Kauno Jono Basanavičiaus vidurinės mokyklos
11R4 klasės mokinės
Ingos Drūlytės
2003
Turinys
Įvadas 3
Savybės 3
Istorija 4
Gavimas ir radimas 5
Naudojimas 6
Ekologija 7
Informacijos šaltiniai 8
Įvadas
ALIUMINIS – vienas iš labiausia paplitusių žemės plutos elementų: trečias po deguonies ir silicio ir pirmas iš metalų. Jis yra vienas iš gausiausių žemės plutos elementų ir sudaro 7,9% jos masės. Aliuminis gaunamas iš aliuminio rūdų: boksito, kaolinito, korundo.
Gamtoje aliuminis randamas tik junginiuose. Svarbiausia mineralų grupė – putnagai. Tai vieni iš aliumosilikatų, kurie sudaro apie 50% Žemės plutos masės.
Aliuminis – vienas iš lengviausių metalų, jo lydiniai labai tvirti, nors grynas aliuminis yra gan trapus. Aliuminis atsparus korozijai, nes ore oksiduojasi ir pasidengia atsparia Al2O3 plėvele. Jis geras elektros ir šilumos laidininkas.
Aliuminis naudojamas lydiniams. Dažniausia naudojami duraliuminis ir siluminas.
¤ Sudėtis: 90-95% Al, 1,4-13% ¤ Sudėtis:>85% Al, ~14% Si;
iki 2,8% Mg, iki 1% Mn, iki legiruojamas Cu, Mn, Zn, Be.
6% Si, ~7%Zn. Kad būtų stipresnis, plastiškesnis,
¤ Savybės: lengvas, stiprus, dedama Na ir P.
plastiškas. ¤ Savybės: atsparus korozijai
¤ Naudojimas: automobilių, iš jo lengva lieti detales.
aviacijos pramonė, mašinų ¤ Naudojimas: įv. prietaisų
gamyba korpusams, lėktuvų detalėms,
¤ Pavadinimas kilęs iš Vokietijos vidaus degimo variklių blokams.
miesto Diureno pavadinimo. Jame
buvo pradėta pramoninė lydinio gamyba .
Daugelis aliuminio turinčių mineralų yra vertingi. Korundas kietumu prilygsta deimantui, todėl iš jo gaminami šlifavimo, galandimo įrankiai. Skaidrios spalvos korundo atmainos – rubinas ir safyras – yra brangaakmeniai. Kiti brangaakmeniai – smaragdas, akvamarinas, aleksandritas – yra aliuminio ir berilio mineralai.
Aliuminio savybės
Aliuminis yra chemiškai aktyvus metalas. Kambario temperatūroje apsitraukia plona oksido plėvele:
4Al + 3O2→2Al2O3 + Q
Susmulkintas ir įkaitintas užsidega deguonyje. Jam degant išsiskiria labai daug šilumos. Gaunamas aliuminio oksidas – labai atsparus tiek terminiam, tiek mechaniniam poveikiui junginys.
Aliuminiui būdinga ypatinga cheminė trauka deguoniui, todėl jis lengvai “atima” deguonį iš kai kurių metalų oksidų. Šis metalų gavimo būdas vadinamas aliuminotermija.
Aliuminotermijos būdu galima gauti grynus metalus – Cr, V, Fe, Ni, Co, Ti, Mn arba ferolydinius.
Fizikinės savybės.
Aliuminis lengvas, plastiškas metalas. Jį labai lengva apdoroti – presuoti, kalti (už aliuminį kalesnis tik auksas), štampuoti, valcuoti. Aliuminis gerai praleidžia šilumą ir elektrą, gerai atspindi šviesą. Įkaitintas iki raudonumo lydosi, lydymosi temperatūra 660,1 Celcijaus.
Grynas aliuminis nėra stiprus, todėl technikoje naudojami jo lydiniai.
Cheminės savybės.
Aliuminis reaguoja su:
1. Vandeniu, jei nuo paviršiaus pašalinta aliuminio oksido plėvelė:
2Al + 6H2O→2Al(OH)3 + 3H2
2. Rūgštimis (HCl 1:1, H2 SO4 1:5)
2Al + 6H+→2Al3+ + 3H2
3. Su koncentruota azoto bei sieros rūgštimi (pakaitinus):
10Al + 36HNO3→10Al(NO3)3 + 3N2 +18H2O
8Al + 15H2SO4→4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O
4. Su šarmais – praskiestu ir koncentruotu tirpalu:
2Al + 2NaOH + 10H2O→2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2
2Al + 6NaOH + 6H2O→2Na3[Al(OH)6] + 3H2O
5. Silpnomis organinėmis rūgštimis, kurios pamažu tirpina aliuminį, jei yra deguonies:
4Al + 12CH3COOH + 3O2→4(CH3COO)3Al + 6H2O
Aliuminio istorija
Nors aliuminis yra vienas iš gausiausių žemės plutos metalų ir sudaro net 7,9% žemės plutos masės, gamtoje jis egzistuoja tik kaip labai pastovūs junginiai su kitomis medžiagomis. Dėl šios priežasties aliuminis buvo atrastas ir pavadintas dabartiniu vardu tik 1808m. Prireikė daug metų, kad būtų atrasti būdai kaip išgauti aliuminį.
1808 m. seras Humpris Deividas (Humphry David) nustatė aliuminio egzistavimo faktą ir pavadino metalą.
1821 m. prancūzas P. Bertris (P. Berthier) atrado kietą, rausvą, panašią į molį medžiagą, kurios 52% sudarė aliuminio aksidas. Ši medžiaga buvo rasta netoli Los Baux miestelio pietų Prancūzijoje ir pavadinta boksitu – pačia dažniausia aliuminio rūda.
1825 m. danas Hansas Kristianas Erstedas (Hans Christian Oersted) pirmasis išgavo aliuminį, nors šis ir nebuvo grynas. Mokslininkas pro įkaitintą ir su anglimi sumaišytą Al2O3 leido chloro dujas ir gavo bevandenį aliuminio chloridą. Kaitindamas AlCl3 su kalio amalaga gavo aliuminio amalagą, iš kurios išgarinęs gyvsidabrį pamatė pilkus miltelius – aliuminį.
1827 m. vokiečių chemikas
Frydrichas Vėleris (Friedlich Wöhler) išgavo gryną aliuminį. 1845 m. jis nustatė aliuminio tankį ir vieną iš jo savybių – lengvumą.
1854 m. prancūzas Henris Devilas (Henri Saite-Claire Deville) patobulino Vėlerio metodą gaminti aliuminį komercinui būdu. Metalo kaina, buvusi aukštesnė už aukso ir platinos, nukrito 90% tik per 10 metų.
1855 m. aliuminio luitų gabalai buvo eksponuojami kaip labai brangūs metalai.
1885 m. amerikietis Hamiltonas Y. Kaseris (Hamilton Y. Cassner) patobulino Devilo metodą. Aliuminio gamyba išaugo iki 15 tonų per metus.
1886 m. du niekam nežinomi jauni mokslininkas, prancūzas Paulas Luisas Tosantas Heraultas (Paul Louis Toussaint Héroult) ir amerikietis Čarlis Martinas Halas (Charles Martin Hall), dirbdami atskirai ir nežinodami apie viens kito darbą, vienu laiku išrado naują elektrinį procesą, kuris yra dabartinio aliuminio gamybos proceso pagrindas. Jie atrado, kad jei jie ištirpdys aliuminio oksidą vonioje su išlydytu kriolitu C.M. Hall ir paleis stiprią elektros srovę per ją, išlydytas aliuminis atsiras vonios paviršiuje.
1888 m. atsirado pirmosios aliuminio gamybos kompanijos Prancūzijoj, Šveicarijoj ir Amerikoj.
1900 m. aliuminio gamyba per metus padidėjo iki 8 tonų.
1913 m. aliuminio gamyba per metus padidėjo iki 65 tonų.
. 1920 m. aliuminio gamyba per metus padidėjo iki 128 tonų.
P. Héroult 1938 m. aliuminio gamyba per metus padidėjo iki 537 tonų.
1946 m. aliuminio gamyba per metus padidėjo iki 681 tonų.
1999 m. aliuminio gamyba per metus tapo 24 mln. tonų.
Aliuminis išgaunamas dar tik 146 metus ir jis dar labai jaunas metalas. Žmonija varį, alavą naudoja tūkstančius metų, bet aliuminio pagaminama daugiau negu visų kitų negeležininių metalų.