
-Nhôm thuộc chu kì 3, nhóm IIIA, có số thứ tự là 13.
– Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p1, thuộc nguyên tố p.
–  Cấu tạo của đơn chất: mạng lập phương tâm diện.
–  Năng lượng ion hóa nhỏ, dễ nhường 3e, có số oxi hóa: +3.
Đồng vị
-Nhôm có XXXang đồng vị, số Z của chúng từ 23 đến 30. Chỉ có Al-27 (đồng vị ổn định) và Al-26 (đồng vị phóng xạ, t1/2 = 7,2 × 105 năm) tìm thấy trong tự nhiên, tuy nhiên Al-27 có sự phổ biến trong tự nhiên là 100%. Al-26 được sản xuất từ agon trong khí quyển do va chạm sinh ra bởi các tia vũ trụ proton. Các đồng vị của nhôm có ứng dụng thực tế trong việc tính tuổi của trầm tích dưới biển, các vết mangan, nước đóng XXXang, thạch anh trong đá lộ thiên, và các thiên thạch. Tỷ lệ của Al-26 trên beryli-10 được sử dụng để nghiên cứu vai trò của việc chuyển hóa, lắng đọng, lưu trữ trầm tích, thời gian cháy và sự xói mòn trong thang độ thời gian 105 đến 106 năm (về sai số).
-Al-26 nguồn gốc vũ trụ đầu tiên được sử dụng để nghiên cứu Mặt Trăng và các thiên thạch. Các thành phần của thiên thạch, sau khi thoát khỏi nguồn gốc của chúng, trong khi chu du trong không gian bị tấn công bởi các tia vũ trụ, sinh ra các nguyên tử Al-26. Sau khi rơi xuống Trái Đất, tấm chắn khí quyển đã bảo vệ cho các phần tử này không sinh ra thêm Al-26, và sự phân rã của nó có thể sử dụng để xác định tuổi trên Trái Đất của các thiên thạch này. Các nghiên cứu về thiên thạch cho thấy Al-26 là tương đối phổ biến trong thời gian hình thành hệ hành tinh của chúng ta. Có thể là năng lượng được giải phóng bởi sự phân rã Al-26 có liên quan đến sự nấu chảy lại và sự sai biệt của một số tiểu hành tinh sau khi chúng hình thành cách đây 4,55 tỷ năm.
Cụm
-Trong tạp chí Science ngày 14 tháng 1 năm 2005 đã thông báo rằng các cụm 13 nguyên tử nhôm (Al13) được tạo ra có tính chất giống như nguyên tử iốt; và 14 nguyên tử nhôm (Al14) có tính chất giống như nguyên tử kim loại kiềm thổ. Các nhà nghiên cứu còn liên kết 12 nguyên tử iốt với cụm Al13 để tạo ra một lớp mới của pôlyiốtua. Sự phát kiến này được thông báo là mở ra khả năng của các đặc tính mới của bảng tuần hoàn các nguyên tố: “các nguyên tố cụm”. Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Shiv N. Khanna (Đại học Virginia Commonwealth) và A. Welford Castleman Jr (Đại học tiểu bang Penn)
1.3.Cấu tạo
1.3.1.Cấu tạo nguyên tử
Hình 1.2: Cấu tạo nguyên tử Nhôm
-Nguyên tử nhôm gồm 13 proton, 14 nơtron, 13 electron. Các electron được sắp xếp thành 3 lớp. Trong đó, lớp ngoài cùng có 3 electron hóa trị. Vì vậy số oxi hóa đặc trưng của nhôm là +3.
1.2.2.Cấu tạo mạng tinh thể
Hình 1.3: Cấu tạo mạng tinh thể Nhôm
-Nhôm có cấu trúc tinh thể kim loại lập phương tâm diện. Ở cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện, 8 nguyên tử nằm ở 8 đỉnh của hình lập phương và 6 nguyên tử khác nằm ở tâm của các mặt. Hệ lập phương tâm diện là hệ phổ biến cho các kim loại dễ uốn dẻo như đồng, bạc, vàng
1.3.Trạng thái tự nhiên
-Nhôm là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trong tự nhiên, chiếm khoảng 5,5% tổng số nguyên tử trong vỏ Trái đất và đứng thứ tư sau các nguyên tố Oxi, Hiđro, và silic. Về mặt lịch sử địa hóa học, nhôm gắn liền mật thiết với oxi và silic.
-Phần lớn nhôm tập trung vào các quặng alumosilicat, ví dụ như :
orthoclazơ (K2O.Al2O3.6SiO2),
mica (K2O.2H2O.3Al2O3.6SiO2),
nefelin ([Na,K]2O.Al2O3.2SiO2).
-Nhôm cũng tồn tại trong một sản phẩm rất phổ biến của quá trình phân hủy các nham thạch tạo nên bởi alumosilicat là cao lanh gồm chủ yếu khoáng sét caolinit (Al2O3.2SiO2.2H2O)
-Hai khoáng vật quan trọng nhất đối với ngành công nghiệp của nhôm đó là boxit (Al2O3.xH2O) và criolit (Na3[AlF6]). Boxit chính là sản phẩm phân hủy của đất sét ở trong khí hậu nhiệt đới hoặc nửa nhiệt đới.
-Ở nước ta có một trữ lượng lớn boxit rải rác ở nhiều tỉnh Lạng Sơn, Hà Giang, Tuyên Quang, Sơn La, Lai Châu, Hải Dương, Hưng Yên, Nghệ An, Hà Tĩnh, và Lâm Đồng.
Chương 2 : TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ TÍNH CHẤT HÓA HỌC
2.1. Tính chất vật lý
-Trọng lượng nguyên tử: 26,981538
-Điểm nóng chảy: 660,32 oC
-Điểm sôi: 2.519 oC
Bảng 2.1. đặc điểm của nhóm IIIA
– Mạng lập phương tâm diện, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt; nhiệt độ nóng chảy  6500C, nhiệt độ sôi 24670C .
– Màu trắng bạc, khá bền và dai, dễ kéo sợi và dát mỏng, nhẹ (D = 2,7).
– Bề mặt của nhôm rất trơn bóng nên có khả năng phản chiếu tốt ánh sáng và nhiệt.
-Nhôm lỏng rất nhớt, độ nhớt giảm xuống khi có thêm những lượng nhỏ Mg hay Cu.
– Nhôm không có tính từ
– Nhôm không cháy dù ở nhiệt độ cao cũng không sinh ra khí độc.
– Nhôm thích hợp ở nơi có khí lạnh. Độ bền của nhôm tang khi ở nhiệt độ thấp.
– Bề ngoài đẹp và tính chống mài mòn cao.
2.1.1. Nhiệt độ nóng chảy
-Nhôm kim loại kết tinh trong hệ lập phương tâm diện, nó là kim loại có màu trắng bạc. Khi để trong không khí trở nên xám vì có màng oxit tạo nên trên bề mặt. Nhôm nóng chảy ở nhiệt độ thâp, 650oC và sôi ở nhiệt độ cao, 2467oC.
-Nhôm lỏng rất nhớt, độ nhớt giảm xuống khi có thêm những lượng nhổ Mg hoặc Cu, cho nên hợp kim đúc của Nhôm luôn có Cu. Ở nhiệt độ thường, nhôm tinh khiết khá mềm, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi. Lá nhôm mỏng được dùng làm tụ điện, là nhôm rất mỏng được dùng để gói bánh, kẹo, dược phẩm Ở khoảng 150oC, nhôm tương đối dẻo và dễ chế hóa cơ học, nhưng đến khoảng 600oC, nhôm trở nên giòn và dễ nghiền thành bột
2.1.2 Tỉ trọng
-Nhẹ là một tính chất nổi bật nhất của nhôm. Nhôm có khối lượng nguyên tử là 26,98 và tỉ khối là 27. Từ đó ta có thể thấy Nhôm là một kim loại rất nhẹ, khoảng bằng một phần ba trọng lượng của các kim loại thường sử dụng khác, với ngoại lệ là Titan và Magiê.
Hình 2.1: So sánh độ nhẹ của nhôm và các kim loại thường dùng
-Trọng lượng riêng nhỏ là một tính chất quan trọng liên quan đến ứng dụng trong lĩnh vực liên quan đến chuyển động. Giảm trọng lượng giúp tăng tải trọng vận chuyển, tiết kiệm năng lượng, đem lại lợi ích lợn. Trọng lượng nhỏ cũng làm giảm sự rung động của các bộ phận, từ đó tăng hiệu suất máy móc Vì vậy vì đặc tính nhẹ, nhôm được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp như dẫn điện, sản xuất máy bay
2.1.3 Độ dẫn điện và điện trở suất.
-Nhôm là một kim loại dẫn điện tốt, chỉ thua kém đồng, bạc, vàng. Độ dẫn điện của 99,99% nhôm nguyên chất ở 20 oC là 63,8% của International Annealed Copper Standard (IACS). Điện trở suất của Nhôm ở 20 oC là . Do trọng lượng riêng của nó nhỏ hơn ba lần so với đồng nên nhôm dần được thay thế đồng để làm dây dẫn điện, đặc biệt là trong hệ thống phân phối điện.
2.1.4. Dẫn nhiệt
-Nhôm là một kim loại dẫn nhiệt tốt. Nhôm 99,99% nguyên chất có độ dẫn nhiệt là 244W/m.K cho phạm vi từ 0 đến 1000oC
Hình 2.2: So sánh tính dẫn nhiệt của nhôm và các kim loại khác
-Một lần nữa thì tính dẫn nhiệt tốt cùng với tính định hình tốt và trọng lượng riêng thấp khiến nhôm là sự lựa chọn rõ XXXang nhất để làm thiết bị trao đổi nhiệt trong công nghiệp và làm dụng cụ nhà bếp
2.1.5. Phát xạ và phản xạ
-Nhôm nguyên chất 99,99% phản xạ khoảng 75% ánh sáng và 95% bức xạ nhiệt rơi vào nó. Màng nhôm có chỉ số phát xạ rất thấp (3%).
-Các tính chất kết hợp của hệ số phản xạ cao và độ phát xạ thấp làm gia tăng việc sử dụng các lá nhôm mỏng như một phương tiện cách nhiệt phản quang. Nhôm được dùng làm những ống dẫn dầu thô, bể chứa và thùng xitec như một vật liệu cách nhiệt đảm bảo cách nhiệt cho dầu hay những chất lỏng khác đựng trong bể và thùng không bị đốt nóng bởi bức xạ ánh sáng mặt trời
2.1.6. -Chống ăn mòn
-Vì ở điều kiện thường nhôm bị bao bọc bởi màng oxit rất mỏng (0,00001mm) và làm cho nhôm trở nên kém hoạt động. Lớp oxit này luôn được tạo ra bao bọc lấy nhôm trong môi trường có oxi. Sự tạo thành màng oxit này rất nhanh chóng. Và thực tế, nhôm không bao giờ bị gỉ ở trong không khí, bền đối với nước
2.2. Tính chất hóa học
2.2.1. Tính khử mạnh:
Al → Al3+ + 3e
-So với Na và Mg cùng chu kỳ, Al có tính khử kém hơn vì thế điện cực
dương hơn; nhưng so với B thì Al lại là một kim loại vì Al có bán kính lớn hơn hẳn B.
-Là một chất có tính khử mạnh, Al có khả năng phản ứng trực tiếp với
phi kim.
* Phản ứng với Halogen: Ở nhiệt độ thường hoặc khi đun nóng, Al phản ứng trực tiếp với các halogen :
2Al + 3X2 → 2AlX3
-Trừ AlF3 là khó tan trong nước (0,56g/100g H2O ở 250C ) , còn lại đều tan và đều bị thủy phân tạo ra môi trường axit. Riêng phản ứng với I2 cần có nước làm xúc tác.
* Phản ứng với Oxi: Nhôm phản ứng mạnh với oxi, ở nhiệt độ thường đã tạo ra lớp mỏng oxit ở bề mặt. Khi đốt nóng bột Al hoặc lá Al mỏng trong không khí, nhôm cháy phát ra ánh sáng chói và một lượng nhiệt khá lớn; nếu đốt bột Al trong luồng khí O2 có thể tạo ra ngọn lửa trên 3000 oC, phản ứng tạo thành oxit Al2O3:
4Al + 3O2 → 2Al2O3 ∆H = – 1670 kJ/mol
Nghĩa là khi đốt 1g bột Al tỏa ra khoảng 31 kJ.
* Phản ứng nhiệt nhôm: khi đốt dây Al hay lá nhôm dày, nhôm không cháy mà tạo thành túi , bên trong là nhôm chảy lỏng, bên ngoài là oxit. Do phản ứng kết hợp với oxi tỏa ra nhiều nhiệt và nhiều hơn so với nhiều kim loại khác, nên khi đun nóng bột Al với oxit kim loại nào đó, phản ứng xảy ra rất mãnh liệt và đẩy kim loại tự do ra khỏi oxit, chẳng hạn:
8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe ∆H = – 3338 kJ
-Khi nung hỗn hợp tecmit (gồm bột Al + bột Fe3O4) nhiệt độ có thể đạt đến 2400oC. Phương pháp trên gọi là phương phát nhiệt nhôm, dùng để điều chế một số kim loại khó nóng chảy như Cr, Mn, Fe, V, Tl …
* Phản ứng với nitơ, lưu huỳnh , photpho, cacbon, Al cũng hóa hợp trực tiếp ở các điều kiện khác nhau tạo ra AlN, Al3S3, AlP, Al4C3, những hợp chất này đều bị H2O thủy phân tạo ra Al(OH)3 và hiđrua của phi kim tương ứng:
AlN + H2O → Al(OH)3 + NH3↑
Al2S3 + 6 H2O → 2 Al(OH)3+ 3H2S↑
AlP + 3H2O →  Al(OH)3+ PH3↑
Al4C3+ 12 H2O →  4 Al(OH)3+ 3CH4↑
* Nhôm không phản ứng trực tiếp với hiđrô.
* Mặc dù thế điện cực của Al trong môi trường axit là khá thấp:
Al3+ (dd) + 3e → Al (rắn) Eo = – 1,66 V
-Nhưng do có màng oxit bảo vệ bề mặt, nên nhôm khá bền với H2O và một số axit kể cả khi đun nóng, chẳng hạn nhôm không phản ứng với H2O , không tác dụng với dung dịch loãng của CH3COOH, H3PO4. Nhôm chỉ dễ tan trong HCl và H2SO4 nhất là khi đun nóng. Phản ứng chung xảy ra theo phương trình:
2Al + 6H3O+ + 6H2O → 2[Al(H2O)6]3+ + 3H2↑
-Với một số axit khác phản ứng cũng xảy ra tương tự .Mặc dù vậy, nhôm nguyên chất khá bền trong HCl, còn nhôm kỹ thuật lại dễ bị HCl ăn mòn. Hình 2.3 cho thấy ảnh hưởng của các tạp chất đến tốc độ hòa tan nhôm trong axit HCl.
Hình 2.3: Ảnh hưởng của tạp chất tới độ tan của Al trong HCl
* Nhôm hầu như không tác dụng với HNO3 rất loãng, nhưng với nồng độ trung bình dễ hòa tan nhôm hơn. Trong dung dịch đặc nguội, nhôm không
những không tan, mà còn bị thụ động hóa, nghĩa là sau khi ngâm trong HNO3
đậm đặc, nhôm lại không phản ứng với HCl hoặc H2SO4 loãng nữa.
Quá trình ngâm trong các dung dịch như vậy (hoặc một số dung dịch chất
oxi hóa khác như K2Cr2O7…) đã tạo ra trên bề mặt của nhôm một màng bảo vệ có chiều dày khoảng 20 – 30…. (micromet)
* Trong môi trường kiềm, thế điện cực của nhôm khá thấp:
AlO2- + 2H2O + 3e →  Al↓+ 4OH- Eo = – 2,35V
-Vì vậy nhôm dễ tan trong dung dịch kiềm mạnh như NaOH , KOH:
2Al + 6OH- + 6H2O  →  2[Al(OH)6]3- + 3H2↑
Kém hoạt động ở nhiệt độ thường
-Nhôm là kim loại có hoạt tính hóa học cao nhưng ở điều kiện thường tỏ ra kém hoạt động vì bề mặt nhôm đã được một màng oxit bền che phủ.
Chương 3 : HỢP KIM CỦA NHÔM
– Hợp kim của nhôm là hợp kim của nhôm với các nguyên tố khác (như: đồng, thiếc, mangan, silic, magiê).
3.1. Tính chất:
-Khối lượng riêng nhỏ (~2,7g/cm³) nên nhôm và hợp kim nhôm chỉ nặng bằng 1/3 thép, đó là tính chất đặc biệt được chú trọng khi các thiết bị cần chế tạo phải chú trọng đếntrọng lượng (trong ngành hàng không, vận tải…).
-Tính chống ăn mòn trong khí quyển: Do đặc tính ôxy hoá của nó đã biến lớp bề mặt của nhôm thành ôxít nhôm (AlO) rất xít chặt và chống ăn mòn cao trong khí quyển, do đó chúng có thể dùng trong đa ngành mà không cần sơn bảo vệ. Để tăng tính chống ăn mòn, người ta đã làm cho lớp ô xít nhôm bảo vệ dày thêm bằng cách anot hoá.
-Tính dẫn điện: Tính dẫn điện của nhôm bằng 2/3 của đồng (kim loại), nhưng do nhôm nhẹ hơn nên chúng được sử dụng nhiều hơn bởi nếu cùng truyền một dòng điện thì dây nhôm nhẹ hơn bằng 1/2; ít bị nung nóng hơn…
-Tính dẻo: Rất dẻo, nên rất thuận lợi cho việc kéo thành dây, tấm, lá, băng, màng, ép chảy thành các thanh có biên dạng đặc biệt (dùng cho khung cửa, các loại tản nhiệt…rất thuận tiện khi sản xuất).
Nhiệt độ nóng chảy: Tương đối thấp nên thuận tiện cho việc nấu chảy khi đúc, nhưng cũng làm nhôm và hợp kim nhôm không sử dụng được ở nhiệt độ cao hơn 300-400 độ C.
– Độ bền, độ cứng: Thấp.
3.2. Phân loại:
-Hợp kim nhôm được phân làm 2 nhóm chính là hợp kim nhôm biến dạng và hợp kim nhôm đúC
3.2.1. Hợp kim nhôm biến dạng
-Hợp kim nhôm biến dạng là hợp kim với hàm lư thấp các nguyên tố hợp kim. Tùy thuộc nhiệt độ và có tổ chức hoàn toàn là dung dịch rắn nên nhôm có tính dẻo tốt, dễ dàng biến dạng nguội hay nóng. Trong loại này còn chia làm hai phân nhóm là không và có hóa bền bằng nhiệt luyện:
– Phân nhóm không hóa bền được bằng nhiệt luyện là loại chứa ít các nguyên tố hợp kim hơn, ở mọi nhiệt độ chỉ có tổ chức hoàn3 toàn là dung dịch không thể hóa bền bằng nhiệt luyện, chỉ có thể hóa bền bằng biến dạng nguội mà thôi
– Phân nhóm hóa bền được bằng nhiệt luyện là loại có chứa nhiều hợp kim hơn, ở nhiệt độ thường có tổ chức 2 pha (dung dịch rắn + pha thứ hai), nhưng ở nhiệt độ cao pha thứ hai hòa tan hết vào dung dịch rắn nên ngoài biến dạng nguội có thể bền thêm bằng nhiệt luyện.
3.2.2. Hợp kim nhôm đúc
-Hợp kim nhôm đúc là hợp kim với nhiều % nguyên tố hợp kim hơ

[block id=”bo-sung”]

Từ khóa: Thảo luận hóa vô cơ – Chủ đề: Nhôm

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *