Алюміній: фізичні і хімічні властивості.Застосуван

Алюміній: фізичні і хімічні властивості. www.themegallery.com

Мета:розвивати пізнавальний інтерес до предмета, уміння аналізувати, порівнювати, формулювати висновки.оцінити значення алюмінію та його сполук та фізіологічний вплив Алюмінію на людину; формувати навички складати рівняння хімічних реакцій, розв’язувати розрахункові задачі; описати фізичні та хімічні властивості Алюмінію; Розширити та поглибити знання учнів про метали на прикладі Алюмінію, про найпоширеніші у природі сполуки Алюмінію;

Тип уроку: урок формування знань, умінь, навичок і творчого застосування їх на практиці. Форми роботи: фронтальна (бесіда), індивідуальна (виконання завдань), проблемні запитання. Обладнання: періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва, електрохімічний ряд напруг металів, таблиця розчинності, колекція «Алюміній та його сплави», ППЗ «Віртуальна хімічна лабораторія, 8-11кл», ТЗН, картки із завданнями.

Історична довідка. Одного разу до імператора Тиберія прийшов незнайомець. В дар він приніс виготовлену ним чашу з блискучого, неначе срібло, проте надзвичайно легкого матеріалу. Побоюючись, що новий метал з його чудовими властивостями знецінить золото та срібло, Тиберій наказав відрубати винахіднику голову, а його майстерню зруйнуватиІмператор Тиберій. Вперше алюміній був добутий датським фізиком Ерстедом у 1825 році. Назва елементу утворена від латинського «алюмен», так в давнину називали галуни, їх використовували для фарбування тканини і як засіб для припинення кровотечіНімецький вчений Велер у 1827 році добув алюміній при нагріванні алюмінію хлориду із лужними металами . А в 1855 році Сент-Клер Девіль вперше добув алюміній промисловим способом. Алюмінієві галуни KAl(SO)4∙12 H2 O

Положення металічних елементів у Періодичній системі: Металічні елементи в Періодичній системі: • — s-елементи, • — d-елементи, • — р-елементи, • — (f-елементи)

Електронегативність металів. Електронегативність — менша за 1,8. Найбільше металічні властивості виявлені в елементів — лужних елементів.

Характеристика металічного зв'язку. Тип кристалічних граток. Характеристика Тип зв’язку Приклади речовин. Фізичні властивостіМеталічна. У вузлах металічних кристалічних ґраток поряд із нейтральними атомами розміщаються заряджені йони металів. Металічний Метали, сплави. Різні температури плавлення й кипіння, переважно високі, тверді, пластичні, провідники, нерозчинні у водіМетали лише в газоподібному стані існують у вигляді атомів. У твердому чи рідкому агрегатному стані метали складаються з катіонів та спільних електронів.

План характеристики елемента за його положенням у періодичній системі та будовою атомаІ. Назва елемента, його символ, відносна атомна маса.ІІ. Положення у Періодичній системі: порядковий номер; номер періоду, малий чи великий період; номер групи, підгрупа.ІІІ. Будова атома: заряд ядра; кількість протонів , електронів, нейтронів, електронних шарів (енергетичних рівнів ), електронів на зовнішньому рівні, завершений зовнішній рівень чи незавершений. Схема будови атома. Електронна формула . Графічна електронна формула. Кількість спарених електронів. Валентність.ІV. Характер хімічного елемента. V. Назва та формула простої речовини. VІ. Характер сполук хімічного елемента: вищого оксиду, гідрату оксиду. Летка сполука з Гідрогеном. VІІ. Порівняння металічних (неметалічних) властивостей із властивостями елементів, що стоять поряд у періоді та групі.

9 Алюміній2. Електронна будова27 Аl+1302e8e3e. P+ = 13n0 = 14e- = 131s22s22p63s23p1 Короткий електронний запис1s22s22p63s23p1 Порядок заповненняголовна. Далі

10 Алюміній5. Властивості атома2.1 Ступінь окиснення+ 13 Al+3головна. Далі

Поширеність алюмінію в земній корі

Поширеність у природі Алюміній є найпоширенішим металічним елементом на Землі. Його вміст у земній корі становить 8% (за масою) — це перше місце серед металічних елементів і третє серед усіх елементів. Через високу хімічну активність у вигляді простої речовини Алюміній у природі не трапляється. Він міститься у складі багатьох сполук, які утворюють ґрунти,— глиноземів (Аl2 O3) і бокситів (Аl2 O3х. Н2 O). Також Алюміній є у складі багатьох мінералів, зокрема коштовного каміння. Різне забарвлення цих мінералів зумовлене невеликими домішками оксидів певних металічних елементів (у рубінів — Сr, у сапфірів — Ті та Fe тощо). Незважаючи на поширеність у природі, Алюміній не міститься в живих організмах і не бере участі в метаболізмі. В Україні є великі поклади алюмінієвої руди у вигляді бокситів і глинозему в Приазов’ї, на Закарпатті та в межах Українського кристалічного щита — тектонічної смуги, яка простягається вздовж середньої течії Дніпра на відстань понад 1000 км і завширшки 250 км.

Алюмінієвмісні мінерали: Корунд Al2 O3 Рубін Al2 О3+Cr. Сапфір Al2 О3+Fe. Ti Боксит-Al2 O3 ∙n. H2 O;Каолініти. Польовий шпат. Al2 O3;Нефелін Na. Al. Si. O4;  Смаград. Be3 Al2(Si. O3) 6 Топаз Al2(F,OH)2 Алюміній посідає третє місце за поширенням у природі. Через високу хімічну активність він трапляється тільки у вигляді сполук, таких як: Al2 Si2 O5(OH)4

Фізичні властивості сріблясто-білий легкий метал, добрий провідник тепла та електрики,пластичний та ковкий, легко піддається механічній обробці (витягується),температура плавлення − 660°С, (t пл. = 660°С),температура кипіння − 2520°С, (t кип. = 2520°С),густина − 22,7 г/см ( ρ= 22,7 г/см )Al

Фізичні властивості

Хімічні властивості алюмінію. Алюміній — дуже активний метал.1. Взаємодія з киснем. Алюміній активно взаємодіє з киснем повітря, але реакція відбувається лише на зрізі зразка. 4 Al + O2 = 2 Al2 O3 Поверхня алюмінію вкрита алюміній оксидом — міцна й тугоплавка речовиною (tпл. = 2044 °С), унаслідок чого алюміній за звичайних умов не взаємодіє з киснем повітря та водою.

Взаємодія з іншими неметалами. Взаємодія алюмінію з галогенами - хлором (1), бромом (2), йодом (3)Порошкоподібний алюміній активно взаємодіє з галогенами за звичайних умов, а із сіркою, фосфором та іншими неметалами — за нагрівання. Наприклад, із йодом реакція відбувається за кімнатної температури, але за наявності каталітичної кількості води, утворюються відповідні галогеніди Алюмінію:2 Al+3 S = t°Al2 S3. Al + 3 I2 2 Al I3 Н2 О

Взаємодія з водою. Нагріті алюмінієві ошурки реагують з водяною парою: 2 Al+3 H2 O=t °Al2 O3+3 H2↑ . Алюміній витісняє водень з води, й утворюється алюміній гідроксид.2 Al + 6 H2 O = 2Αl(ΟΗ)3↓ + 3 H2↑

Взаємодія з кислотами. Як і всі активні метали, алюміній витісняє водень із розбавлених розчинів кислот:2 Al+3 H2 SO4(розб.)=Al2(SO4)3+3 H2↑. Концентровані нітратна і сульфатна кислоти не взаємодіють з алюмінієм. Вони пасивують його поверхню завдяки утворенню щільної плівки алюміній оксиду. Проте, реакція відбувається при нагріванні:2 Al+6 H2 SO4(конц.)=t°Al2(SO4)3+3 SO2↑ +6 H2 O;Al+6 HNO3(конц.)=t°Al(NO3)3+3 NO2↑ +3 H2 O.

Знайдіть помилку2 Al + 6 HCl (розбавлена) = 2 Al. Cl3 + 3 H2 О 2 Al+3 H2 SO4(розб.)=Al2(SO4)3+3 H2 S↑.8 Al + 15 H2 SO4(конц.) 4 Al2(SO4)3 + 3 H2 S+ 12 H2 Al + 6 HNO3 (конц.) Al(NO3)3 + 3 NO2 + 3 O2

Взаємодія з лугами. 2 Al + 6 Na. OH 2 Na3 Al. O3 + 3 H2 2 Al + 2 Na. OH + 6 H2 O = 2 Na[Al(OН)4] + 3 H2 натрій тетрагідроксоалюмінат2 Al + 6 Na. OH(надл)+6 H2 O = 2 Na3[Al(OH)6]+ 3 H2 натрій гексагідроксоалюмінат;натрій гексагідроксоалюмінат

Відновлення металів (алюмотермія). Алюміній взаємодіє при високій температурі з оксидами інших металів з утворенням металу і алюміній оксиду. 8 Al +3 Fe3 O4  → 4 Al2 O3 + 9 Fe2 Al + Cr2 О3 = Al2 О3 + 2 Cr4 Al+3 Mn. O2 =3 Mn+2 Al2 O32 Al+Cu. Cl2=Cu+2 Al. Cl3 Цей метод отримання металів називають алюмотермією. За допомогою цього методу можна отримати манган, залізо та інші метали у лабораторних умовах.

Взаємодія із солями в розчині 2 Al + 3 Cu. SO4 = Al2(SO4)3 + 3 Cu Закінчить рівняння можливих реакцій. AL+ Fe (NO3)3=Al+ Ba. Si. O3= AL + Ni2( SO4)3=Al +Co2( SO4)3 =Al+ Mg. SO4 =

Застосування алюмінію Використовують у металургії для одержання інших менш активних металів методом алюмотермії. Виготовляють легкі й довговічні будівельні конструкції Сплавам алюмінію з міддю, магнієм, силіцієм властиві легкість та висока міцність, тому вони використовуються в авіації, суднобудуванні, залізничному транспорті, у будівництві, приладобудуванні. Пилоподібний алюміній та деякі його сполуки використовують як тверде ракетне пальне. Через свою високу відбивну здатність та легкість напилення алюміній є ідеальним матеріалом для виготовлення дзеркал. Суміш алюмінію з ферум(ІІІ) оксидом — терміт — використовують для зварювання залізничних рейок та труб.

Застосування алюмінію

Сплави{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}

Біологічна роль алюмінію. Алюміній відіграє в організмі важливу фізіологічну роль – він бере участь в утворенні фосфатних і білкових комплексів; процесах регенерації кісткової, сполучної і епітеліальної тканини; надає залежно від концентрації гальмівну або активуючу дію на травні ферменти; здатний впливати на функцію паращитоподібних залоз. Він міститься в рисі, арахісі, фісташках, картоплі, горосі, опеньках і лисички.

Завдання для самоконтролю. Позначте суму коефіцієнтів у реакції, поданій схемою: Al + C → Al4 C3. А 9 Б 8 В 7 Г 62. Установіть відповідність між правими й лівими частинами рівнянь реакцій, поданих схемами. А Al + HBr 1 Al2 O3 + Fe. Б Al + Br2 2 Al. Br3 + Fe. В Al + Fe. Br2 3 Al2 O3 Г Al + Fe2 O3 4 Al. Br3 5 Al. Br3 + H2↑.

Завдання для самоконтролю3. Позначте речовини 1, 2, 3 у ланцюгу перетворень: A HNO3 Б KOHВ Na. OHГ NH34. Позначте речовини 1, 2, 3, 4 у ланцюгу перетворень: А Al. Б Al(OH)3 В Al2(SO4)3 Г Al2 O3

Напишіть хімічні рівняння за схемою перетворень:

Завдання для самоконтролю.1 Алюміній масою 5,4 г повністю прореагував з хлоридною кислотою. Обчисліть масу алюміній хлориду й об'єм водню (н. у.), що утворилися внаслідок реакції.2. На алюміній масою 10,88 г подіяли бромом масою 100 г. Обчисліть масу продукту реакції та назвіть сіль.

Висновок. Алюміній — метал сріблясто-білого кольору з характерним металічним блиском, електро- й теплопровідний, легкий, легкоплавкий, добре піддається механічній обробці. Як типовий активний метал, алюміній взаємодіє з неметалами, водою, кислотами, розчинами солей та оксидами неметалічних елементів. Алюміній реагує з розчинами солей, коли метал, що входить до складу солі, є менш активним порівняно з ним. З концентрованими нітратною та сульфатною кислотами алюміній реагує тільки за нагрівання. Метод відновлення металів з їхніх оксидів з використанням алюмінію називають алюмотермією.

www.themegallery.com. Thank You !