În ce este solubil aluminiul? solubilitatea aluminiului. Coroziunea aluminiului în acid clorhidric

Învelișurile de aluminiu sunt dizolvate în acid alcalin sau azotic, iar în acest din urmă caz ​​este posibilă dizolvarea parțială sau completă a miezului metalic de uraniu.

Dizolvarea aluminiului într-o soluție de sodă caustică se desfășoară conform reacției:

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

curgând cu degajare de căldură 7000 kcal/kg de aluminiu dizolvat. Cu o creștere a concentrației de NaOH de la 2 la 5 M, viteza de dizolvare a aluminiului crește de aproximativ șapte ori. Pierderile de uraniu la utilizarea soluțiilor de NaOH cu concentrații de până la 30% sunt foarte mici, dar într-o soluție de 50%, rata de dizolvare a uraniului devine vizibilă. Dezavantajul acestui proces este eliberarea unui gaz exploziv - hidrogen. Pentru suprimarea reacției de degajare a hidrogenului, în amestecul de reacție se introduc agenți oxidanți: nitriți sau nitrat de sodiu. În acest caz, reacțiile de dizolvare a aluminiului au loc conform ecuațiilor:

Al + 0,5NaOH + 0,5NaNO3 + 0,5H2O = NaAlO2 + 0,5NH2 (3,2)

Al + 0,625NaOH + 0,375NaN03 + 0,25H20 = NaAl02 + 0,375NH3; (3,3)

Al + 0,85NaOH + 1,05NaNO3 = NaAlO2 + 0,9NaNO2 + 0,15NH3 + 0,2H2O (3,4)

Eliberarea minimă de hidrogen are loc la rapoartele stoichiometrice ale ultimei reacții. Viteza de dizolvare a aluminiului crește odată cu creșterea temperaturii și a concentrației de hidroxid de sodiu. De exemplu, pentru o soluție care conține 10% NaOH și 20% NaN03, pe măsură ce temperatura crește de la 60 la 100°C, viteza de dizolvare liniară a aluminiului crește de aproximativ 3 ori. Cristalizarea aluminatului de sodiu depinde de concentrația acestei săruri în alcali și poate fi prevenită dacă raportul molar dintre hidroxid de sodiu și aluminiu în soluție este de 1,65:1.

HNO 3 pasivează suprafața aluminiului și, prin urmare, dizolvarea se efectuează în prezența unui catalizator - azotat de mercur. Reacțiile posibile sunt:

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)

Deoarece HNO3 se formează în timpul hidrolizei azotatului de aluminiu și interacționează cu Al, se obțin soluții cu deficit de acid:

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 + compuși cu azot. (3,10)

Pentru a descrie procesul de dizolvare a Al în 4 M HNO3, se aplică următoarea reacție:

Al+3,75HNO3=Al(NO3)3+0,225NO+0,15N2O+0,1125N2+1,875H2O. (3,11)

Cu toate acestea, unele date nu confirmă prezența azotului în produșii de reacție. Conținutul de hidrogen din gazele de evacuare după condensator este de 2–8% la o concentrație acidă de 1–2 M și crește rapid pentru soluțiile cu deficiență de acid, atingând maximum 23% la o deficiență de 2 M. Aceasta indică faptul că , pe măsură ce procesul decurge, stoichiometria soluției este că reacția cu formarea dioxidului de azot se descompune treptat în favoarea altor reacții. Consumul de acid pentru dizolvarea tijelor turnate și ștanțate este același. În medie, este de 4 - 4,1 M HNO3 per 1 M de Al dizolvat. Cel mai mic consum de acid de 3,8M a fost obținut prin dizolvarea tijei ștanțate cu un deficit de acid 2M.

Solubilitatea hidroxizilor A1 în medii acide este direct proporțională cu a treia putere a concentrației ionilor de hidrogen, iar în mediile alcaline este invers proporțională cu aceasta. La punctul izoelectric, hidroxidul de aluminiu are solubilitate minimă. Conform lui Kolthoff pentru A1(OH)3, acest punct se află în intervalul pH 6,5-7,5. Pentru viteza de hidroliză a sărurilor de aluminiu, există și o anumită valoare optimă a pH-ului, care pentru concentrații de A BO h de la 400 la 100 mg/l variază de la 4,95 la 5,40, iar valorile limită ale pH-ului. la care hidroliza este încă în curs, sunt 3 și 6,8.[ ...]

Relația dintre solubilitate și interacțiunea chimică se manifestă în mod deosebit în mod clar în sistemele cu formare complexă. Aici putem aminti faptul binecunoscut al unei creșteri accentuate a solubilității iodului molecular în apă în prezența iodurii de potasiu din cauza formării de poliiodură: N-K1 \u003d K13- Clorura de sodiu, de exemplu, este practic insolubilă în nitrobenzen, dar în prezența clorurii de aluminiu solubilitatea acesteia crește brusc datorită formării unei sări complexe Nyayuts, care se dizolvă perfect în acel solvent.[ ...]

Solubilitatea minimă a hidroxidului de aluminiu se află în regiunea pH = 6,5+7,5. Precipitarea hidroxidului de aluminiu începe la pH = 3,0 și atinge un maxim la pH = 7. Odată cu o creștere suplimentară a pH-ului, precipitatul începe să se dizolve, ceea ce devine vizibil la pH = 9.[ ...]

Sulfatul de aluminiu este folosit pentru purificarea apelor tulburi si colorate: purificate - cu turbiditate mare, nepurificate sau care contin ca ingrediente argiloase si silicate - cu turbiditate redusa a apei. Acest coagulant este eficient în intervalul de pH 5-7,5, iar cu cât duritatea apei este mai mare și cu cât culoarea acesteia este mai mică, cu atât valorile optime ale pH-ului mediului sunt mai mari. Cost relativ scăzut, solubilitate bună, fără cerințe speciale pentru manipularea produsului uscat și dizolvat a făcut din sulfat de aluminiu cel mai comun coagulant.[ ...]

Produsul de solubilitate al HgS în apă distilată este 1,6XIu 52, ceea ce corespunde unei concentrații reziduale de ioni de mercur în soluție egală cu 2,5X10-21 mg/l. În apele uzate industriale, produsul de solubilitate al HgS este puțin mai mare, în timp ce partea principală a sulfurei de mercur este în apă sub formă de particule coloidale fin dispersate, care pot fi precipitate prin coagularea apei uzate cu sulfat de aluminiu apos Al2 (S04) 3-I8H2O , sulfat de fier apos FeS04-7H20, var CaO, un amestec din acești coagulanți etc.[ ...]

Astfel, solubilitatea hidroxidului de aluminiu într-un mediu alcalin este invers proporțională cu concentrația ionilor de hidrogen la gradul I.[ ...]

Atunci când se folosesc electrozi solubili (de obicei fier sau aluminiu), la anod are loc dizolvarea anodică a metalului, în urma căreia cationii de fier sau de aluminiu trec în apă, ducând la formarea de fulgi de hidroxid. Formarea simultană a fulgilor de coagulant și a bulelor de gaz în condițiile înghesuite ale spațiului interelectrod creează condițiile preliminare pentru fixarea fiabilă a bulelor de gaz pe fulgi și agularea intensă a poluării, care asigură eficiența procesului de flotație. Astfel de instalații se numesc electrocoagulare-flotație. La lățimea de bandă până la 10-15 m3/h, unitățile pot fi monocamerale, și cu un debit mai mare - tip orizontal sau vertical cu două camere.[ ...]

Unii coloranți greu solubili sunt dizolvați împreună cu sodă și tratați mai întâi cu o soluție de sulfat de aluminiu și apoi cu clorură de bariu.[ ...]

Pe lângă impuritățile solubile enumerate, apele naturale conțin substanțe insolubile în suspensie - de la suspensii grosiere până la compuși dizolvați coloidal. Ele sunt reprezentate de particule de nisip, loess, nămol și roci carbonatice, oxizi apoși de aluminiu, fier, mangan, precum și substanțe humice cu molecul mare.[ ...]

În timpul hidrolizei, ionii de aluminiu hidratați donează un proton dintr-o moleculă de apă coordonată, formând succesiv ioni complecși [A1 (H20) 5 (OH)] 2+ și [A1 (H20) 4 (OH) 2] +, rămânând în soluție. Când ultimul complex neutru [A1(H20)3(OH)3] pierde apă, se formează hidroxid de aluminiu slab solubil. Sărurile de fier (III) sunt, de asemenea, hidrolizate treptat. Dar, spre deosebire de sărurile de aluminiu, pe lângă hidroxizii de fier, se pot forma și hidroxosăruri puțin solubile.[ ...]

2

În acidul diluat, solubilitatea Al2(SO4)3 este mai mare decât în ​​apa pură, dar cu o creștere suplimentară a concentrației de H2SO4, solubilitatea scade brusc, ajungând la 1% în acid sulfuric 60%. Într-un acid mai puternic, solubilitatea sulfatului de aluminiu crește din nou.[ ...]

Fosfații de aluminiu și fier proaspăt precipitați pot fi asimilați de către plante, dar odată cu îmbătrânirea sedimentelor, aceștia se cristalizează și devin mai puțin solubili și greu accesibili plantelor. Prin urmare, acidul fosforic din krasnoziom și solurile soddy-podzolice este fixat foarte ferm și mult mai puternic decât în ​​seroziom și cernoziom.[ ...]

Din cele de mai sus se poate observa că solubilitatea hidroxidului de aluminiu într-un mediu acid este direct proporțională cu a treia putere a concentrației ionilor de hidrogen [Н+]3, iar într-un mediu alcalin este invers proporțională cu [Н+] .[ ...]

În soluțiile acide cu exces de aluminiu, cea mai stabilă fază solidă este fosfatul bazic de aluminiu. Dacă valoarea pH-ului este mai mare decât pH-ul corespunzător solubilității minime a fosfatului (pH = 6), atunci sarea bazică este hidrolizată la hidroxid de aluminiu, pe suprafața căruia este absorbit fosfatul. La o concentrație mare de fosfat, se precipită taranakitul, care se transformă într-o sare medie dacă pH-ul sistemului crește.[ ...]

Poliacrilamida este o substanță albă amorfă, solubilă în apă, care conține grupe ionogene; la hidroliză, formează acid acrilic și sărurile acestuia. Mecanismul de acțiune al PAA se bazează pe adsorbția moleculelor sale pe particule de impurități ale apei, hidroxizi de aluminiu sau fier (III), formate în timpul hidrolizei sărurilor coagulante. Datorită formei alungite a moleculei, are loc adsorbția în locuri diferite cu mai multe particule de hidroxid, în urma cărora acestea din urmă sunt legate prin punți polimerice în agregate grele, mari și puternice (globuli).[ ...]

Doar probele cu solubilitate limitată în apă (y=38) sunt reținute de pasta de lemn într-o cantitate de 60%. Adăugarea de sulfat de aluminiu determină reținerea completă a α-CMC, care este independentă de raportul stoechiometric dintre cantitatea de A13+ necesară pentru reținerea completă a α-CMC și cantitatea de grupări OCH2COO prezente în CMC. Cu alte cuvinte, reținerea -CMC este determinată nu numai de producerea unei sări insolubile de aluminiu, ci și de adsorbția electrostatică între A1-CMC încărcat pozitiv și fibrele celulozice încărcate negativ.[ ...]

Dezvoltat tehnologie nouă folosind cantități solubile de clorură de aluminiu în procesul de alchilare la temperatură înaltă a benzenului cu propilenă.[ ...]

Acest capitol discută interacțiunea dintre aluminiu (III) și fosfat într-o gamă largă de concentrații și pH. Pentru a caracteriza reacțiile dintre particulele dizolvate și fazele solubile, a fost studiată solubilitatea precipitatelor de fosfat de aluminiu. În plus, au fost identificați produși de reacție solubili și insolubili între aluminiu (III) și fosfat și a fost determinată distribuția concentrației acestora într-o gamă largă de concentrații de pH și P și Al. Aceste studii au fost efectuate folosind soluții pure de fosfați de aluminiu cu o anumită compoziție. Nu au existat alte faze solide dispersate în sistemul studiat, cu excepția celor care au precipitat în timpul interacțiunii dintre aluminiu și fosfat sau ca urmare a unei modificări a pH-ului.[ ...]

Într-o formă simplificată, se poate considera că precipitarea prin fier și aluminiu este foarte asemănătoare în multe privințe și că factorii determinanți în ambele cazuri sunt solubilitatea și raportul dintre concentrațiile ionului metalic adăugat Me și ortofosfatul prezent. . Procesul de precipitare de către ionii de calciu este foarte dependent de pH, prin urmare, la calcularea cantității necesare de sare de calciu, este necesar să se țină cont de alcalinitatea apei reziduale.[ ...]

Sărurile de fier ca coagulanți au o serie de avantaje față de sărurile de aluminiu: acțiune mai bună la temperaturi scăzute ale apei; Mai mult zonă largă valori optime ale pH-ului mediului; rezistență ridicată și finețe hidraulică a fulgilor; capacitatea de utilizare pentru ape cu o gamă mai largă de compoziție de sare; capacitatea de a elimina mirosurile și gusturile dăunătoare datorită prezenței hidrogenului sulfurat. Există însă și dezavantaje: formarea de complexe solubile puternic colorante în timpul reacției cationilor de fier cu unii compuși organici; proprietăți acide puternice care cresc coroziunea echipamentelor; suprafață de fulgi mai puțin dezvoltată.[ ...]

Cu un conținut semnificativ de ioni de hidrogen și aluminiu absorbiți prin schimb în sol (de exemplu, în solurile soddy-podzolice și krasnozems), multe dintre proprietățile sale se deteriorează, de asemenea. Ionii de hidrogen nu dispersează coloizii din sol, dar, intrând în starea absorbită, provoacă o distrugere treptată a mineralelor care alcătuiesc complexul absorbant al solului. Ca urmare, solul este epuizat de fracția coloidală, structura acestuia se înrăutățește, iar capacitatea de absorbție scade. În plus, ionii de aluminiu și hidrogen sunt mutați din starea absorbită în soluție în schimbul cationilor sărurilor solubile. O concentrație mare de ioni de hidrogen și aluminiu într-o soluție are un efect dăunător asupra dezvoltării plantelor.[ ...]

În ultimii ani a început să fie utilizată o metodă de obținere a coagulanților în electrolizoarele cu electrozi solubili, numită metoda electrocoagulării. Esența metodei constă în dizolvarea anodică a metalelor, în principal a aluminiului și a fierului, în medii apoase sub influența curent electric urmată de formarea hidroxizilor. Această metodă permite purificarea eficientă a apei din suspensii de origine minerală, organică și biologică, coloizi și substanțe în stare moleculară sau ionică. Electrocoagularea are avantaje semnificative față de metodele cu reactivi: compactitatea instalației, ușurința întreținerii și posibilitatea unei automatizări complete. Această metodă este promițătoare pentru utilizare pe obiecte autonome mici (pe navele flotei fluviale, pentru așezări mici etc.).[ ...]

Efectul negativ al acidității ridicate este asociat în mare măsură cu o creștere a solubilității compușilor de aluminiu și mangan în sol. Conținutul lor crescut în soluție afectează dezvoltarea plantelor chiar mai mult decât un exces de ioni de hidrogen.[ ...]

Ecuația (4.17) a fost rezolvată prin încercare și eroare pentru o valoare a pH-ului corespunzătoare solubilității minime a fosfatului, aproximativ 6. La pH [ ...]

În studiul hidrolizei în sistemul Fe2(504)s-A1203-H20 la 100 °C, s-a constatat că odată cu creșterea cantității de oxid de aluminiu din sistem, randamentul de fier în precipitatul sării bazice crește, ajungând la 98% la un raport de masă de Al203/Fe2(504)3 = 0,111 și 90% HgO. În soluție, oxidul de aluminiu este transformat în sulfați de aluminiu bazici solubili ca rezultat al interacțiunii chimice. Odată cu creșterea conținutului de sulfat de fier(III) în sistem, cantitatea de alumină reacționată crește și la un raport de masă de Al203/Fe2(804)3 = 3 și 40% H20 ajunge la 91%.[ ...]

Cursul procesului de coagulare depinde în mare măsură de pH-ul mediului. Când soluția de coagulare de sulfat de aluminiu este adăugată în apă, are loc hidroliza cu formarea de hidroxid de aluminiu coloidal. Valoarea optimă pentru apele uzate din această producție de catalizator este pH=7,5-8,5. Figura 1 arată dependența gradului de epurare a apei uzate cu un conținut de solide în suspensie de 1200 mg/l de pH.[ ...]

Cu o creștere a dozei de acid sulfuric 50% în 80-100% din cantitatea stoechiometrică la o temperatură de 120°C și o durată a procesului de 1,5 ore, gradul de descompunere a hidroxidului de aluminiu crește. Deci, pentru o doză acidă de 83,3% (raport mol. 503/A1203 = lo = 2,5), gradul de descompunere a hidroxidului de aluminiu este de 92,4%, în timp ce pentru o doză de 90% (tso = 2,7) în condițiile indicate, hidroxidul s-a descompus complet. Descompunerea hidroxidului de aluminiu la o doză incompletă de acid sulfuric poate fi explicată prin interacțiunea hidroxidului cu sulfatul de aluminiu pentru a forma săruri bazice solubile de aluminiu, care este discutată mai detaliat mai jos.[ ...]

Metoda electrochimică are următoarele avantaje față de metoda reactivă: reducerea sarcinii instalațiilor de desalinizare, deoarece la utilizarea acesteia, sărurile solubile nu intră în apă, iar aluminiul dozat este îndepărtat complet din apă în timpul epurării sale preliminare. Se poate recomanda metoda de desiliconizare a apei in electrolizoare cu anod de aluminiu pre-antrenament apa in scheme de tratare a apei la centrale termice si altele întreprinderile industriale.[ ...]

Pentru activare, se folosesc de obicei soluții de silicat de sodiu 1,5% (calculat ca Sig), cu un grad de neutralizare a alcalinității de 80-85%. În cazul utilizării clorului activ, gradul de neutralizare a sticlei solubile este crescut la 100% și chiar se introduce un oarecare exces din acesta. După amestecarea reactivilor, solul „se coace” pentru ceva timp, apoi este diluat cu apă până la un conținut de SiO2 mai mic de 1%. Cel mai promițător mod de preparare a acidului silicic activ este tratarea sticlei lichide cu clor și sulfat de aluminiu, utilizate în mod obișnuit în procesele de purificare a apei.[ ...]

La interacțiunea cu acoperirea solului, procesele de leșiere a biogenilor se intensifică. La pH [...]

Zgura de furnal și vatră deschisă se obțin ca deșeuri în timpul topirii fierului și oțelului și au o compoziție diferită: 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%. În cele mai multe cazuri, necesită măcinare prealabilă. Majoritatea calciului din zgură se află sub formă de compuși silicici mai puțin solubili (CaSiO3 și Ca2Si04), astfel încât finețea măcinării lor ar trebui să fie mai fină decât cea a făinii de var. În ceea ce privește capacitatea de neutralizare, zgura bazică (cu conținut de CaO + MgO peste 40%) sunt apropiate de varul carbonic. Eficacitatea lor este adesea mai mare decât varul. Acest lucru se datorează prezenței magneziului, fosforului, manganului, sulfului și a altor nutrienți pentru plante în zgură. În plus, acidul silicic conținut în acestea poate reduce cantitatea de aluminiu mobil din sol și poate contribui la o mai bună absorbție a fosforului de către plante. Pentru solurile sodio-podzolice din zonele apropiate de instalațiile metalurgice, zgura de furnal, bogată în var, este un îngrășământ valoros.[ ...]

Compușii cu fluor reprezintă un alt grup de substanțe specifice, a căror prezență a fost stabilită în aerul atmosferic a unui număr de zonele populateși care pot avea un impact semnificativ asupra sănătății umane. În aerul atmosferic s-au găsit diverși compuși ai fluorului - de la relativ bine solubili în mediile lichide ale corpului până la complet insolubili; de la fluorură de hidrogen foarte iritante și corozive până la compuși relativ inerți. Principalele procese industriale care sunt însoțite de emisia de compuși ai fluorului în atmosferă sunt producția de îngrășăminte artificiale, producția de aluminiu și unele metode de producție a oțelului.[ ...]

Creșterea randamentului din var și îngrășăminte minerale atunci când sunt aplicate împreună este în majoritatea cazurilor mult mai mare decât suma sporurilor din utilizarea separată a acestor îngrășăminte. Eficacitatea îngrășămintelor cu amoniac și potasiu acide din punct de vedere fiziologic crește în mod special în timpul calarului. Aceste îngrășăminte, atunci când sunt aplicate sistematic pe soluri cu tampon scăzut, acide soddy-podzolice, provoacă fertilizarea lor ulterioară. Prin urmare, odată cu aplicarea sistematică a unor astfel de îngrășăminte pe solul necalar, creșterea randamentului scade treptat, iar în anii următori, ca urmare a acidificării puternice a solului, randamentul poate fi mai mic decât în ​​control. Efectul pozitiv al varului asupra eficacității formelor fiziologic acide de îngrășăminte minerale este mai pronunțat atunci când acestea sunt aplicate sub culturi sensibile la aciditate mare (sfeclă, porumb, grâu), și mai puțin sau deloc când; aplicare sub culturi rezistente la reacția acidă. Efectul calcarării asupra eficienței îngrășămintelor fosfatice depinde de proprietățile solului și de formele acestor îngrășăminte. Eficacitatea îngrășămintelor cu fosfor solubil [de exemplu, superfosfat de Ca(H2PO4)2] pe solurile puternic acide cu un conținut semnificativ de compuși mobili de aluminiu și fier este semnificativ crescută prin var. Când varul este aplicat în doză normală, compușii mobili ai aluminiului și fierului trec în forme insolubile, prin urmare, fixarea chimică a fosforului superfosfat de către aceștia scade și utilizarea acestuia de către plante crește.

La determinarea concentrației de impurități în apa potabilă și naturală, se acordă atenție volumului de nitrați, sulfați, nitriți, cloruri, uitând de aluminiu, cel mai comun metal din natură. În condiții normale, aluminiul se dizolvă în apă cu formarea diverșilor compuși care reacționează activ cu alte impurități. Ca rezultat, substanța este saturată cu clorhidrat de aluminiu, săruri și alți compuși. Și aceasta duce la o schimbare a calității apei - o deteriorare a compoziției chimice, proprietăților organoleptice, microbiologice, indicatorii bacterieni.
MPC-ul oficial pentru aluminiu din apa potabilă și corpurile naturale de apă este calculat de OMS și organizațiile de mediu. Dar acest parametru nu ține cont de numeroasele moduri prin care metalul pătrunde în sursele naturale și în corpul uman. Prin urmare, determinarea exactă a aluminiului în apă este importantă.

Aluminiu în apele naturale

Saturația naturală a apei cu metal apare datorită pătrunderii în ea a aluminosilicaților și a unor tipuri de argilă. După dizolvarea lor, începe interacțiunea aluminiului cu apa, care depinde direct de pH-ul acestuia. Dizolvarea în condiții naturale este lentă, dar întotdeauna cu eliberare de hidroxid, bauxită, clorhidrat și alți compuși. Substanțele și aluminiul însuși sunt conținute atât în ​​apa de mare, cât și în apa râului. Dar acest lucru este în condiții normale.

Metalul intră în apele naturale din:

• scurgeri ale apelor tehnice și menajere;
• efluenții industriilor chimice (orice producție crește concentrația de aluminiu în apa reziduala de 2-5 ori);
• canalizările clădirilor și emisiile.

În fiecare an, astfel de emisii în mediu inconjurator devine din ce în ce mai mult, iar controlul asupra gradului de contaminare a acestora este din ce în ce mai mic. În efluenții murdari cu un conținut ridicat de impurități și suspensii, solubilitatea aluminiului în apă trece mai repede. Pătrunde în corpurile de apă sub formă de forme suspendate, ioni și coloizi. Ionii și oxizii au toxicitate crescută. Au un efect dăunător asupra majorității organismelor vii care trăiesc în surse naturale. Conform standardelor, concentrația de aluminiu în apele naturale nu trebuie să depășească 0,5 mg/dm3.

Aluminiu în apa potabilă

Cel mai comun metal de pe planetă va fi cu siguranță conținut în bând apă. Conform standardelor și cerințelor GOST, aluminiul în apă trebuie să conțină în volum:

• nu mai mult de 0,5 mg/l într-o substanță apoasă;
• în interval de 0,2-0,3 mg/l în apă îmbuteliată;
• în interval de 0,1-0,2 mg/l în apă filtrată.

În fiecare zi, în corpul uman nu trebuie să pătrundă mai mult de 90 mg de metal. Dar după ce reacția aluminiului cu apa este finalizată, în el apar și impurități toxice. Prin urmare, instalațiile sanitare, precum și substanța din foraj, ar trebui verificate pentru concentrația de impurități și componente nesigure. Mai jos este un tabel cu MAC-urile pentru aluminiu din apa potabilă și alte substanțe importante pentru sănătatea umană.

De ce ar trebui să bei apă cu o concentrație minimă de aluminiu?

După ce am aflat unde apare aluminiul în apă, merită să insistăm asupra celorlalte moduri în care intră în corp. Acest lucru va ajuta la controlul ratei zilnice a metalului. Cea mai mare parte a elementului chimic provine din alimente.
Metalul se găsește și în:

• preparate cosmetice;
• vase din metalul cu același nume;
• medicamente;
• deodorante etc.

Cu conținutul standard de aluminiu în apă, nu va exista niciun efect asupra corpului. Cu concentrare excesivă, sistemul nervos are de suferit, memoria scade, apar depresia și iritabilitatea. Consecințele nu vin imediat. Acest lucru se datorează faptului că nu întregul volum al metalului este absorbit de organism. Oamenii de știință au demonstrat, de asemenea, că un conținut ridicat de aluminiu în apă duce la boli neurologice și la perturbarea metabolismului calciu-fosfor, care inhibă producția de hemoglobină. Prin urmare, se recomandă utilizarea unei substanțe de băut cu un volum de metal de cel mult 0,3 mg / l. Cu un astfel de conținut de aluminiu dizolvat în apă, aportul zilnic nu va depăși 50 mg/l. Pentru curățare se folosesc sisteme de filtrare de uz casnic.

Purificarea apei prin coagulare

Pentru ca lichidul potrivit pentru băut sau nevoi tehnice să curgă din robinete, acesta trebuie mai întâi curățat. Această procedură trebuie să treacă atât prin apele subterane, cât și prin apele de suprafață înainte de orice utilizare. Cele de mai sus descriu ce se întâmplă atunci când aluminiul interacționează cu apa - se formează un miros neplăcut, impurități nedorite, substanța devine tulbure și apare un precipitat. Deteriorând calitățile organoleptice ale lichidului, unii compuși metalici pot acționa ca coagulanți excelenți - elemente care leagă particulele periculoase și inutile din substanță. Ele sunt utilizate eficient pentru a îmbunătăți calitatea fluidului în sistemele de tratare a apei.

Sulfatul de aluminiu este cel mai des folosit pentru a purifica apa pentru orice nevoie. Coagulatul este cel mai activ într-un mediu cu o aciditate de 4,4-6,1 pH. Dar se aplică și substanțelor cu un pH de 7 până la 8. Procedura de tratare a apei este următoarea:

• adăugarea de sulfat de aluminiu la lichid;
• medii de amestecare - amestecarea completă are loc în 1-3 minute;
• coagulare, în care mediul trece de la un rezervor la altul (procesul durează de la 30 de minute la 1 oră);
• decantarea sedimentului legat;
• filtrarea mediului purificat.

În momentul de față, purificarea apei cu aluminiu este accesibilă și metoda eficientaîndepărtarea particulelor în suspensie din lichide. În cursul coagulării, se observă și eliminarea bicarbonaților și carbonaților de sodiu și calciu. La finalizarea procedurii de tratare a apei, consumatorul primește apă curată și plăcut mirositoare.

Pentru prima dată, aluminiul a fost obținut abia la începutul secolului al XIX-lea. Acest lucru a fost făcut de fizicianul Hans Oersted. El și-a condus experimentul cu amalgam de potasiu, clorură de aluminiu și.

Apropo, denumirea acestui material argintiu provine de la cuvântul latin „alum”, deoarece acest element este extras din ele.

Alaun

Alaunul este un mineral natural pe bază de metal care combină sărurile acidului sulfuric în compoziția sa.

Anterior, era considerat un metal prețios și costa cu un ordin de mărime mai scump decât aurul. Acest lucru s-a explicat prin faptul că metalul era destul de greu de separat de impurități. Deci numai oamenii bogați și influenți își puteau permite bijuterii din aluminiu.

decor japonez din aluminiu

Dar în 1886, Charles Hall a venit cu o metodă de extragere a aluminiului la scară industrială, care a redus dramatic costul acestui metal și a permis să fie utilizat în producția metalurgică. Metoda industrială a constat în electroliza unei topituri de criolit în care s-a dizolvat oxidul de aluminiu.

Aluminiul este un metal foarte popular, deoarece multe lucruri pe care o persoană le folosește în viața de zi cu zi sunt făcute din el.

Aplicarea aluminiului

Datorită maleabilității și ușurinței sale, precum și rezistenței sale la coroziune, aluminiul este un metal valoros în industria modernă. Aluminiul este folosit nu numai pentru ustensile de bucătărie - este utilizat pe scară largă în construcția de mașini și avioane.

De asemenea, aluminiul este unul dintre cele mai ieftine și mai economice materiale, deoarece poate fi folosit pe termen nelimitat prin topirea articolelor inutile din aluminiu, cum ar fi conservele.

cutii de aluminiu

Aluminiul metalic este sigur, dar compușii săi pot fi toxici pentru oameni și animale (în special clorură de aluminiu, acetat și sulfat de aluminiu).

Proprietățile fizice ale aluminiului

Aluminiul este un metal destul de ușor, argintiu, care poate forma aliaje cu majoritatea metalelor, în special cuprul și siliciul. De asemenea, este foarte plastic, poate fi ușor transformat într-o farfurie subțire sau folie. Punctul de topire al aluminiului = 660 °C și punctul de fierbere este 2470 °C.

Proprietățile chimice ale aluminiului

La temperatura camerei, metalul este acoperit cu o peliculă puternică de oxid de aluminiu Al₂O₃, care îl protejează de coroziune.

Aluminiul practic nu reactioneaza cu agentii oxidanti datorita filmului de oxid care il protejeaza. Cu toate acestea, poate fi distrus cu ușurință, astfel încât metalul să prezinte proprietăți active reducătoare. distruge peliculă de oxid aluminiul poate fi o soluție sau topitură de alcalii, acizi sau cu ajutorul clorurii de mercur.

Datorită proprietăților sale reducătoare, aluminiul și-a găsit aplicație în industrie - pentru producerea altor metale. Acest proces se numește aluminotermie. Această caracteristică a aluminiului este în interacțiunea cu oxizii altor metale.

Reacție aluminotermă care implică oxid de fier (III)

De exemplu, luați în considerare reacția cu oxidul de crom:

Cr2O3 + Al = Al2O3 + Cr.

Aluminiul reacționează bine cu substanțele simple. De exemplu, cu halogeni (cu excepția fluorului), aluminiul poate forma iodură, clorură sau bromură de aluminiu:

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

Cu alte nemetale precum fluor, sulf, azot, carbon etc. aluminiul poate reacționa numai atunci când este încălzit.

Metalul argintiu reacționează și cu substanțe chimice complexe. De exemplu, cu alcalii, formează aluminați, adică compuși complecși care sunt utilizați activ în hârtie și industria textila. Mai mult, reacționează ca hidroxid de aluminiu

Al(OH)₃ + NaOH = Na),

și aluminiu metalic sau oxid de aluminiu:

2Al + 2NaOH + 6Н₂О = 2Na + ЗН₂.

Al203 + 2NaOH + 3H2O = 2Na

Cu acizii agresivi (de exemplu, cu sulfuric si clorhidric), aluminiul reactioneaza destul de calm, fara aprindere.

Dacă coborâți o bucată de metal în acid clorhidric, atunci va începe o reacție lentă - la început filmul de oxid se va dizolva - dar apoi se va accelera. Aluminiul se dizolvă în acid clorhidric cu eliberarea de mercur timp de două minute, apoi se clătește bine. Rezultatul este un amalgam, un aliaj de mercur și aluminiu:

3HgCI2 + 2Al = 2AlCI3 + 3Hg

Mai mult, nu se ține pe suprafața metalului. Acum, prin coborârea metalului purificat în apă, se poate observa o reacție lentă, care este însoțită de evoluția hidrogenului și formarea hidroxidului de aluminiu:

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

Aluminiu - distrugerea metalului sub influența mediului.

Pentru reacția Al 3+ + 3e → Al, potențialul standard al electrodului aluminiului este -1,66 V.

Punctul de topire al aluminiului este de 660 °C.

Densitatea aluminiului este de 2,6989 g/cm 3 (în condiții normale).

Aluminiul, deși este un metal activ, are destul de bine proprietăți corozive. Acest lucru poate fi explicat prin capacitatea de a fi pasivat în multe medii agresive.

Rezistența la coroziune a aluminiului depinde de mulți factori: puritatea metalului, mediul coroziv, concentrația de impurități agresive în mediu, temperatură etc. pH-ul soluțiilor are o influență puternică. Oxidul de aluminiu pe suprafața metalului se formează numai în intervalul de pH de la 3 la 9!

Puritatea sa afectează foarte mult rezistența la coroziune a Al. Pentru fabricarea de agregate chimice, echipamentul folosește numai metal de înaltă puritate (fără impurități), cum ar fi aluminiu de calitate AB1 și AB2.

Coroziunea aluminiului nu este observată numai în acele medii în care se formează o peliculă de oxid de protecție pe suprafața metalului.

Când este încălzit, aluminiul poate reacționa cu unele nemetale:

2Al + N 2 → 2AlN - interacțiunea aluminiului și azotului cu formarea nitrurii de aluminiu;

4Al + 3С → Al 4 С 3 - reacția de interacțiune a aluminiului cu carbonul cu formarea carburii de aluminiu;

2Al + 3S → Al 2 S 3 - interacțiunea aluminiului și sulfului cu formarea sulfurei de aluminiu.

Coroziunea aluminiului în aer (coroziunea atmosferică a aluminiului)

Aluminiul, atunci când interacționează cu aerul, trece într-o stare pasivă. Când metalul pur intră în contact cu aerul, pe suprafața aluminiului apare instantaneu o peliculă protectoare subțire de oxid de aluminiu. În plus, creșterea filmului încetinește. Formula oxidului de aluminiu este Al 2 O 3 sau Al 2 O 3 H 2 O.

Reacția de interacțiune a aluminiului cu oxigenul:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3 .

Grosimea acestui film de oxid este între 5 și 100 nm (în funcție de condițiile de funcționare). Oxidul de aluminiu are o aderență bună la suprafață, satisface condiția de continuitate a filmelor de oxid. Când este depozitat într-un depozit, grosimea oxidului de aluminiu pe suprafața metalului este de aproximativ 0,01 - 0,02 microni. Când interacționează cu oxigenul uscat - 0,02 - 0,04 microni. În timpul tratamentului termic al aluminiului, grosimea peliculei de oxid poate ajunge la 0,1 µm.

Aluminiul este destul de rezistent atât în ​​aerul curat din mediul rural, cât și în atmosferă industrială (conținând vapori de sulf, hidrogen sulfurat, amoniac gazos, acid clorhidric uscat etc.). pentru că coroziunea aluminiului în medii gazoase nu este afectată de compușii sulfului - este utilizat pentru fabricarea instalațiilor de prelucrare a uleiului acru, a dispozitivelor de vulcanizare a cauciucului.

Coroziunea aluminiului în apă

Coroziunea aluminiului aproape nu este observată atunci când interacționează cu apă curată proaspătă, distilată. Creșterea temperaturii la 180 °C nu are un efect deosebit. Vaporii de apă fierbinte nu au nici un efect asupra coroziunii aluminiului. Dacă se adaugă puțină alcali în apă, chiar și la temperatura camerei, viteza de coroziune a aluminiului într-un astfel de mediu va crește ușor.

Interacțiunea aluminiului pur (neacoperit cu o peliculă de oxid) cu apa poate fi descrisă folosind ecuația reacției:

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

Când interacționează cu apa de mare, aluminiul pur începe să se corodeze, deoarece. sensibil la sarurile dizolvate. Pentru a exploata aluminiul din apa de mare, în compoziția sa se introduce o cantitate mică de magneziu și siliciu. Rezistența la coroziune a aluminiului și a aliajelor sale, atunci când sunt expuse la apa de mare, este semnificativ redusă dacă cuprul este inclus în compoziția metalului.

Coroziunea aluminiului în acizi

Pe măsură ce puritatea aluminiului crește, crește rezistența acestuia la acizi.

Coroziunea aluminiului în acid sulfuric

Pentru aluminiu și aliajele sale este foarte periculos acid sulfuric(au proprietati oxidante) concentratii medii. Reacția cu acid sulfuric diluat este descrisă de ecuația:

2Al + 3H2SO4 (razb) → Al2 (SO4)3 + 3H2.

Acidul sulfuric la rece concentrat nu are efect. Și când este încălzit, aluminiul corodează:

2Al + 6H2SO4 (conc) → Al2 (SO4)3 + 3SO2 + 6H2O.

Aceasta formează o sare solubilă - sulfat de aluminiu.

Al este stabil în oleum (acid sulfuric fumos) la temperaturi de până la 200 °C. Din acest motiv, este utilizat pentru producerea de acid clorosulfonic (HSO 3 Cl) și oleum.

Coroziunea aluminiului în acid clorhidric

În acidul clorhidric, aluminiul sau aliajele sale se dizolvă rapid (mai ales odată cu creșterea temperaturii). Ecuația coroziunii:

2Al + 6HCI → 2AlCI3 + 3H2.

Soluțiile de acizi bromhidric (HBr), fluorhidric (HF) acționează în mod similar.

Coroziunea aluminiului în acid azotic

O soluție concentrată de acid azotic are proprietăți oxidante ridicate. Aluminiul în acid azotic la temperatură normală este excepțional de stabil (rezistență mai mare decât oțelul inoxidabil 12X18H9). Este folosit chiar și pentru a produce acid azotic concentrat prin sinteză directă.

Când este încălzit, coroziunea aluminiului în acid azotic are loc conform reacției:

Al + 6HNO3 (conc) → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.

Coroziunea aluminiului în acid acetic

Aluminiul are o rezistență destul de mare la impact acid acetic orice concentrație, dar numai dacă temperatura nu depășește 65 °C. Este folosit pentru producerea de formaldehidă și acid acetic. La temperaturi mai ridicate, aluminiul se dizolvă (cu excepția concentrațiilor acide de 98 - 99,8%).

În brom, soluții slabe de acizi cromic (până la 10%), fosforic (până la 1%) la temperatura camerei, aluminiul este stabil.

Acizii citric, butiric, malic, tartric, propionic, vinul, sucurile de fructe au un efect slab asupra aluminiului și aliajelor acestuia.

Acizii oxalici, formici, organoclorurati distrug metalul.

Rezistența la coroziune a aluminiului este foarte afectată de mercurul vaporos și lichid în picături. După un scurt contact, metalul și aliajele sale se corodează intens, formând amalgame.

Coroziunea aluminiului în alcalii

Alcalii dizolvă cu ușurință pelicula de oxid de protecție de pe suprafața aluminiului, începe să reacționeze cu apa, drept urmare metalul se dizolvă cu eliberarea de hidrogen (coroziunea aluminiului cu depolarizarea hidrogenului).

2Al + 2NaOH + 6H20 → 2Na + 3H2;

2(NaOH H2O) + 2Al → 2NaAlO2 + 3H2.

se formează aluminați.

De asemenea, pelicula de oxid este distrusă de sărurile ionilor de mercur, cupru și clorură.