Kam tirpsta aliuminis? aliuminio tirpumas. Aliuminio korozija druskos rūgštyje

Aliuminio apvalkalai ištirpinami šarme arba azoto rūgštyje, o pastaruoju atveju galimas dalinis arba visiškas metalinio urano šerdies ištirpimas.

Aliuminio tirpimas kaustinės sodos tirpale vyksta pagal reakciją:

Al+ NaOH+ H 2 0  NaAlO 2 + 1,5H 2 , (3.1)

teka su šilumos išsiskyrimu 7000 kcal / kg ištirpusio aliuminio. Padidėjus NaOH koncentracijai nuo 2 iki 5 M, aliuminio tirpimo greitis padidėja maždaug septynis kartus. Urano nuostoliai naudojant NaOH tirpalus, kurių koncentracija iki 30%, yra labai maži, tačiau 50% tirpale urano tirpimo greitis tampa pastebimas. Šio proceso trūkumas yra sprogių dujų – vandenilio – išsiskyrimas. Siekiant slopinti vandenilio išsiskyrimo reakciją, į reakcijos mišinį įvedami oksidatoriai: nitritas arba natrio nitratas. Šiuo atveju aliuminio tirpimo reakcijos vyksta pagal lygtis:

Al + 0,5 NaOH + 0,5 NaNO 3 + 0,5 H 2 O = NaAlO 2 + 0,5 NH 2 (3,2)

Al + 0,625NaOH + 0,375NaNO3 + 0,25H 2O = NaAlO2 + 0,375NH3; (3.3)

Al + 0,85 NaOH + 1,05 NaNO 3 = NaAlO 2 + 0,9 NaNO 2 + 0,15 NH3 + 0,2 H 2 O (3,4)

Mažiausias vandenilio išsiskyrimas vyksta esant paskutinės reakcijos stechiometriniams santykiams. Aliuminio tirpimo greitis didėja didėjant temperatūrai ir natrio hidroksido koncentracijai. Pavyzdžiui, tirpalo, kuriame yra 10% NaOH ir 20% NaNO 3, temperatūrai pakilus nuo 60 iki 100°C, aliuminio linijinis tirpimo greitis padidėja maždaug 3 kartus. Natrio aliuminato kristalizacija priklauso nuo šios druskos koncentracijos šarme ir gali būti išvengta, jei natrio hidroksido ir aliuminio molinis santykis tirpale yra 1,65:1.

HNO 3 pasyvina aliuminio paviršių, todėl tirpinimas vyksta esant katalizatoriui – gyvsidabrio nitratui. Galimos reakcijos yra:

Al + 6HNO 3 \u003d Al (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O; (3.5)

Al + 4HNO 3 \u003d Al (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O; (3.6)

8Al + 30HNO 3 \u003d 8Al (NO 3) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O 4 (3,7)

2Al + 6HNO3 = 2Al(NO3)3 + 3H2 (3,8)

Kadangi HNO3 susidaro aliuminio nitrato hidrolizės metu ir sąveikauja su Al, gaunami tirpalai, kuriuose trūksta rūgšties:

Al (NO 3) 3 + 3H 2 O \u003d Al (OH) (NO 3) 2 + HNO 3; (3.9)

HNO 3 + Al + H 2 O \u003d Al (OH) 2 (NO 3) 3 + azoto junginiai. (3.10)

Al tirpimo 4 M HNO3 procesui aprašyti taikoma tokia reakcija:

Al+3,75HNO3=Al(NO3)3+0,225NO+0,15N2O+0,1125N2+1,875H2O. (3.11)

Tačiau kai kurie duomenys nepatvirtina, kad reakcijos produktuose yra azoto. Vandenilio kiekis išmetamosiose dujose už kondensatoriaus yra 2–8 %, kai rūgšties koncentracija yra 1–2 M, o tirpalams, kuriuose trūksta rūgšties, jis sparčiai didėja ir pasiekia daugiausia 23 %, kai trūksta 2 M. Tai rodo, kad , vykstant procesui, tirpalo stechiometrija yra tokia, kad reakcija, susidarant azoto dioksidui, palaipsniui nyksta kitų reakcijų naudai. Rūgšties sunaudojimas lietų ir štampuotų strypų tirpinimui yra vienodas. Vidutiniškai 4 - 4,1 M HNO3 1 M ištirpusio Al. Mažiausias 3,8 M rūgšties suvartojimas buvo gautas ištirpinus štampuotą strypą su 2M rūgšties trūkumu.

A1 hidroksidų tirpumas rūgščioje terpėje yra tiesiogiai proporcingas trečiajai vandenilio jonų koncentracijos laipsniai, o šarminėje terpėje yra atvirkščiai proporcingas jai. Izoelektriniame taške aliuminio hidroksido tirpumas yra minimalus. Anot Kolthoffo dėl A1(OH)3, šis taškas yra pH 6,5–7,5 diapazone. Aliuminio druskų hidrolizės greičiui taip pat yra nustatyta tam tikra optimali pH vertė, kuri esant ABO h koncentracijai nuo 400 iki 100 mg/l svyruoja nuo 4,95 iki 5,40, ir ribinės pH vertės. kuriose hidrolizė vis dar vyksta, yra 3 ir 6,8.[ ...]

Ryšys tarp tirpumo ir cheminės sąveikos ypač aiškiai pasireiškia kompleksinio susidarymo sistemose. Čia galime prisiminti gerai žinomą faktą apie staigų molekulinio jodo tirpumo padidėjimą vandenyje esant kalio jodidui dėl polijodido susidarymo: Pavyzdžiui, N-K1 \u003d K13- Natrio chloridas yra praktiškai netirpus. nitrobenzene, bet esant aliuminio chloridui jo tirpumas smarkiai padidėja dėl to, kad susidaro kompleksinė druska Nyayuts, kuri puikiai tirpsta tame tirpiklyje.[ ...]

Mažiausias aliuminio hidroksido tirpumas yra pH = 6,5+7,5 srityje. Aliuminio hidroksido nusodinimas prasideda esant pH = 3,0 ir pasiekia maksimumą, kai pH = 7. Toliau didėjant pH, nuosėdos pradeda tirpti, o tai tampa pastebima esant pH = 9.[ ...]

Aliuminio sulfatas naudojamas drumzliniems ir spalvotiems vandenims valyti: išgrynintas – su dideliu drumstumu, neišgrynintas arba kurio sudedamosios dalys yra molio ir silikatinių medžiagų – su mažu vandens drumstumu. Šis koaguliantas yra efektyvus esant 5-7,5 pH intervalui, o kuo didesnis vandens kietumas ir žemesnė jo spalva, tuo didesnės optimalios terpės pH vertės. Santykinai maža kaina, geras tirpumas, specialių reikalavimų nebuvimas sauso ir ištirpusio produkto tvarkymui padarė aliuminio sulfatą labiausiai paplitusiu koaguliantu.[ ...]

HgS tirpumo distiliuotame vandenyje produktas yra 1,6XIu 52, o tai atitinka likutinę gyvsidabrio jonų koncentraciją tirpale, lygią 2,5X10-21 mg/l. Pramoninėse nuotekose HgS tirpumo produktas yra šiek tiek didesnis, o didžioji dalis gyvsidabrio sulfido yra vandenyje smulkių koloidinių dalelių pavidalu, kurios gali būti nusodinamos koaguliuojant nuotekas vandeniniu aliuminio sulfatu Al2 (S04) 3-I8H2O , vandeninis geležies sulfatas FeS04-7H20, CaO kalkės, šių koaguliantų mišinys ir kt.[ ...]

Taigi aliuminio hidroksido tirpumas šarminėje terpėje yra atvirkščiai proporcingas pirmojo laipsnio vandenilio jonų koncentracijai.[ ...]

Naudojant tirpius elektrodus (dažniausiai geležį arba aliuminį), prie anodo vyksta anodinis metalo tirpimas, dėl kurio į vandenį patenka geležies arba aliuminio katijonai, dėl kurių susidaro hidroksido dribsniai. Vienu metu ankštoje tarpelektrodinėje erdvėje formuojantis koaguliantų dribsniai ir dujų burbuliukai sudaro prielaidas patikimai dujų burbulų fiksacijai ant dribsnių ir intensyviai taršos aguliacijai, užtikrinančiai flotacijos proceso efektyvumą. Tokie įrenginiai vadinami elektrokoaguliacija-flotacija. At pralaidumo iki 10-15 m3/h agregatai gali būti vienkameriai, o didesni pralaidumo – dvikameriai horizontalaus arba vertikalaus tipo.[ ...]

Kai kurie sunkiai tirpūs dažikliai ištirpinami kartu su soda ir pirmiausia apdorojami aliuminio sulfato tirpalu, o paskui bario chloridu.[ ...]

Be išvardintų tirpių priemaišų, natūraliuose vandenyse suspensijoje yra netirpių medžiagų – nuo ​​stambių suspensijų iki koloidiškai ištirpusių junginių. Jas reprezentuoja smėlio, lioso, dumblo ir karbonatinių uolienų dalelės, vandeniniai aliuminio oksidai, geležis, manganas, taip pat didelės molekulinės humusinės medžiagos.[ ...]

Hidrolizės metu hidratuoti aliuminio jonai padovanoja protoną iš koordinuotos vandens molekulės, iš eilės sudarydami kompleksinius jonus [A1 (H20) 5 (OH)] 2+ ir [A1 (H20) 4 (OH) 2] +, likę tirpale. Kai paskutinis neutralus kompleksas [A1(H20)3(OH)3] netenka vandens, susidaro blogai tirpus aliuminio hidroksidas. Geležies (III) druskos taip pat laipsniškai hidrolizuojamos. Tačiau, skirtingai nuo aliuminio druskų, be geležies hidroksidų, gali susidaryti ir mažai tirpių hidrokso druskų.[ ...]

2

Praskiestoje rūgštyje Al2(SO4)3 tirpumas yra didesnis nei gryname vandenyje, tačiau toliau didėjant H2SO4 koncentracijai tirpumas smarkiai sumažėja, 60% sieros rūgštyje pasiekia 1%. Stipresnėje rūgštyje aliuminio sulfato tirpumas vėl padidėja.[ ...]

Šviežiai nusodintus aliuminio ir geležies fosfatus augalai gali pasisavinti, tačiau senstant nuosėdoms jie kristalizuojasi ir tampa mažiau tirpūs ir sunkiai prieinami augalams. Todėl fosforo rūgštis krasnozemuose ir velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose fiksuojama labai tvirtai ir daug stipriau nei serozemuose ir chernozemuose.[ ...]

Iš to, kas išdėstyta aukščiau, matyti, kad aliuminio hidroksido tirpumas rūgštinėje terpėje yra tiesiogiai proporcingas trečiajai vandenilio jonų koncentracijos laipsniai [Н+]3, o šarminėje terpėje atvirkščiai proporcingas [Н+] [...]

Rūgščiuose tirpaluose su aliuminio pertekliumi stabiliausia kietoji fazė yra bazinis aliuminio fosfatas. Jei pH reikšmė yra didesnė už pH, atitinkantį minimalų fosfato tirpumą (pH = 6), tada bazinė druska hidrolizuojama iki aliuminio hidroksido, kurio paviršiuje sorbuojamas fosfatas. Esant didelei fosfato koncentracijai, nusėda taranakitas, kuris, padidėjus sistemos pH, virsta vidutine druska.[ ...]

Poliakrilamidas yra balta amorfinė, vandenyje tirpi medžiaga, turinti jonogeninių grupių; hidrolizės metu susidaro akrilo rūgštis ir jos druskos. PAA veikimo mechanizmas pagrįstas jo molekulių adsorbcija ant vandens priemaišų dalelių, aliuminio arba geležies (III) hidroksidų, susidarančių koaguliantų druskų hidrolizės metu. Dėl pailgos molekulės formos joje vyksta adsorbcija skirtingos vietos su keliomis hidroksido dalelėmis, dėl kurių pastarosios polimeriniais tilteliais surišamos į sunkius, didelius ir stiprius agregatus (rutuliukus).[ ...]

Tik bandiniai, kurių tirpumas vandenyje yra ribotas (y=38), medienos plaušiena sulaiko 60 proc. Aliuminio sulfato pridėjimas sukelia visišką α-CMC sulaikymą, kuris nepriklauso nuo stechiometrinio santykio tarp A13+ kiekio, reikalingo visiškam α-CMC sulaikymui, ir OCH2COO grupių kiekio CMC. Kitaip tariant, -CMC sulaikymą lemia ne tik netirpios aliuminio druskos susidarymas, bet ir elektrostatinė adsorbcija tarp teigiamai įkrauto A1-CMC ir neigiamą krūvį turinčių celiuliozės pluoštų.[ ...]

Sukurta nauja technologija naudojant tirpius aliuminio chlorido kiekius aukštos temperatūros benzeno alkilinimo propilenu procese.[ ...]

Šiame skyriuje aptariama aliuminio (III) ir fosfato sąveika esant įvairiems koncentracijų ir pH diapazonams. Siekiant apibūdinti reakcijas tarp ištirpusių dalelių ir tirpių fazių, buvo tiriamas aliuminio fosfato nuosėdų tirpumas. Be to, nustatyti tirpūs ir netirpūs aliuminio (III) ir fosfato reakcijos produktai, nustatytas jų koncentracijų pasiskirstymas plačiame pH ir P bei Al koncentracijų diapazone. Šie tyrimai buvo atlikti naudojant grynus tam tikros sudėties aliuminio fosfatų tirpalus. Kitų išsklaidytų kietųjų fazių tirtoje sistemoje nebuvo, išskyrus tas, kurios nusėdo aliuminio ir fosfato sąveikos metu arba pasikeitus pH.[ ...]

Supaprastinta forma galima manyti, kad nusodinimas geležimi ir aliuminiu yra labai panašus daugeliu atžvilgių ir kad abiem atvejais lemiami veiksniai yra tirpumas ir pridėto metalo jono Me ir ortofosfato koncentracijų santykis. . Nusodinimo kalcio jonais procesas labai priklauso nuo pH, todėl skaičiuojant reikiamą kalcio druskos kiekį būtina atsižvelgti į nuotekų šarmingumą.[ ...]

Geležies druskos, kaip koaguliantai, turi nemažai pranašumų prieš aliuminio druskas: geriau veikia esant žemai vandens temperatūrai; daugiau platus plotas optimalios terpės pH vertės; didelis dribsnių stiprumas ir hidraulinis smulkumas; galimybė naudoti įvairesnės druskos sudėties vandenims; gebėjimas pašalinti kenksmingus kvapus ir skonį dėl vandenilio sulfido. Tačiau yra ir trūkumų: geležies katijonams reaguojant su kai kuriais organiniais junginiais susidaro stipriai dažantys tirpūs kompleksai; stiprios rūgštinės savybės, padidinančios įrangos koroziją; mažiau išsivystęs dribsnių paviršius.[ ...]

Esant dideliam mainais absorbuotų vandenilio ir aliuminio jonų kiekiui dirvožemyje (pavyzdžiui, velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose ir krasnozemuose), daugelis jo savybių taip pat pablogėja. Vandenilio jonai neišsklaido dirvožemio koloidų, o patekę į absorbuotą būseną sukelia laipsnišką mineralų, sudarančių dirvožemį sugeriantį kompleksą, sunaikinimą. Dėl to dirvožemyje išsenka koloidinė frakcija, pablogėja jo struktūra, mažėja įgeriamumas. Be to, aliuminio ir vandenilio jonai iš sugertos būsenos išstumiami į tirpalą mainais į tirpių druskų katijonus. Didelė vandenilio ir aliuminio jonų koncentracija tirpale turi žalingą poveikį augalų vystymuisi.[ ...]

Pastaraisiais metais pradėtas taikyti metodas koaguliantams gauti elektrolizatoriuose su tirpiais elektrodais, vadinamas elektrokoaguliacijos metodu. Metodo esmė yra anodinis metalų, daugiausia aliuminio ir geležies, tirpinimas vandeninėje terpėje, veikiant elektros srovė po to susidaro hidroksidai. Šis metodas leidžia efektyviai išvalyti vandenį iš mineralinės, organinės ir biologinės kilmės suspensijų, koloidų ir molekulinės ar joninės būsenos medžiagų. Elektrokoaguliacija turi didelių pranašumų prieš reagentų metodus: įrengimo kompaktiškumas, priežiūros paprastumas ir visiško automatizavimo galimybė. Šis metodas yra perspektyvus naudoti nedideliuose autonominiuose objektuose (upių laivyno laivuose, mažose gyvenvietėse ir kt.).[ ...]

Neigiamas didelio rūgštingumo poveikis daugiausia susijęs su aliuminio ir mangano junginių tirpumo padidėjimu dirvožemyje. Padidėjęs jų kiekis tirpale dar labiau pablogina augalų vystymąsi nei vandenilio jonų perteklius.[ ...]

(4.17) lygtis buvo išspręsta bandymų ir klaidų būdu, kai pH vertė atitinka mažiausią 6 tirpumą fosfatuose. Esant pH [ ...]

Tiriant hidrolizę Fe2(504)s-A1203-H20 sistemoje 100 °C temperatūroje, nustatyta, kad didėjant aliuminio oksido kiekiui sistemoje, padidėja geležies išeiga bazinės druskos nuosėdose. , pasiekiant 98 %, kai masės santykis Al2O3/Fe2(504)3 = 0,111 ir 90 % HgO. Tirpale dėl cheminės sąveikos aliuminio oksidas paverčiamas tirpiais baziniais aliuminio sulfatais. Sistemoje padidėjus geležies(III) sulfato kiekiui, padidėja sureagavusio aliuminio oksido kiekis ir, kai masės santykis Al203/Fe2(804)3 = 3 ir 40 % H20 pasiekia 91 %.[ ...]

Krešėjimo proceso eiga labai priklauso nuo terpės pH. Kai į vandenį įpilama aliuminio sulfato koagulianto tirpalo, vyksta hidrolizė ir susidaro koloidinis aliuminio hidroksidas. Optimali šio katalizatoriaus gamybos nuotekų vertė yra pH=7,5-8,5. 1 paveiksle parodyta nuotekų, kai skendinčių kietųjų dalelių kiekis yra 1200 mg/l, valymo laipsnio priklausomybė nuo pH.[ ...]

Padidinus 50% sieros rūgšties dozę 80-100% stechiometrinio kiekio esant 120°C temperatūrai ir 1,5 valandos proceso trukmei, aliuminio hidroksido skilimo laipsnis didėja. Taigi, esant 83,3% rūgšties dozei (mol. santykis 503/A1203 = lo = 2,5), aliuminio hidroksido skilimo laipsnis yra 92,4%, o 90% dozės (zo = 2,7) nurodytomis sąlygomis, hidroksidas visiškai suiro. Aliuminio hidroksido skilimas esant nepilnai sieros rūgšties dozei gali būti paaiškintas hidroksido sąveika su aliuminio sulfatu, susidarant tirpioms bazinėms aliuminio druskoms, apie kurias plačiau kalbama toliau.[ ...]

Elektrocheminis metodas turi šiuos pranašumus, palyginti su reagento metodu: sumažina gėlinimo įrenginių apkrovą, nes jį naudojant tirpios druskos nepatenka į vandenį, o dozuotas aliuminis yra visiškai pašalinamas iš vandens jo pirminio valymo metu. Galima rekomenduoti vandens desilikonizavimo būdą elektrolizatoriuose su aliuminio anodu išankstinis mokymas vanduo šiluminių elektrinių vandens valymo schemose ir kt pramonės įmonės.[ ...]

Aktyvavimui paprastai naudojami 1,5% (skaičiuojant Sig) natrio silikato tirpalai, kurių šarmingumo neutralizavimo laipsnis yra 80-85%. Naudojant aktyvųjį chlorą, tirpaus stiklo neutralizacijos laipsnis padidinamas iki 100% ir netgi įvedamas šioks toks perteklius. Sumaišius reagentus, zolis kurį laiką „bręsta“, o po to skiedžiamas vandeniu, kad SiO2 kiekis būtų mažesnis nei 1%. Perspektyviausias aktyviosios silicio rūgšties paruošimo būdas yra skysto stiklo apdorojimas chloru ir aliuminio sulfatu, dažniausiai naudojamais vandens valymo procesuose.[ ...]

Sąveikaujant su dirvožemio danga, suaktyvėja biogenų išplovimo procesai. Esant pH [...]

Aukštakrosnių ir krosnių šlakai gaunami kaip atliekos lydant geležį ir plieną ir turi skirtingą sudėtį: CaO - 30-50%; Si02-12-37; A1203-U-15; MgO-2-10; MnO -0,4-5,6; P205 - 0,1-3,5; S - 0,1 - 4,5%. Daugeliu atvejų juos reikia iš anksto šlifuoti. Didžioji dalis šlako kalcio yra mažiau tirpių silicio junginių (CaSiO3 ir Ca2Si04) pavidalu, todėl jų malimo smulkumas turėtų būti smulkesnis nei kalkių miltų. Pagal neutralizavimo gebą baziniai šlakai (kuriame CaO + MgO kiekis viršija 40%) yra artimi anglies kalkėms. Jų efektyvumas dažnai būna didesnis nei kalkių. Taip yra dėl to, kad šlakuose yra magnio, fosforo, mangano, sieros ir kitų augalų maistinių medžiagų. Be to, juose esanti silicio rūgštis gali sumažinti judriojo aliuminio kiekį dirvožemyje ir padėti augalams geriau pasisavinti fosforą. Velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose netoli metalurgijos gamyklų aukštakrosnių šlakas, kuriame gausu kalkių, yra vertinga trąša.[ ...]

Fluoro junginiai yra kita specifinių medžiagų grupė, kurių buvimas atmosferos ore nustatytas apgyvendintose vietovėse ir kurie gali turėti didelį poveikį žmonių sveikatai. Atmosferos ore rasta įvairių fluoro junginių – nuo ​​gana gerai tirpstančių skystose organizmo terpėse iki visiškai netirpių; nuo labai dirginančio ir ėsdinančio vandenilio fluorido iki santykinai inertiškų junginių. Pagrindiniai pramoniniai procesai, kuriuos lydi fluoro junginių išmetimas į atmosferą, yra dirbtinių trąšų gamyba, aliuminio gamyba ir kai kurie plieno gamybos būdai.[ ...]

Derliaus padidėjimas iš kalkių ir mineralinių trąšų, kai jas tręšiama kartu, daugeliu atvejų yra daug didesnis nei prieaugių suma, naudojant šias trąšas atskirai. Kalkinimo metu ypač smarkiai padidėja fiziologiškai rūgščių amoniako ir kalio trąšų efektyvumas. Šios trąšos, sistemingai tręšiamos mažai buferinėse, rūgščiose velėninėse-podzolinėse dirvose, sukelia tolesnį jų tręšimą. Todėl sistemingai tręšiant tokias trąšas nekalkintoje dirvoje, derliaus prieaugis palaipsniui mažėja, o vėlesniais metais dėl stipraus dirvožemio rūgštėjimo derlius gali būti mažesnis nei kontrolinėje. Teigiamas kalkių poveikis fiziologiškai rūgščių mineralinių trąšų formų efektyvumui ryškesnis, kai jos tręšiamos po dideliam rūgštingumui jautriais augalais (burokėliais, kukurūzais, kviečiais), o mažiau arba visai nenaudojant; Naudojimas rūgštinei reakcijai atspariose kultūrose. Kalkinimo įtaka fosfatinių trąšų efektyvumui priklauso nuo dirvožemio savybių ir šių trąšų formų. Tirpių fosforo trąšų [pavyzdžiui, Ca(H2PO4)2 superfosfato] efektyvumą stipriai rūgščiose dirvose, kuriose yra daug judriųjų aliuminio ir geležies junginių, pastebimai padidina kalkinimas. Užtepus kalkes normalia doze, judieji aliuminio ir geležies junginiai pereina į netirpias formas, todėl sumažėja superfosfato fosforo cheminė fiksacija jais, o augalų panaudojimas didėja.

Nustatant priemaišų koncentraciją geriamajame ir natūraliame vandenyje, atkreipiamas dėmesys į nitratų, sulfatų, nitritų, chloridų tūrį, pamirštant aliuminį – labiausiai paplitusią gamtoje metalą. Įprastomis sąlygomis aliuminis ištirpsta vandenyje, susidarant įvairiems junginiams, kurie aktyviai reaguoja su kitomis priemaišomis. Dėl to medžiaga prisotinama aliuminio hidrochloridu, druskomis ir kitais junginiais. O tai lemia vandens kokybės pasikeitimą – pablogėja cheminė sudėtis, organoleptinės savybės, mikrobiologiniai, bakteriniai rodikliai.
Oficialią aliuminio DLK geriamajame vandenyje ir natūraliuose vandens telkiniuose apskaičiuoja PSO ir aplinkosaugos organizacijos. Tačiau šis parametras neatsižvelgia į daugybę būdų, kuriais metalas patenka į natūralius šaltinius ir žmogaus kūną. Todėl svarbu tiksliai nustatyti aliuminio kiekį vandenyje.

Aliuminis natūraliuose vandenyse

Natūralus vandens prisotinimas metalu atsiranda dėl to, kad į jį patenka aliuminio silikatai ir kai kurios molio rūšys. Jiems ištirpus, prasideda aliuminio sąveika su vandeniu, kuri tiesiogiai priklauso nuo jo pH. Natūraliomis sąlygomis tirpsta lėtai, bet visada išsiskiria hidroksidas, boksitas, hidrochloridas ir kiti junginiai. Medžiagų ir paties aliuminio yra tiek jūros, tiek upių vandenyje. Bet tai yra normaliomis sąlygomis.

Metalas į natūralius vandenis patenka iš:

• techninių ir buitinių vandenų kanalizacija;
• chemijos pramonės nuotekos (bet kokia gamyba padidina aliuminio koncentraciją nuotekų 2-5 kartus);
• pastatų kanalizacija ir emisijos.

Kiekvienais metais tokios emisijos į aplinką tampa vis daugiau, o jų užterštumo laipsnio kontrolė vis mažėja. Nešvariose nuotekose, kuriose yra daug priemaišų ir suspensijų, aliuminio tirpumas vandenyje praeina greičiau. Į vandens telkinius patenka suspenduotų formų, jonų ir koloidų pavidalu. Būtent jonai ir oksidai turi padidintą toksiškumą. Jie turi žalingą poveikį daugumai gyvų organizmų, gyvenančių natūraliuose šaltiniuose. Pagal standartus, aliuminio koncentracija natūraliuose vandenyse neturi viršyti 0,5 mg/dm3.

Aliuminis geriamajame vandenyje

Jame tikrai bus labiausiai paplitęs metalas planetoje geriamas vanduo. Pagal GOST standartus ir reikalavimus aliuminio vandenyje turi būti:

• ne daugiau kaip 0,5 mg/l vandens medžiagoje;
• 0,2-0,3 mg/l vandens buteliuose;
• 0,1-0,2 mg/l filtruotame vandenyje.

Kasdien į žmogaus organizmą turi patekti ne daugiau kaip 90 mg metalo. Tačiau pasibaigus aliuminio reakcijai su vandeniu, jame taip pat atsiranda toksiškų priemaišų. Todėl vandentiekyje, taip pat ir gręžiniuose, reikia patikrinti nesaugių priemaišų ir komponentų koncentraciją. Žemiau yra aliuminio ir kitų žmonių sveikatai svarbių medžiagų MAC lentelė.

Kodėl verta gerti vandenį su minimalia aliuminio koncentracija?

Išsiaiškinus, kur vandenyje atsiranda aliuminio, verta pasidomėti kitais jo patekimo į organizmą būdais. Tai padės kontroliuoti metalo dienos normą. Didžioji dalis cheminio elemento gaunama iš maisto.
Metalas taip pat randamas:

• kosmetiniai preparatai;
• indai iš to paties pavadinimo metalo;
• vaistai;
• dezodorantai ir kt.

Standartinis aliuminio kiekis vandenyje neturės jokio poveikio organizmui. Pernelyg susikaupus kenčia nervų sistema, silpsta atmintis, atsiranda depresija, dirglumas. Pasekmės ateina ne iš karto. Taip yra dėl to, kad ne visas metalo tūris yra absorbuojamas organizme. Mokslininkai taip pat įrodė, kad didelis aliuminio kiekis vandenyje sukelia neurologines ligas ir kalcio-fosforo apykaitos sutrikimus, o tai stabdo hemoglobino gamybą. Todėl rekomenduojama naudoti geriamąją medžiagą, kurios metalo tūris ne didesnis kaip 0,3 mg / l. Esant tokiam vandenyje ištirpusio aliuminio kiekiui, paros norma neviršys 50 mg/l. Valymui naudojamos buitinės filtrų sistemos.

Vandens valymas koaguliacijos būdu

Kad iš čiaupų tekėtų gėrimui ar techninėms reikmėms tinkamas skystis, pirmiausia jį reikia išvalyti. Prieš naudojimą ši procedūra turi būti atliekama tiek požeminiame, tiek paviršiniame vandenyje. Aukščiau aprašyta, kas nutinka aliuminiui sąveikaujant su vandeniu – susidaro nemalonus kvapas, atsiranda nepageidaujamų priemaišų, medžiaga drumsčiasi, atsiranda nuosėdų. Kai kurie metalų junginiai, pablogindami organoleptines skysčio savybes, gali veikti kaip puikūs koaguliantai – elementai, surišantys pavojingas ir nereikalingas medžiagos daleles. Jie efektyviai naudojami skysčių kokybei gerinti vandens valymo sistemose.

Aliuminio sulfatas dažniausiai naudojamas vandens valymui bet kokiam poreikiui. Krešėjimas aktyviausias aplinkoje, kurios rūgštingumas 4,4-6,1 pH. Bet jie taip pat taikomi medžiagoms, kurių pH yra nuo 7 iki 8. Vandens valymo procedūra yra tokia:

• į skystį įpilant aliuminio sulfato;
• maišymo terpė - pilnas sumaišymas vyksta per 1-3 minutes;
• koaguliacija, kurios metu terpė pereina iš vieno rezervuaro į kitą (procesas trunka nuo 30 minučių iki 1 valandos);
• surištų nuosėdų nusėdimas;
• išgrynintos terpės filtravimas.

Šiuo metu vandens valymas aliuminiu yra prieinamas ir efektyvus metodas suspenduotų dalelių pašalinimas iš skysčių. Krešėjimo metu taip pat stebimas bikarbonatų ir natrio bei kalcio karbonatų pašalinimas. Baigęs vandens valymo procedūrą, vartotojas gauna švarų ir maloniai kvepiantį vandenį.

Pirmą kartą aliuminis buvo gautas tik XIX amžiaus pradžioje. Tai padarė fizikas Hansas Oerstedas. Jis atliko savo eksperimentą su kalio amalgama, aliuminio chloridu ir.

Beje, šios sidabrinės medžiagos pavadinimas kilęs iš lotyniško žodžio „alumas“, nes iš jų išgaunamas šis elementas.

Alum

Alūnas yra natūralus metalo pagrindu pagamintas mineralas, kurio sudėtyje yra sieros rūgšties druskų.

Anksčiau jis buvo laikomas tauriuoju metalu ir kainavo eilės tvarka brangesnis nei auksas. Tai buvo paaiškinta tuo, kad metalą buvo gana sunku atskirti nuo priemaišų. Taigi aliuminio papuošalus galėjo sau leisti tik turtingi ir įtakingi žmonės.

japoniško aliuminio apdaila

Tačiau 1886 m. Charles Hall pasiūlė aliuminio gavybos pramoniniu mastu metodą, kuris žymiai sumažino šio metalo kainą ir leido jį naudoti metalurgijos gamyba. Pramoninis metodas buvo kriolito lydalo, kuriame buvo ištirpintas aliuminio oksidas, elektrolizė.

Aliuminis yra labai populiarus metalas, nes iš jo gaminama daug dalykų, kuriuos žmogus naudoja kasdieniame gyvenime.

Aliuminio pritaikymas

Dėl savo plastiškumo ir lengvumo, taip pat atsparumo korozijai aliuminis yra vertingas metalas šiuolaikinėje pramonėje. Aliuminis naudojamas ne tik virtuvės reikmenims – jis plačiai naudojamas automobilių ir lėktuvų statybose.

Taip pat aliuminis yra viena iš nebrangiausių ir ekonomiškiausių medžiagų, nes jį galima naudoti neribotą laiką lydant nereikalingus aliuminio daiktus, pavyzdžiui, skardines.

aliuminio skardinės

Metalinis aliuminis yra saugus, tačiau jo junginiai gali būti toksiški žmonėms ir gyvūnams (ypač aliuminio chloridas, acetatas ir aliuminio sulfatas).

Aliuminio fizinės savybės

Aliuminis yra gana lengvas, sidabrinis metalas, galintis sudaryti lydinius su daugeliu metalų, ypač variu, ir siliciu. Jis taip pat labai plastiškas, nesunkiai paverčiamas plona plokštele ar folija. Aliuminio lydymosi temperatūra = 660 °C, o virimo temperatūra yra 2470 °C.

Aliuminio cheminės savybės

Kambario temperatūroje metalas yra padengtas stipria Al₂O3 aliuminio oksido plėvele, kuri apsaugo jį nuo korozijos.

Aliuminis praktiškai nereaguoja su oksiduojančiomis medžiagomis dėl jį saugančios oksido plėvelės. Tačiau jį galima lengvai sunaikinti, kad metalas pasižymėtų aktyviomis redukuojančiomis savybėmis. sunaikinti oksido plėvelė aliuminis gali būti šarmų, rūgščių tirpalas arba lydalas arba gyvsidabrio chlorido pagalba.

Dėl savo redukuojančių savybių aliuminis rado pritaikymą pramonėje – kitų metalų gamyboje. Šis procesas vadinamas aliuminotermija. Ši aliuminio savybė yra sąveika su kitų metalų oksidais.

Aliuminoterminė reakcija, kurioje dalyvauja geležies oksidas (III)

Pavyzdžiui, apsvarstykite reakciją su chromo oksidu:

Cr₂O3 + Al = Al₂O3 + Cr.

Aliuminis gerai reaguoja su paprastomis medžiagomis. Pavyzdžiui, su halogenais (išskyrus fluorą) aliuminis gali sudaryti aliuminio jodidą, chloridą arba aliuminio bromidą:

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl3

Su kitais nemetalais, tokiais kaip fluoras, siera, azotas, anglis ir kt. aliuminis gali reaguoti tik kaitinamas.

Sidabro metalas taip pat reaguoja su sudėtingomis cheminėmis medžiagomis. Pavyzdžiui, su šarmais susidaro aliuminatai, tai yra sudėtingi junginiai, kurie aktyviai naudojami popieriuje ir tekstilės industrija. Be to, jis reaguoja kaip aliuminio hidroksidas

Al(OH)₃ + NaOH = Na),

ir metalinis aliuminis arba aliuminio oksidas:

2Al + 2NaOH + 6Н₂О = 2Na + ЗН₂.

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na

Su agresyviomis rūgštimis (pavyzdžiui, su siera ir druskos rūgštimi) aliuminis reaguoja gana ramiai, neužsidega.

Jei metalo gabalą nuleisite į druskos rūgštį, prasidės lėta reakcija - iš pradžių oksido plėvelė ištirps, bet tada ji paspartės. Aliuminis ištirpsta vandenilio chlorido rūgštyje, išskirdamas gyvsidabrį dvi minutes, tada gerai nuplaukite. Rezultatas yra amalgama, gyvsidabrio ir aliuminio lydinys:

3HgCI₂ + 2Al = 2AlCI₃ + 3Hg

Be to, jis nėra laikomas ant metalo paviršiaus. Dabar, nuleidus išvalytą metalą į vandenį, galima stebėti lėtą reakciją, kurią lydi vandenilio išsiskyrimas ir aliuminio hidroksido susidarymas:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2.

Aliuminis - metalo sunaikinimas veikiant aplinkai.

Reakcijai Al 3+ + 3e → Al standartinis aliuminio elektrodo potencialas yra -1,66 V.

Aliuminio lydymosi temperatūra yra 660 °C.

Aliuminio tankis yra 2,6989 g / cm 3 (įprastomis sąlygomis).

Aliuminis, nors ir yra aktyvus metalas, yra gana geras korozinių savybių. Tai galima paaiškinti gebėjimu būti pasyviam daugelyje agresyvių aplinkų.

Aliuminio atsparumas korozijai priklauso nuo daugelio faktorių: metalo grynumo, korozinės aplinkos, agresyvių priemaišų koncentracijos aplinkoje, temperatūros ir kt. Tirpalų pH turi stiprią įtaką. Aliuminio oksidas ant metalo paviršiaus susidaro tik esant pH intervalui nuo 3 iki 9!

Jo grynumas labai veikia Al atsparumą korozijai. Gamybai cheminiai agregatai, įrangoje naudojamas tik didelio grynumo metalas (be priemaišų), pvz., AB1 ir AB2 klasės aliuminio.

Aliuminio korozija nepastebima tik tose aplinkose, kur ant metalo paviršiaus susidaro apsauginė oksido plėvelė.

Kaitinamas aliuminis gali reaguoti su kai kuriais nemetalais:

2Al + N 2 → 2AlN - aliuminio ir azoto sąveika su aliuminio nitrido susidarymu;

4Al + 3С → Al 4 С 3 - aliuminio ir anglies sąveikos reakcija, susidarant aliuminio karbidui;

2Al + 3S → Al 2 S 3 - aliuminio ir sieros sąveika su aliuminio sulfido susidarymu.

Aliuminio korozija ore (aliuminio atmosferinė korozija)

Aliuminis, sąveikaudamas su oru, pereina į pasyvią būseną. Kai grynas metalas liečiasi su oru, ant aliuminio paviršiaus akimirksniu atsiranda plona apsauginė aliuminio oksido plėvelė. Be to, plėvelės augimas sulėtėja. Aliuminio oksido formulė yra Al 2 O 3 arba Al 2 O 3 H 2 O.

Aliuminio ir deguonies sąveikos reakcija:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3.

Šios oksido plėvelės storis yra nuo 5 iki 100 nm (priklausomai nuo darbo sąlygų). Aliuminio oksidas gerai sukimba su paviršiumi, tenkina oksido plėvelių tęstinumo sąlygą. Laikant sandėlyje, aliuminio oksido storis ant metalinio paviršiaus yra apie 0,01 - 0,02 mikrono. Sąveikaujant su sausu deguonimi - 0,02 - 0,04 mikronai. Termiškai apdorojant aliuminį, oksido plėvelės storis gali siekti 0,1 µm.

Aliuminis yra gana atsparus tiek švariame kaimo ore, tiek pramoninėje atmosferoje (turi sieros garų, vandenilio sulfido, dujinio amoniako, sauso vandenilio chlorido ir kt.). Nes aliuminio korozijai dujinėse terpėse neveikia sieros junginiai – jis naudojamas rūgščiosios alyvos perdirbimo gamykloms, gumos vulkanizavimo įrenginiams gaminti.

Aliuminio korozija vandenyje

Aliuminio korozija beveik nepastebima sąveikaujant su švariu šviežiu distiliuotu vandeniu. Temperatūros pakėlimas iki 180 °C ypatingo poveikio neturi. Karšto vandens garai taip pat neturi įtakos aliuminio korozijai. Jei į vandenį net kambario temperatūroje įpilama šiek tiek šarmo, aliuminio korozijos greitis tokioje aplinkoje šiek tiek padidės.

Gryno aliuminio (nepadengto oksido plėvele) sąveiką su vandeniu galima apibūdinti naudojant reakcijos lygtį:

2Al + 6H 2O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2.

Sąveikaujant su jūros vandeniu grynas aliuminis pradeda rūdyti, nes. jautrūs ištirpusioms druskoms. Norint panaudoti aliuminį jūros vandenyje, į jo sudėtį įterpiamas nedidelis magnio ir silicio kiekis. Aliuminio ir jo lydinių atsparumas korozijai, veikiant jūros vandeniui, žymiai sumažėja, jei metalo sudėtyje yra vario.

Aliuminio korozija rūgštyse

Didėjant aliuminio grynumui, didėja jo atsparumas rūgštims.

Aliuminio korozija sieros rūgštyje

Aliuminiui ir jo lydiniams yra labai pavojinga sieros rūgštis(turi oksidacinių savybių) vidutinės koncentracijos. Reakcija su praskiesta sieros rūgštimi apibūdinama lygtimi:

2Al + 3H 2SO 4 (razb) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Koncentruota šalta sieros rūgštis neturi jokio poveikio. O kaitinamas aliuminis korozuoja:

2Al + 6H 2 SO 4 (konc.) → Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

Taip susidaro tirpi druska – aliuminio sulfatas.

Al yra stabilus oleume (rūkstanti sieros rūgštis) iki 200 °C temperatūroje. Dėl šios priežasties jis naudojamas chlorosulfono rūgšties (HSO 3 Cl) ir oleumo gamybai.

Aliuminio korozija druskos rūgštyje

Druskos rūgštyje aliuminis ar jo lydiniai greitai ištirpsta (ypač kylant temperatūrai). Korozijos lygtis:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2.

Panašiai veikia ir vandenilio bromido (HBr), vandenilio fluorido (HF) rūgščių tirpalai.

Aliuminio korozija azoto rūgštyje

Koncentruotas azoto rūgšties tirpalas pasižymi didelėmis oksidacinėmis savybėmis. Aliuminis azoto rūgštyje esant normaliai temperatūrai yra išskirtinai stabilus (didesnis atsparumas nei nerūdijantis plienas 12X18H9). Jis netgi naudojamas koncentruotai azoto rūgščiai gaminti tiesioginės sintezės būdu.

Kaitinant, aliuminio korozija azoto rūgštyje vyksta pagal reakciją:

Al + 6HNO 3 (konc.) → Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Aliuminio korozija acto rūgštyje

Aliuminis turi gana didelį atsparumą smūgiams acto rūgštis bet kokia koncentracija, bet tik tada, kai temperatūra neviršija 65 °C. Jis naudojamas formaldehido ir acto rūgšties gamybai. Esant aukštesnei temperatūrai, aliuminis ištirpsta (išskyrus 98-99,8% rūgšties koncentraciją).

Brome, silpnuose chromo (iki 10%), fosforo (iki 1%) rūgščių tirpaluose kambario temperatūroje aliuminis yra stabilus.

Aliuminį ir jo lydinius silpnai veikia citrinos, sviesto, obuolių, vyno, propiono rūgštys, vynas, vaisių sultys.

Oksalo, skruzdžių, organinės chloro rūgštys ardo metalą.

Aliuminio atsparumui korozijai didelę įtaką daro garų ir lašelių pavidalo skystas gyvsidabris. Po trumpo kontakto metalas ir jo lydiniai intensyviai rūdija, susidaro amalgamos.

Aliuminio korozija šarmuose

Šarmai lengvai ištirpdo aliuminio paviršiuje esančią apsauginę oksido plėvelę, ji pradeda reaguoti su vandeniu, ko pasekoje metalas ištirpsta išskirdamas vandenilį (aliuminio korozija su vandenilio depoliarizacija).

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na + 3H2;

2(NaOH H2O) + 2Al → 2NaAlO2 + 3H2.

susidaro aliuminatai.

Be to, oksido plėvelę ardo gyvsidabrio, vario ir chlorido jonų druskos.