Алюминий

По распространенности в природе алюминий на третьем месте после кислорода и кремния. Он содержится во многих силикатах и глинах: Al₂O₃^.nH₂O–боксит, Al₂O₃^.2SiO₂^.2H₂O–каолин, Na₂O^.Al₂O₃^.6SiO₂ – нефелин, Na₃ [AlF₆]– криолит.

Получают алюминий электролизом расплава боксита в криолите (криолит добавляют для снижения температуры плавления боксита). Электролиз проводится при 800-1000^оС, напряжении 6 вольт и токе 30000 ампер.

Химические свойства

1. Алюминий – активный металл, однако он покрыт плотной коррозионно-стойкой пленкой оксида, препятствующей его разрушению.

2. При нагревании алюминий взаимодействует почти со всеми неметаллами. Многие соединения алюминия с неметаллами легко гидролизуются:

AlN + 3H₂O = Al(OH)₃ + NH₃ 

Al₄C₃ + 12H₂O = 3CH₄  + 4Al(OH)₃

Al₂S₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S 

3. Алюминий легко растворяется во многих кислотах. Концентрированная HNO₃ пассивирует его. Хорошо растворим алюминий и в щелочах:

2Al + 6NaOH + 6H₂O = 2Na₃[Al(OH)₆] + 3H₂ 

4. Оксид алюминия часто встречается в природе в виде корунда и боксита и в соединениях с другими оксидами. Оксид алюминия очень устойчивое соединение. Известно 7 полиморфных модификаций Al₂O₃. Наиболее устойчивы  и - модификации. В кислотах -Al₂O₃ практически нерастворим. В растворимое состояние -Al₂O₃ можно перевести сплавлением со щелочами:

Al₂O₃ + 2NaOH = 2NaAlO₂ + H₂O

 – модификация получается прокаливанием гидроксида:

2Al(OH)₃ = Al₂O₃ + 3H₂O

Эта модификация легко растворима в кислотах и щелочах. После особой обработки с последующей грануляцией получают продукт под названием алюмогель, применяемый как сорбент.

5. Так как Al₂O₃ не растворим в воде, гидроксид получают косвенным путем:

AlCl₃ + 3NaOH = Al(OH)₃ ↓ + 3NaСl

Гидроксид алюминия амфотерное соединение, хорошо растворимое в кислотах и щелочах:

Al(OH)₃ + 3NaOH = Na₃[Al(OH)₆]

6. Алюминий хороший комплексообразователь:

AlF₃ + 3NaF = Na₃[AlF₆]

AlCl₃ + LiH = Li[AlH₄] + LiCl

AlCl₃ + 3NaCl = Na₃[AlCl₆]

7. С водородом алюминий не взаимодействует, но образует смешанные гидриды с другими металлами: Li[AlH₄], Ti[AlH₄].

Основное направление использования алюминия – металлургия (сплавы авиаль, силумин, магналий, электрон, дюралюминий). Водородные соединения алюминия являются составной частью ракетного топлива. Соли применяются для дубления кож, в производстве бумаги. Оксид алюминия (корунд) используется в качестве шлифовочного порошка. Соли алюминия AlCl₃∙6H₂O и KAl(SO₄)₂·12H₂O применяются в качестве вспомогательных реагентов в химико-технологическом контроле свеклосахарного производства.

Галлий, индий, таллий

Эти элементы собственных руд не имеют (относятся к рассеянным). Встречаются в алюминиевых и цинковых рудах, каменном угле, полиметаллических рудах. Галлий, индий и таллий получают электролизом расплавленных солей.

Галлий, индий и таллий - легкоплавкие металлы. Температура плавления галлия 29,8C, индия 157C, таллия 304C.