KHOA HÓA LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC ********
THẢO LUẬN HÓA VÔ CƠ
Chủ đề: NHÔM
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com
MỤC LỤC MỞ ĐẦU
Ơ
H
1.1. Lịch sử hình thành nhôm. ..................................................................... 2
N
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................... 2
U Y
1.3. Đồng vị .................................................................................................... 7
.Q
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
ẠO
1.3.1.Cấu tạo nguyên tử ............................................................................... 8
Đ
1.2.2.Cấu tạo mạng tinh thể ........................................................................ 9
N
G
1.3.Trạng thái tự nhiên ................................................................................... 9
H Ư
Chương 2 : TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ TÍNH CHẤT HÓA HỌC .............. 11
TR ẦN
2.1. Tính chất vật lý ....................................................................................... 11 2.1.1. Nhiệt độ nóng chảy ........................................................................... 12 2.1.2 Tỉ trọng............................................................................................... 12
10 00
B
2.1.3 Độ dẫn điện và điện trở suất. ........................................................... 13 2.1.4. Dẫn nhiệt ........................................................................................... 14
A
2.1.5. Phát xạ và phản xạ ........................................................................... 14
H
Ó
2.1.6. -Chống ăn mòn ................................................................................. 15
-L
Í-
2.2. Tính chất hóa học ................................................................................... 15 2.2.1. Tính khử mạnh: ............................................................................... 15
ÁN
2.2.2. Kém hoạt động ở nhiệt độ thường .................................................. 18 Chương 3 : HỢP KIM CỦA NHÔM .............................................................. 18
ÀN
3.1. Tính chất: ................................................................................................ 18
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
1.3.Cấu tạo ....................................................................................................... 8
TO
http://daykemquynhon.ucoz.com
Cụm ............................................................................................................... 7
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
1.2. Vị trí trong bảng tuần hoàn .................................................................. 6
D
IỄ N
Đ
3.2. Phân loại: ................................................................................................ 19 3.2.1. Hợp kim nhôm biến dạng ................................................................ 19 3.2.2. Hợp kim nhôm đúc .......................................................................... 20 3.3. Hệ thống ký hiệu cho hợp kim nhôm: .................................................. 20 3.4.Một số hợp kim quan trọng của nhôm .................................................. 22 3.4.1. Đura ................................................................................................... 22
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com
3.4.2. Silumin .............................................................................................. 23 3.4.3. Almelec .............................................................................................. 24 3.4.4. Electron ............................................................................................. 25
Ơ
H
4.1. Nhôm oxit Al2O3 ..................................................................................... 25
N
CHƯƠNG 4. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHÔM........... 25
.Q
4.3.2. Nhôm clorua (AlCl3) ...................................................................... 31
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
ẠO
4.3.4. Nhôm Iôtđua ( AlI3) ......................................................................... 32
Đ
4.3.5. Nhôm clorua hexahidrat ( AlCl3.6H2O) ......................................... 33 Nhôm hidrua (AlH3)n .......................................................................... 34
H Ư
4.4.
N
G
4.3.6. Điều chế ............................................................................................ 33
TR ẦN
4.5. Criolit (Na3AlF6) ..................................................................................... 35 4.6. Nhôm sunfat và phèn nhôm ............................................................... 36
B
4.6.1. Nhôm sunfat Al2(SO4)3 ................................................................... 37
10 00
4.6.2. Phèn nhôm – kali ............................................................................. 37 4.6.3. Công dụng ........................................................................................ 37
Ó
A
4.6.4. Điều chế ........................................................................................... 38
H
CHƯƠNG 5. ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA NHÔM ............................ 38
-L
Í-
5.1. Điều chế ................................................................................................... 38 5.1.1. Tinh chế quặng boxit (làm sạch nguyên liệu) ................................ 39
ÁN
5.1.2. Điện phân Al2O3 nóng chảy ............................................................. 39 5.2. Ứng dụng của nhôm và hợp chất .......................................................... 40
D
IỄ N
Đ
ÀN
5.2.1. Trong chế tạo các loại máy móc ...................................................... 40
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
4.3.3. Nhôm bromua (AlBr3) ..................................................................... 32
TO
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
4.3.1. Nhôm florua (AlF3) .......................................................................... 31
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
4.3. Nhôm halogenua ..................................................................................... 31
5.2.2. Trong xây dựng ................................................................................ 41 5.2.3.Trong xử lý nước ............................................................................... 41
5.3. Một số ứng dụng khác: ............................................................................. 43
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com
DANH MỤC HÌNH và BẢNG Hình 1.1. Vị trí của Nhôm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học..........6
N
H
Ơ
Hình 1.3. Cấu tạo mạng tinh thể Nhôm……………………………………….9
N
Hình 1.2. Cấu tạo nguyên tử Nhôm……………………………………………8
TP
G
Đ
Hình 3.1. Hợp kim nhôm dura …………………………………………..…..23
H Ư
N
Hình 3.2. hợp kim nhôm silic …………………………………….…………24
TR ẦN
Hình 4.1/ Kiến trúc tinh thể Nhôm oxit – α………………….………………27 Hình 4.2. Cấu trúc tinh thể hiđroxit Al(OH)3…………………..……………30
10 00
B
Hình 4.3. Cấu tạo đime Al2Cl6………………………………………………32
A
Hình 4.4. Cấu trúc của (AlH3)n………………………………………………35
H
Ó
Hình 4.5. Cấu trúc lập phương của criolit……………….………………..…36
-L
Í-
Hình 5.1. Sơ đồ điện phân nóng chảy nhôm oxit ……………………………39
TO
ÁN
Bảng 1.1. Đặc điểm nhóm IIIA………………………..…………….…….…11
ÀN
Bảng 3.1. Ký hiệu nhôm và hợp kim nhôm theo tiêu chuẩn của Mỹ…..……22
D
IỄ N
Đ
Bảng 5.1. Liều lượng phèn để xử lý nước đục lấy theo TCXD – 33:2006….43
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
Hình 2.3. Ảnh hưởng của tạp chất tới độ tan của Al trong HCl…………..…18
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q
Hình 2.2. So sánh tính dẫn nhiệt của nhôm và các kim loại khác…………...14
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
Hình 2.1. So sánh độ nhẹ của nhôm và các kim loại thường dùng………..…13
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
IỄ N
D
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
ÁN
TO
A
Ó
H B
10 00 TR ẦN G
N
H Ư
ẠO
Đ
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Í-
-L
TP
U Y
.Q
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
ÀN
Đ
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
N
Ơ
H
N
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 1
MỞ ĐẦU Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau ôxy và silic), và là kim loại phổ
Ơ
N
biến nhất trong vỏ Trái Đất. Đến ngày nay, nhôm được sử dụng rất nhiều trong
U Y .Q
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
D
IỄ N
Đ
ÀN
TO
ÁN
-L
Í-
H
Ó
A
10 00
B
TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
là món đồ xa xỉ của bậc đế vương!
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
đời sống. Nhưng ít người biết rằng nhôm đã có một thời mắc hơn cả vàng bạc,
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 2
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG Nhôm (tiếng Latinh: alumen, alum) là tên một nguyên tố hóa học
H
Ơ
Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau ôxy và silic), và là kim loại phổ biến
N
trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Al và số nguyên tử bằng 13.
ẠO
xem một chiếc đĩa ăn làm từ một kim loại mới. Chiếc đĩa rất nhẹ và có màu
G
Đ
sáng như bạc. Người thợ vàng nói với hoàng đế rằng ông đã sản xuất kim loại
H Ư
N
từ đất sét thô. Ông cũng cam đoan với hoàng đế rằng chỉ có ông ta và chúa Trời biết cách sản xuất kim loại này từ đất sét. Hoàng đế rất thích thú, và như một
TR ẦN
chuyên gia về tài chính ông đã quan tâm tới nó. Tuy nhiên ông nhận ngay ra là mọi tài sản vàng, bạc của ông sẽ mất giá trị nếu như người dân bắt đầu sản xuất
10 00
B
kim loại màu sáng này từ đất sét. Vì thế, thay vì cảm ơn người thợ vàng, ông đã ra lệnh chặt đầu ông ta.
Ó
A
-Những người Hy Lạp và La Mã cổ đại đã sử dụng các loại muối của kim
Í-
H
loại này như là thuốc cẩn màu (nhuộm) và như chất làm se vết thương, và phèn
-L
chua vẫn được sử dụng như chất làm se. Năm 1761 Guyton de Morveau đề xuất
ÁN
cách gọi gốc của phèn chua là 2lumina. Năm 1808, Humphry Davy xác định
TO
được gốc kim loại của phèn chua (alum), mà theo đó ông đặt tên cho nhôm
D
IỄ N
Đ
ÀN
là aluminium.
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
Có một ngày một người thợ vàng ở Roma được phép cho hoàng đế Tiberius
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Lịch sử hình thành nhôm.
.Q
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
1.1.
U Y
N
nhất trong vỏ Trái Đất. Nhôm chiếm khoảng 8% khối lớp rắn của Trái Đất
-Tên tuổi của Friedrich Wöhler nói chung được gắn liền với việc phân lập
nhôm vào năm 1827. Tuy nhiên, kim loại này đã được sản xuất lần đầu tiên trong dạng không nguyên chất hai năm trước bởi nhà vật lý và hóa học Đan Mạch Hans Christian Ørsted.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 3
-Nhôm được chọn làm chóp cho đài kỷ niệm Washington vào thời gian khi một aoxơ (28,35 g) có giá trị bằng hai lần ngày lương của người lao động.
Ơ
N
-Charles Martin Hall nhận được bằng 3ang chế (số 400655) năm 1886, về
N
H
quy trình điện phân để sản xuất nhôm. Henri Saint-Claire Deville (Pháp) đã
ẠO
cho việc sản xuất nhôm từ khoáng chất trở thành không đắt tiền và ngày nay nó
G
Đ
được sử dụng rộng rãi trên thế giới.
H Ư
N
-Nước Đức trở thành nhà sản xuất nhôm lớn nhất thế giới sau khi Adolf Hitler lên nắm quyền. Tuy nhiên, năm 1942, những nhà máy thủy điện mới
TR ẦN
như Grand Coulee Dam đã cho phép Mỹ những thứ mà nước Đức quốc xã không thể hy vọng cạnh tranh: khả năng sản xuất đủ nhôm để có thể sản xuất
H
Ó
A
10 00
B
60.000 máy bay chiến đấu trong bốn năm.
-L
Í-
(Ai phát hiện ra nhôm, làm thế nào, và khi nào?..
ÁN
-1746: hóa học người Đức Andreas Marggraf (1709-1782) nhận ra rằng
TO
phèn (một hợp chất nhôm tự nhiên được sử dụng để nhuộm dệt may từ thời cổ
ÀN
đại) có chứa một kim loại chưa biết. Đó là nhôm, tất nhiên, nhưng anh ta không
D
IỄ N
Đ
biết điều đó.
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
vì một (chlorure)??. Phát minh của quy trình Hall-Héroult năm 1886 đã làm
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q
năm 1859 với hai cải tiến trong quy trình là thay thế kali thành natri và hai thay
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
hoàn thiện phương pháp của Wöhler (năm 1846) và thể hiện nó trong cuốn sách
-1809: hóa học người Anh Sir Humphry Davy (1778-1829) tên kim loại này "Alumium" và (sau đó) "nhôm", nhưng không thể tách biệt nó ra. -1825: hóa học Đan Mạch và tiên phong điện Hans Christian Oersted (1777-1851) lần lượt oxit nhôm thành nhôm clorua và sau đó sử dụng
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 4
kali để biến clorua thành nhôm nguyên chất. Thật không may, anh ta không thể lặp lại việc lừa một lần thứ hai!
H
.Q
dụng natri để tách ra nhôm. Kể từ natri là rẻ hơn và dễ dàng hơn để có được
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
ẠO
đặt này được trưng bày tại một triển lãm công cộng ở Paris, Pháp. Phương pháp
G
Đ
mới Deville có nghĩa là bắt đầu bằng nhôm để trở thành rộng rãi hơn và giá cả
H Ư
N
bắt đầu rơi.
TR ẦN
-1886: Làm việc độc lập, nhóm nghiên cứu của Mỹ Charles Martin Hall (1863-1914) và chị gái Julia Brainerd Hall (1859-1925) và người
B
Pháp Paul-Louis-Toussaint Héroult (1863-1914) khám phá các phương pháp
10 00
hiện đại của oxit tách nhôm với điện phân để sản xuất nhôm tinh khiết. Kỹ thuật có hiệu quả cao của họ, được gọi là công nghệ hall-héroult, vẫn được sử dụng
H
Ó
A
để sản xuất phần lớn bằng nhôm của thế giới ngày nay.
Í-
-1888: nhà hóa học người Áo Karl Bayer (1847-1904) tìm thấy một cách ít
-L
tốn kém của biến bauxite thành nhôm oxit các nguyên liệu cần thiết cho các
ÁN
công nghệ hall-héroult. Cùng với nhau, các quá trình Bayer và Hall-Héroult làm giảm đáng kể giá nhôm, cho phép các kim loại được sử dụng với số lượng
D
IỄ N
Đ
ÀN
lớn hơn nhiều.
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
hơn kali, Deville có thể sản xuất nhiều nhôm hơn, đủ để làm cho một thỏi. Ông
TO
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
-1855: hóa học người Pháp Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881) sử
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
một số lượng nhỏ nhôm bằng cách đun nóng oxit nhôm với kali kim loại.
Ơ
N
-1827: hóa học người Đức Friedrich Wöhler (1800-1882) cũng làm cho
-Năm 1900: các chương trình tái chế nhôm đầu tiên. -1913: nhôm lá mỏng đầu tiên được sản xuất. -Năm 1920: Hợp kim nhôm hiện đại bắt đầu xuất hiện.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 5
-1925: American Chemical Society đã chính thức thay đổi tên từ "nhôm" để "nhôm" tại Hoa Kỳ.
H
Ơ
N
-1957: đường dây điện nhôm đầu tiên được giới thiệu.
U Y .Q
-1975: Daniel Cudzik phát minh ra tab ring-pull nghỉ-on cho đồ uống lon.
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
TO
ÁN
-L
Í-
H
Ó
A
10 00
B
TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
thức thông qua "nhôm" như chính tả của nó).
D
IỄ N
Đ
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
-1990: Liên minh Quốc tế của Pure và Hóa học ứng dụng (IUPAC) đã chính
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
thể.
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
-1959: Coors sản xuất các loại đồ uống hoàn toàn bằng nhôm đầu tiên có
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 6
Vị trí trong bảng tuần hoàn
-L
Í-
-Nhôm thuộc chu kì 3, nhóm IIIA, có số thứ tự là 13.
ÁN
- Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p1, thuộc nguyên tố p.
- Năng lượng ion hóa nhỏ, dễ nhường 3e, có số oxi hóa: +3.
D
IỄ N
Đ
ÀN
TO
- Cấu tạo của đơn chất: mạng lập phương tâm diện.
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
H
Ó
A
Hình 1.1: Vị trí của Nhôm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q 10 00
B
TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
N
H
Ơ
N
1.2.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 7
1.3.
Đồng vị
N
-Nhôm có 7ang đồng vị, số Z của chúng từ 23 đến 30. Chỉ có Al-27 (đồng
Ơ
vị ổn định) và Al-26 (đồng vị phóng xạ, t1/2 = 7,2 × 105 năm) tìm thấy trong tự
.Q
đồng vị của nhôm có ứng dụng thực tế trong việc tính tuổi của trầm tích dưới
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
ẠO
thạch. Tỷ lệ của Al-26 trên beryli-10 được sử dụng để nghiên cứu vai trò của
G
Đ
việc chuyển hóa, lắng đọng, lưu trữ trầm tích, thời gian cháy và sự xói mòn
H Ư
N
trong thang độ thời gian 105 đến 106 năm (về sai số).
TR ẦN
-Al-26 nguồn gốc vũ trụ đầu tiên được sử dụng để nghiên cứu Mặt Trăng và các thiên thạch. Các thành phần của thiên thạch, sau khi thoát khỏi nguồn gốc của chúng, trong khi chu du trong không gian bị tấn công bởi các tia vũ trụ,
10 00
B
sinh ra các nguyên tử Al-26. Sau khi rơi xuống Trái Đất, tấm chắn khí quyển đã bảo vệ cho các phần tử này không sinh ra thêm Al-26, và sự phân rã của nó
Ó
A
có thể sử dụng để xác định tuổi trên Trái Đất của các thiên thạch này. Các
Í-
H
nghiên cứu về thiên thạch cho thấy Al-26 là tương đối phổ biến trong thời gian
-L
hình thành hệ hành tinh của chúng ta. Có thể là năng lượng được giải phóng
ÁN
bởi sự phân rã Al-26 có liên quan đến sự nấu chảy lại và sự sai biệt của một số
TO
tiểu hành tinh sau khi chúng hình thành cách đây 4,55 tỷ năm.
Đ IỄ N D
Cụm
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
biển, các vết mangan, nước đóng 7ang, thạch anh trong đá lộ thiên, và các thiên
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
xuất từ agon trong khí quyển do va chạm sinh ra bởi các tia vũ trụ proton. Các
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
nhiên, tuy nhiên Al-27 có sự phổ biến trong tự nhiên là 100%. Al-26 được sản
-Trong tạp chí Science ngày 14 tháng 1 năm 2005 đã thông báo rằng các
cụm 13 nguyên tử nhôm (Al13) được tạo ra có tính chất giống như nguyên tử iốt; và 14 nguyên tử nhôm (Al14) có tính chất giống như nguyên tử kim loại kiềm thổ. Các nhà nghiên cứu còn liên kết 12 nguyên tử iốt với cụm Al13 để tạo ra một lớp mới của pôlyiốtua. Sự phát kiến này được thông báo là mở ra khả năng
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 8
của các đặc tính mới của bảng tuần hoàn các nguyên tố: "các nguyên tố cụm". Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Shiv N. Khanna (Đại học Virginia
Ơ
N
Commonwealth) và A. Welford Castleman Jr (Đại học tiểu bang Penn)
U Y .Q
10 00
B
Hình 1.2: Cấu tạo nguyên tử Nhôm
A
-Nguyên tử nhôm gồm 13 proton, 14 nơtron, 13 electron. Các electron được
H
Ó
sắp xếp thành 3 lớp. Trong đó, lớp ngoài cùng có 3 electron hóa trị. Vì vậy số
D
IỄ N
Đ
ÀN
TO
ÁN
-L
Í-
oxi hóa đặc trưng của nhôm là +3.
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
1.3.1.Cấu tạo nguyên tử
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
1.3.Cấu tạo
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 9
Ó
A
thể lập phương tâm diện, 8 nguyên tử nằm ở 8 đỉnh của hình lập phương và 6
H
nguyên tử khác nằm ở tâm của các mặt. Hệ lập phương tâm diện là hệ phổ biến
-L
Í-
cho các kim loại dễ uốn dẻo như đồng, bạc, vàng…
TO
ÁN
1.3.Trạng thái tự nhiên -Nhôm là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trong tự nhiên, chiếm
D
IỄ N
Đ
ÀN
khoảng 5,5% tổng số nguyên tử trong vỏ Trái đất và đứng thứ tư sau các nguyên
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
10 00
Hình 1.3: Cấu tạo mạng tinh thể Nhôm -Nhôm có cấu trúc tinh thể kim loại lập phương tâm diện. Ở cấu trúc tinh
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q B
TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
N
H
Ơ
N
1.2.2.Cấu tạo mạng tinh thể
tố Oxi, Hiđro, và silic. Về mặt lịch sử địa hóa học, nhôm gắn liền mật thiết với oxi và silic. -Phần lớn nhôm tập trung vào các quặng alumosilicat, ví dụ như : orthoclazơ (K2O.Al2O3.6SiO2), mica (K2O.2H2O.3Al2O3.6SiO2),
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 10
nefelin ([Na,K]2O.Al2O3.2SiO2). -Nhôm cũng tồn tại trong một sản phẩm rất phổ biến của quá trình phân
Ơ
N
hủy các nham thạch tạo nên bởi alumosilicat là cao lanh gồm chủ yếu khoáng
N
H
sét caolinit (Al2O3.2SiO2.2H2O)
TP
hủy của đất sét ở trong khí hậu nhiệt đới hoặc nửa nhiệt đới.
.Q
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
Đ
Giang, Tuyên Quang, Sơn La, Lai Châu, Hải Dương, Hưng Yên, Nghệ An, Hà
TO
ÁN
-L
Í-
H
Ó
A
10 00
B
TR ẦN
H Ư
N
G
Tĩnh, và Lâm Đồng.
D
IỄ N
Đ
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
-Ở nước ta có một trữ lượng lớn boxit rải rác ở nhiều tỉnh Lạng Sơn, Hà
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
đó là boxit (Al2O3.xH2O) và criolit (Na3[AlF6]). Boxit chính là sản phẩm phân
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U Y
-Hai khoáng vật quan trọng nhất đối với ngành công nghiệp của nhôm
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 11
Chương 2 : TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ TÍNH CHẤT HÓA HỌC
N
2.1. Tính chất vật lý
H
Ơ
-Trọng lượng nguyên tử: 26,981538
TO
ÁN Đ
ÀN
chảy 6500C, nhiệt độ sôi 24670C .
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Bảng 2.1. đặc điểm của nhóm IIIA - Mạng lập phương tâm diện, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt; nhiệt độ nóng
IỄ N D
.Q
-L
Í-
H
Ó
A
10 00
B
TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
-Điểm sôi: 2.519 oC
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U Y
N
-Điểm nóng chảy: 660,32 oC
- Màu trắng bạc, khá bền và dai, dễ kéo sợi và dát mỏng, nhẹ (D = 2,7). - Bề mặt của nhôm rất trơn bóng nên có khả năng phản chiếu tốt ánh sáng
và nhiệt.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 12
-Nhôm lỏng rất nhớt, độ nhớt giảm xuống khi có thêm những lượng nhỏ
N
Mg hay Cu.
.Q TP
thấp.
N
G
Đ
ẠO
- Bề ngoài đẹp và tính chống mài mòn cao.
TR ẦN
H Ư
2.1.1. Nhiệt độ nóng chảy -Nhôm kim loại kết tinh trong hệ lập phương tâm diện, nó là kim loại có màu trắng bạc. Khi để trong không khí trở nên xám vì có màng oxit tạo nên
B
trên bề mặt. Nhôm nóng chảy ở nhiệt độ thâp, 650oC và sôi ở nhiệt độ cao,
10 00
2467oC.
A
-Nhôm lỏng rất nhớt, độ nhớt giảm xuống khi có thêm những lượng nhổ
H
Ó
Mg hoặc Cu, cho nên hợp kim đúc của Nhôm luôn có Cu. Ở nhiệt độ thường,
Í-
nhôm tinh khiết khá mềm, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi. Lá nhôm mỏng được dùng
-L
làm tụ điện, là nhôm rất mỏng được dùng để gói bánh, kẹo, dược phẩm… Ở
ÁN
khoảng 150oC, nhôm tương đối dẻo và dễ chế hóa cơ học, nhưng đến khoảng
D
IỄ N
Đ
ÀN
TO
600oC, nhôm trở nên giòn và dễ nghiền thành bột 2.1.2 Tỉ trọng -Nhẹ là một tính chất nổi bật nhất của nhôm. Nhôm có khối lượng nguyên
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
- Nhôm thích hợp ở nơi có khí lạnh. Độ bền của nhôm tang khi ở nhiệt độ
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
U Y
- Nhôm không cháy dù ở nhiệt độ cao cũng không sinh ra khí độc.
H
Ơ
- Nhôm không có tính từ
tử là 26,98 và tỉ khối là 27. Từ đó ta có thể thấy Nhôm là một kim loại rất nhẹ, khoảng bằng một phần ba trọng lượng của các kim loại thường sử dụng khác, với ngoại lệ là Titan và Magiê.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com
trong lĩnh vực liên quan đến chuyển động. Giảm trọng lượng giúp tăng tải trọng
10 00
B
vận chuyển, tiết kiệm năng lượng, đem lại lợi ích lợn. Trọng lượng nhỏ cũng làm giảm sự rung động của các bộ phận, từ đó tăng hiệu suất máy móc… Vì
Ó
A
vậy vì đặc tính nhẹ, nhôm được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp như
Í-
H
dẫn điện, sản xuất máy bay…
ÁN
-L
2.1.3 Độ dẫn điện và điện trở suất. -Nhôm là một kim loại dẫn điện tốt, chỉ thua kém đồng, bạc, vàng. Độ dẫn
TO
điện của 99,99% nhôm nguyên chất ở 20 oC là 63,8% của International
ÀN
Annealed Copper Standard (IACS). Điện trở suất của Nhôm ở 20 oC là
D
IỄ N
Đ
28, 2n.m . Do trọng lượng riêng của nó nhỏ hơn ba lần so với đồng nên
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TR ẦN
Hình 2.1: So sánh độ nhẹ của nhôm và các kim loại thường dùng -Trọng lượng riêng nhỏ là một tính chất quan trọng liên quan đến ứng dụng
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
N
H
Ơ
N
13
nhôm dần được thay thế đồng để làm dây dẫn điện, đặc biệt là trong hệ thống phân phối điện.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 14
2.1.4. Dẫn nhiệt -Nhôm là một kim loại dẫn nhiệt tốt. Nhôm 99,99% nguyên chất có độ dẫn
10 00
riêng thấp khiến nhôm là sự lựa chọn rõ 14ang nhất để làm thiết bị trao đổi
Ó
A
nhiệt trong công nghiệp và làm dụng cụ nhà bếp…
Í-
H
2.1.5. Phát xạ và phản xạ -Nhôm nguyên chất 99,99% phản xạ khoảng 75% ánh sáng và 95% bức
ÁN
-L
xạ nhiệt rơi vào nó. Màng nhôm có chỉ số phát xạ rất thấp (3%).
TO
-Các tính chất kết hợp của hệ số phản xạ cao và độ phát xạ thấp làm gia
ÀN
tăng việc sử dụng các lá nhôm mỏng như một phương tiện cách nhiệt phản như một vật liệu cách nhiệt đảm bảo cách nhiệt cho dầu hay những chất lỏng khác đựng trong bể và thùng không bị đốt nóng bởi bức xạ ánh sáng mặt trời
D
IỄ N
Đ
quang. Nhôm được dùng làm những ống dẫn dầu thô, bể chứa và thùng xitec
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
B
Hình 2.2: So sánh tính dẫn nhiệt của nhôm và các kim loại khác -Một lần nữa thì tính dẫn nhiệt tốt cùng với tính định hình tốt và trọng lượng
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
N
H
Ơ
N
nhiệt là 244W/m.K cho phạm vi từ 0 đến 1000oC
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 15
2.1.6. -Chống ăn mòn -Vì ở điều kiện thường nhôm bị bao bọc bởi màng oxit rất mỏng
N
(0,00001mm) và làm cho nhôm trở nên kém hoạt động. Lớp oxit này luôn được
H
Ơ
tạo ra bao bọc lấy nhôm trong môi trường có oxi. Sự tạo thành màng oxit này
.Q Đ
2.2. Tính chất hóa học
H Ư
N
G
2.2.1. Tính khử mạnh: Al → Al3+ + 3e
TR ẦN
-So với Na và Mg cùng chu kỳ, Al có tính khử kém hơn vì thế điện cực dương hơn; nhưng so với B thì Al lại là một kim loại vì Al có bán kính lớn hơn
10 00
B
hẳn B.
-Là một chất có tính khử mạnh, Al có khả năng phản ứng trực tiếp với
Ó
A
phi kim.
Í-
H
* Phản ứng với Halogen: Ở nhiệt độ thường hoặc khi đun nóng, Al phản
-L
ứng trực tiếp với các halogen :
TO
ÁN
2Al + 3X2 → 2AlX3
ÀN
-Trừ AlF3 là khó tan trong nước (0,56g/100g H2O ở 250C ) , còn lại đều
D
IỄ N
Đ
tan và đều bị thủy phân tạo ra môi trường axit. Riêng phản ứng với I2 cần có
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
đối với nước…
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U Y
N
rất nhanh chóng. Và thực tế, nhôm không bao giờ bị gỉ ở trong không khí, bền
nước làm xúc tác. * Phản ứng với Oxi: Nhôm phản ứng mạnh với oxi, ở nhiệt độ thường đã tạo ra lớp mỏng oxit ở bề mặt. Khi đốt nóng bột Al hoặc lá Al mỏng trong không khí, nhôm cháy phát ra ánh sáng chói và một lượng nhiệt khá lớn; nếu
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 16
đốt bột Al trong luồng khí O2 có thể tạo ra ngọn lửa trên 3000 oC, phản ứng tạo
N
thành oxit Al2O3:
H
Ơ
4Al + 3O2 → 2Al2O3 ∆H = - 1670 kJ/mol
ẠO
kết hợp với oxi tỏa ra nhiều nhiệt và nhiều hơn so với nhiều kim loại khác, nên
N
∆H = - 3338 kJ
TR ẦN
8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
H Ư
đẩy kim loại tự do ra khỏi oxit, chẳng hạn:
G
Đ
khi đun nóng bột Al với oxit kim loại nào đó, phản ứng xảy ra rất mãnh liệt và
-Khi nung hỗn hợp tecmit (gồm bột Al + bột Fe3O4) nhiệt độ có thể đạt
B
đến 2400oC. Phương pháp trên gọi là phương phát nhiệt nhôm, dùng để điều
10 00
chế một số kim loại khó nóng chảy như Cr, Mn, Fe, V, Tl ...
Ó
A
* Phản ứng với nitơ, lưu huỳnh , photpho, cacbon, Al cũng hóa hợp trực
H
tiếp ở các điều kiện khác nhau tạo ra AlN, Al3S3, AlP, Al4C3, những hợp chất
-L
Í-
này đều bị H2O thủy phân tạo ra Al(OH)3 và hiđrua của phi kim tương ứng:
TO
ÁN
AlN + H2O → Al(OH)3 + NH3↑
AlP + 3H2O → Al(OH)3+ PH3↑
D
IỄ N
Đ
ÀN
Al2S3 + 6 H2O → 2 Al(OH)3+ 3H2S↑
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
mà tạo thành túi , bên trong là nhôm chảy lỏng, bên ngoài là oxit. Do phản ứng
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q
* Phản ứng nhiệt nhôm: khi đốt dây Al hay lá nhôm dày, nhôm không cháy
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
N
Nghĩa là khi đốt 1g bột Al tỏa ra khoảng 31 kJ.
Al4C3+ 12 H2O → 4 Al(OH)3+ 3CH4↑ * Nhôm không phản ứng trực tiếp với hiđrô. * Mặc dù thế điện cực của Al trong môi trường axit là khá thấp:
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 17
Al3+ (dd) + 3e → Al (rắn) Eo = - 1,66 V
N
-Nhưng do có màng oxit bảo vệ bề mặt, nên nhôm khá bền với H2O và một
H
Ơ
số axit kể cả khi đun nóng, chẳng hạn nhôm không phản ứng với H2O , không
.Q
G
Đ
nguyên chất khá bền trong HCl, còn nhôm kỹ thuật lại dễ bị HCl ăn mòn. Hình
H Ư
N
2.3 cho thấy ảnh hưởng của các tạp chất đến tốc độ hòa tan nhôm trong axit
Đ
ÀN
TO
ÁN
-L
Í-
H
Ó
A
10 00
B
TR ẦN
HCl.
Hình 2.3: Ảnh hưởng của tạp chất tới độ tan của Al trong HCl * Nhôm hầu như không tác dụng với HNO3 rất loãng, nhưng với nồng độ
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
-Với một số axit khác phản ứng cũng xảy ra tương tự .Mặc dù vậy, nhôm
IỄ N D
TP
2Al + 6H3O+ + 6H2O → 2[Al(H2O)6]3+ + 3H2↑
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
HCl và H2SO4 nhất là khi đun nóng. Phản ứng chung xảy ra theo phương trình:
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
tác dụng với dung dịch loãng của CH3COOH, H3PO4. Nhôm chỉ dễ tan trong
trung bình dễ hòa tan nhôm hơn. Trong dung dịch đặc nguội, nhôm không những không tan, mà còn bị thụ động hóa, nghĩa là sau khi ngâm trong HNO3 đậm đặc, nhôm lại không phản ứng với HCl hoặc H2SO4 loãng nữa. Quá trình ngâm trong các dung dịch như vậy (hoặc một số dung dịch chất
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 18
oxi hóa khác như K2Cr2O7...) đã tạo ra trên bề mặt của nhôm một màng bảo vệ
N
có chiều dày khoảng 20 - 30.... (micromet)
H
Ơ
* Trong môi trường kiềm, thế điện cực của nhôm khá thấp:
TP
Đ
2.2.2. Kém hoạt động ở nhiệt độ thường
N
G
-Nhôm là kim loại có hoạt tính hóa học cao nhưng ở điều kiện thường tỏ
H Ư
ra kém hoạt động vì bề mặt nhôm đã được một màng oxit bền che phủ.
TR ẦN
Chương 3 : HỢP KIM CỦA NHÔM
10 00
B
- Hợp kim của nhôm là hợp kim của nhôm với các nguyên tố khác
A
(như: đồng, thiếc, mangan, silic, magiê).
H
Ó
3.1. Tính chất:
Í-
-Khối lượng riêng nhỏ (~2,7g/cm³) nên nhôm và hợp kim nhôm chỉ nặng
-L
bằng 1/3 thép, đó là tính chất đặc biệt được chú trọng khi các thiết bị cần chế
TO
ÁN
tạo phải chú trọng đếntrọng lượng (trong ngành hàng không, vận tải...).
ÀN
-Tính chống ăn mòn trong khí quyển: Do đặc tính ôxy hoá của nó đã biến
D
IỄ N
Đ
lớp bề mặt của nhôm thành ôxít nhôm (Al O ) rất xít chặt và chống ăn mòn
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
2Al + 6OH- + 6H2O → 2[Al(OH)6]3- + 3H2↑
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q
-Vì vậy nhôm dễ tan trong dung dịch kiềm mạnh như NaOH , KOH:
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
N
AlO2- + 2H2O + 3e → Al↓+ 4OH- Eo = - 2,35V
cao trong khí quyển, do đó chúng có thể dùng trong đa ngành mà không cần sơn bảo vệ. Để tăng tính chống ăn mòn, người ta đã làm cho lớp ô xít nhôm bảo vệ dày thêm bằng cách anot hoá.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 19
-Tính dẫn điện: Tính dẫn điện của nhôm bằng 2/3 của đồng (kim loại),
Ơ
truyền một dòng điện thì dây nhôm nhẹ hơn bằng 1/2; ít bị nung nóng hơn...
N
nhưng do nhôm nhẹ hơn nên chúng được sử dụng nhiều hơn bởi nếu cùng
U Y
TP
.Q
loại tản nhiệt...rất thuận tiện khi sản xuất).
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
Đ
đúc, nhưng cũng làm nhôm và hợp kim nhôm không sử dụng được ở nhiệt độ
N
G
cao hơn 300-400 độ C.
TR ẦN
H Ư
- Độ bền, độ cứng: Thấp. 3.2. Phân loại:
10 00
dạng và hợp kim nhôm đúC
B
-Hợp kim nhôm được phân làm 2 nhóm chính là hợp kim nhôm biến
H
Ó
A
3.2.1. Hợp kim nhôm biến dạng -Hợp kim nhôm biến dạng là hợp kim với hàm lư thấp các nguyên tố hợp
Í-
kim. Tùy thuộc nhiệt độ và có tổ chức hoàn toàn là dung dịch rắn nên nhôm có
-L
tính dẻo tốt, dễ dàng biến dạng nguội hay nóng. Trong loại này còn chia làm
TO
ÁN
hai phân nhóm là không và có hóa bền bằng nhiệt luyện: - Phân nhóm không hóa bền được bằng nhiệt luyện là loại chứa ít các
không thể hóa bền bằng nhiệt luyện, chỉ có thể hóa bền bằng biến dạng nguội mà thôi
D
IỄ N
Đ
nguyên tố hợp kim hơn, ở mọi nhiệt độ chỉ có tổ chức hoàn3 toàn là dung dịch
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
Nhiệt độ nóng chảy: Tương đối thấp nên thuận tiện cho việc nấu chảy khi
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
màng, ép chảy thành các thanh có biên dạng đặc biệt (dùng cho khung cửa, các
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
-Tính dẻo: Rất dẻo, nên rất thuận lợi cho việc kéo thành dây, tấm, lá, băng,
- Phân nhóm hóa bền được bằng nhiệt luyện là loại có chứa nhiều hợp kim hơn, ở nhiệt độ thường có tổ chức 2 pha (dung dịch rắn + pha thứ hai), nhưng
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 20
ở nhiệt độ cao pha thứ hai hòa tan hết vào dung dịch rắn nên ngoài biến dạng
H
Ơ
N
nguội có thể bền thêm bằng nhiệt luyện.
TP
N
H Ư
3.3. Hệ thống ký hiệu cho hợp kim nhôm:
G
Đ
đúc
-Để ký hiệu các hợp kim nhôm người ta thường dùng theo hệ thống phân
TR ẦN
loại của Hoa Kỳ.
10 00
Aluminum Association)
B
-Theo hệ thống phân loại này, các ký tự đầu tiên luôn là AA (tiếng Anh:
A
-Các số sau đó thường là: xxxxx đối với hợp kim nhôm biến dạng, và xxx.x
H
Ó
đối với hợp kim nhôm cho loại đúc.
-L
Í-
-Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1659-75 quy định ký hiệu hợp kim nhôm
ÁN
được bắt đầu bằng Al và tiếp theo lần lượt ký hiệu hoá học của nguyên tố hợp
TO
kim cùng chỉ số % của nó, nếu là hợp kim đúc thì sau cùng có chữ Đ (Ví dụ:
ÀN
AlCu4Mg là hợp kim nhôm chứa 4% Cu, 1%Mg). Với nhôm sạch ký hiệu bằng
D
IỄ N
Đ
Al và chỉ số phần trăm của nó (ví dụ: Al99; Al99,5)
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
giòn và cứng nên thường dùng trong các bộ phận cần đúc, gọi là hợp kim nhôm
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q
nhiệt độ nóng chảy thấp hơn. Hợp kim giòn và không thể bẻ dẻo được. Vì nó
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
N
3.2.2. Hợp kim nhôm đúc -Hợp kim nhôm đúc là hợp kim với nhiều % nguyên tố hợp kim hơn, có
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 21
Loại đúc
1xxx
Al sạch (>99%)
1xx.x
Al thỏi
2xxx
Al-Cu hoặc Al-Cu-
2xx.x
Al-Cu
Al-Mn
3xx.x
Al-Si-Mg hoặc Al-
4xx.x
5xxx
Al-Mg
5xx.x
6xxx
Al-Mg-Si
7xxx
Al-Zn-Mg hoặc Al-
Al-Si
Al-các
G
TR ẦN
nguyên
10 00
8xxx
B
Zn-Mg-Cu
H Ư
N
Al-Mg Không có
7xx.x
Al-Zn
8xx.x
Al-Sn
H
Ó
A
khác
tố
6xx.x
D
IỄ N
Đ
ÀN
TO
ÁN
-L
Í-
Bảng 3.1.Ký hiệu nhôm và hợp kim nhôm theo tiêu chuẩn của Mỹ.
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Al-Si
Đ
4xxx
ẠO
TP
Si-Cu
.Q
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
3xxx
U Y
Mg
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
Ơ
N
Loại biến dạng
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 22
N
3.4.Một số hợp kim quan trọng của nhôm
- Thành phần: là hợp kim chủ yếu của 3 nguyên tố Al-Cu-Mg với Cu <
H
Ó
A
5%, Mg < 2%. Ngoài ra trong thành phần còn có thêm Fe, Si, Mn.
-L
Í-
- Tính chất :
ÁN
+ Nói chung đura có độ bền khá cao nhất là sau khi nhiệt luyện σb=42 - 47
TO
Kg/mm2.
ÀN
+ Do có độ bền cao và nhẹ (g = 2,8g/cm3) nên đura có độ bền riêng lớn
D
IỄ N
Đ
nhất. Độ bền riêng là tỷ số σb/g, trong khi độ bền riêng của đura là 15 - 16 thì
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
10 00
* Thành phần, tính chất
B
trong kỹ thuật hàng không.
TR ẦN
Hình 3.1.hợp kim nhôm dura. * Khái niệm: Là ợp kim nhôm biến dạng điển hình được dùng rộng rãi
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
N
H
Ơ
3.4.1. Đura
của thép CT51 là 6 - 6,5 và của gang là 1,5 - 6. * Ký hiệu, công dụng - Ký hiệu: AlCu4Mg (có 95% Al, 4% Cu và 1% Mg) hoặc AA 2014.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 23
- Công dụng: do có độ bền riêng cao nên đura được sử dụng phổ biễn trong kỹ thuật hàng không (kết cấu máy bay, tàu vũ trụ…), giao thông vận tải
Ơ
N
(dầm chịu lực xe tải, sườn tàu biển…) hoặc làm dụng cụ thể thao…
* Khái niệm: Là hợp kim nhôm đúc được dùng rộng rãi nhất. Nó là hợp
Ó
A
kim được tạo nên từ cơ sở hệ hợp kim Al - Si. Ngoài ra trong thành phần còn
Í-
H
có thể có thêm Mg, Mn, Cu, Zn…
-L
* Phân loại: theo thành phần hóa học người ta chia silumin ra làm 2 nhóm:
TO
ÁN
- Silumin đơn giản
ÀN
+ Là hợp kim nhôm đúc mà thành phần chính của nó là nhôm và silic (Ví
D
IỄ N
Đ
dụ: AlSi13 có 87% Al và 13% Si, theo tiêu chuẩn của Liên Xô là AЛ2 hay theo
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
10 00
B
hình 3.2 .hợp kim nhôm - silic
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
N
H
3.4.2. Silumin
tiêu chuẩn của Mỹ là AA 423.0 ). + Silumin đơn giản có tính đúc rất tốt (độ chảy loãng cao, khả năng điền đầy khuôn lớn, độ nhẵn bề mặt rất cao) nên được dùng để đúc định hình các chi tiết có hình dạng phức tạp. Nhược điểm của nó là có rỗ khí, cơ tính thấp,không
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 24
có khả năng hóa bền bằng nhiệt luyện. Dạng nhiệt luyện duy nhất đối với nó là ủ ở khoảng 3000C, làm nguội trong không khí. Thường dùng làm vật liệu để
Ơ
N
đúc các chi tiết máy có hình dáng phức tạp, chịu tải trọng nhẹ.
.Q
biệt như Cu, Mg, Zn, Mn… (Ví dụ: AlSi8Mg, AlSi6MgMnCu7,
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
Đ
phức tạp cao hơn hẳn nhất là sau khi nhiệt luyện. Thường dùng làm các chi tiết
TR ẦN
H Ư
N
(AЛ26 hay AA 390.0 ).
B
3.4.3. Almelec
10 00
- Các Almelec là một hợp kim của nhôm với tỷ lệ nhỏ của magiê và silicon,
A
thường chiếm 98,8% của nhôm , 0,7% magiê và 0,5% silicon . Nó được sử
H
Ó
dụng như dây dẫn cho dòng điện trên không bởi vì nó có độ dẫn điện thấp hơn
Í-
một chút so với nhôm nguyên chất, có độ bền cơ học cao hơn đáng kể, nhờ
-L
phương pháp xử lý cơ khí và nhiệt đặc biệt. Tính năng này là đủ cho 3 mm
ÁN
đường kính trị giá 33-36 kg mỗi mm 2
TO
- Ứng dụng :
Đ IỄ N D
G
máy quan trọng như: thân máy nén, thân nắp động cơ ô tô (AЛ4), pit tông
+ Là trung vào mạng lưới phân phối trên cao cho điện áp thấp cho việc lắp
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
AlSi5MnCu3…). Do có thêm các nguyên tố hợp kim mà độ bền của silumin
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
+ Là hợp kim nhôm với 4 - 10%Si và có thêm các nguyên tố hợp kim đặc
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
- Silumin phức tạp
đặt cáp chịu lực + Kết hợp với thép trong các mạng phân phối khí cho cao - điện áp dòng 15, 30 hay 45 kilôvôn phần nhỏ hoặc trung bìn
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 25
3.4.4. Electron - thành phần chính là 83,3% magie, nhôm là 10,5%, còn lại là kẽm và
Ơ
N
mangan.
Đ
ẠO
+ chịu được sự va chạm và sự thay đổi nhiệt độ trong giới hạn và đọt ngột.
Ó
A
10 00
B
TR ẦN
H Ư
N
G
-ứng dụng: dung để chế tạo tàu vũ trụ và vệ tinh nhân tạo.
Í-
H
CHƯƠNG 4. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHÔM
-L
4.1. Nhôm oxit Al2O3
ÁN
- Chất rắn màu trắng, không tan và không tác dụng với nước, rất bền vững,
Đ
ÀN
TO
nóng chảy ở 20500C. - Tồn tại ở dạng khan (emeri, corindon, rubi (lẫn Cr2O3), saphia (lẫn
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
+ rất bền về mặt cơ học( bền hơn thép).
IỄ N D
.Q
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
+ nhẹ, có khối lương riêng 1,75g/cm3., bằng 0.65 lần so với nhôm.
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
- ưu điểm :
TiO2 và Fe3O4) hoặc dạng ngậm nước (boxit). * Dạng chủ yếu: α – Al2O3 Khi nung Al(OH)3 hoặc muối nhôm của axit dễ bay hơi tạo ra chất bột màu trắng vô định hình không tan trong nước; nhưng nếu nung mạnh đến
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 26
1000 oC tạo thành dạng α – Al2O3 không những không tan trong nước mà còn
Í-
lục phương ). Có thể xem mạng tinh thể α – Al2O3 là mạng phân tử, tại mắt
-L
mạng lưới là những phân tử Al2O3. Trong mạng tinh thể mỗi nguyên tử Al được
ÁN
bao quanh bởi 6 nguyên tử oxi và mỗi nguyên tử oxi được bao quanh bởi 4
TO
nguyên tử Al. Trong mỗi tế bào nguyên tố được phân bố bởi một phân tử
D
IỄ N
Đ
ÀN
Al2O3. Khoảng cách giữa hai nguyên tử Al là 1,36 A, còn khoảng cách giữa
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
H
Ó
A
Hình 4.1: Kiến trúc tinh thể Nhôm oxit - α α –Al2O3 là chất rắn tinh thể hình mặt thoi (tức hình romboet thuộc hệ
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q 10 00
B
TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
N
H
Ơ
N
không tan trong axit.
nguyên tử Al và O là 1,99 A. α – Al2O3 có khối lượng riêng D = 3,99 g/cm3. Trong thiên nhiên thường gặp ở dạng khoáng vật có tên là corunđum chứa 90% oxit, thường chứa tạp chất nên đều có màu. Đá xaphia là corunđum tinh khiết chứa Fe2+ , V4+; đá rutin (hồng ngọc) màu đỏ là corunđum chứa vết Cr3+ (đá đỏ Quì Hợp, Yên Bái).
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 27
Hiện nay các loại hồng ngọc đó đã được điều chế nhân tạo bằng cách nấu chảy Al2O3 rồi cho thêm tạp chất thích ứng, sau đó cho kết tinh thành đơn tinh
Ơ
N
thể. Loại ngọc được điều chế bằng cách nhân tạo này có chất lượng tết hơn
.Q
cứng, nên được dùng làm đá mài. Ở dạng bột tán nhỏ gọi là bột nhám dùng
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
Đ
G
Corunđum rất trơ về mặt hóa học , không tan trong nước , trong axit ,
H Ư
N
trong kiềm. Khi nung đến 1000oC, α-Al2O3, phản ứng mạnh với hiđroxit,
TR ẦN
cacbonat, hiđrosunfat, pirosunfat... của các kim loại kiềm nóng chảy: Al2O2+ 2NaOH → 2NaAlO2+ H2O
10 00
B
Al2O2+ Na2CO2 → 2NaAlO2 + CO2↑
A
Al2O3 + 3K2S2O7 → Al2(SO4)3 + 3K2SO4
H
Ó
* Dạng γ – Al2O3
-L
Í-
Một dạng thù hình khác của nhôm oxit có dạng tinh thể lập phương là γ-
ÁN
Al2O3 . Dạng này không tồn tại trong thiên nhiên mà tạo nên khi nung tinh thể
TO
hiđraglit Al(OH)3 hoặc nung bemit, hoặc nung Al(OH)3 vô định hình ở khoảng 500oC. Khi nung đến 1000oC chuyển thành dạng α - Al2O3.
Đ IỄ N D
ẠO
máy chính xác.
γ - Al2O3 là những vi tinh thể không màu, có khối lượng riêng là 3,4g/cm3
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
đánh sạch bề mặt kim loại; làm chân kính đồng hồ, làm trục quay trong một số
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
Loại corunđum thiên nhiên có nhiệt độ nóng chảy cao (2050 oC) và rất
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
ngọc thiên nhiên.
, có khả năng hút ẩm mạnh, không khí ẩm qua ống đựng γ – Al2O3 ở 20oC chỉ còn lại 0,003 mgH2O/1lít không khí. Nhôm oxit là một chất lưỡng tính nên vừa tác dụng với axít, vừa tác dụng với bazơ như:
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 28
→
2AlCl3
+
2NaOH
→
2NaAlO2
3H2O
+
H2O
Al(OH)3 + NaHCO3
N
H
Chú ý: NaAlO2 + 2H2O + CO2 →
+
N
Al2O3
6HCl
+
Ơ
Al2O3
.Q Al2O3 +
3H2O
G
Đ
* Ứng dụng của oxit nhôm:
H Ư
N
- Phần chủ yếu của nhôm oxit dùng để điều chế nhôm.
TR ẦN
- Trong ngành gốm: Ôxít nhôm là một thành phần của vật liệu gốm alumina thuộc nhóm lưỡng tính. Chất này có thể nằm trong các nguồn
B
như: caolanh, đất sét, fenspat, alumina vôi hóa, alumina ngậm nước
10 00
- Nhôm oxit tinh khiết còn được dùng làm xi măng trám răng đẻ chữa bệnh
D
IỄ N
Đ
ÀN
TO
ÁN
-L
Í-
H
Ó
A
về răng miện
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
→
ẠO
2Al(OH)3
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
Al(OH)3 ở nhiệt độ 12000 – 14000C :
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U Y
* Điều chế: Trong công nghiệp , nhôm oxit được điều chế bằng nung
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com
.Q -L
Í-
Hình 4.2. Cấu trúc tinh thể hidroxit
ÁN
Là chất kết tủa keo, màu trắng.
- Kém bền với nhiệt: 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (t0) - Là hiđroxit lưỡng tính:
D
IỄ N
Đ
ÀN
TO
* Tính chất hóa học
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
H
Ó
A
10 00
B
TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
4.2. Nhôm hiđroxit Al(OH)3
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
Ơ
N
29
+ Tác dụng với axit mạnh: Al(OH)3 + 3H3O+ → [Al(H2O)6]3+
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 30
N
+ Tác dụng với dung dịch kiềm mạnh:
.Q
-Vì Al(OH)3 có hằng số phân ly axit rất bé nên khi pha loãng dung dịch
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
Đ
ẠO
ta cũng điều chế Al(OH)3 bằng cách cho muối nhôm tác dụng với các chất như
Al3+ + OH- → Al(OH)3
TR ẦN
* Ứng dụng của Nhôm hiđroxit
H Ư
N
G
NaOH, KOH, Na2CO3, CH3COONa..:
- Dùng để sản xuất các sản phẩm hóa chất khác: Phèn – Al2(SO4)3, AlCl3,
10 00
B
Al2O3, Zeolite, …
Ó
A
- Sản xuất gốm sứ, thủy tinh và sản suất giấy.
Í-
H
- Dùng trong ngành công nghiệp nhựa( sản xuất bao bì), cao su và sơn.
-L
- Sản xuất các sản phẩm thiết bị điện, sản xuất chất kết dính, keo dán, và
TO
ÁN
một số sản phẩm khác.
D
IỄ N
Đ
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
aluminat hoặc thổi khí CO2 vào dung dịch đó, sẽ tạo ra kết tủa Al(OH)3. Người
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
* Phương pháp điều chế:
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
Ơ
Al(OH)3 + OH- + 2H2O → [Al(OH)4(H2O)6]-
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 31
4.3. Nhôm halogenua
N
-Các hợp chất halogenua khác nhau nhiều về cấu tạo và tính chất. Nhôm
Ơ
florua có cấu trúc ion, nhôm bromua và nhôm iođua ở mọi trạng thái đều gồm
N
G
- Là chất ở dạng tinh thể tam tà có màu trắng , nóng chảy ở 12900c. mạng
H Ư
lưới tinh thể bền vững,gồm các ion F3- và các ion Al3+ gói ghém gần như sít
TR ẦN
sao.
B
-Rất trơ về mặt hóa học. Không tan trong nước , axit và bazơ.
10 00
- Dễ dàng kết hợp với florua kim loại tạo thành các floroaluminat có công thức chung M[AlF4], M2[AlF5] và M3[AlF6] ( M là kim loại kiềm). Trong thực
H
Ó
A
tế criolit Na3[AlF6] được dung vào việc điều chế nhôm.
D
IỄ N
Đ
ÀN
TO
ÁN
-L
Í-
4.3.2. Nhôm clorua (AlCl3)
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Đ
ẠO
4.3.1. Nhôm florua (AlF3)
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
nhưng ở trạng thái khí và trạng thái tan gồm những phân tử AI2Cl6.
N
H
những phần tử Al2Br6, và Al2I3, nhôm clorua ở trạng thái rắn có kiến trúc ion
Hình 4.3. cấu trúc đime Al2O6 - Nhôm clorua khan là chất tinh thể dạng những tinh thể lục phương có màu trắng. nó ngả vàng vì chứa tạp chất FeCl3 thăng hoa ở 1830c.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 32
- Nhôm clorua khan bốc khói khá mạnh trong không khí vì nó hút ẩm mạnh rồi bị thủy phân giải phóng HCl:
Ơ
N
AlCl3 + 2H2O→ Al(OH)2Cl + 2HCl
K=1,12.10^-5
.Q
TP
( nấc thủy phân thứ nhất)
ẠO
- Muối nhôm có tính axit tương đương dung dịch axit axetic. Khi đun nóng
Đ
hay trong dung dịch loãng phản ứng thủy phân có thể xảy ra hoàn toàn:
H Ư
N
G
AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3HCl
TR ẦN
4.3.3. Nhôm bromua (AlBr3) -Nhôm bromua (AlBr3) khan là những tinh thể óng ánh không màu. Khi nóng chảy thành chất lỏng linh động trong suốt. Bốc khói mạnh trong không
10 00
B
khí ẩm, phản ứng mãnh liệt với H2O đồng thời giải phóng một lượng nhiệt khá lớn làm tung tóe khối phản ứng. Tan trong CS2 và axeton.
Ó
A
-AlBr3.6H2O là những tinh thể không màu, dễ tan trong nước. Khi đun
Í-
H
nóng bị phân hủy:
o
ÁN
-L
t 2AlBr3.6H2O Al2O3 + 6HBr + 3H2O
TO
4.3.4. Nhôm Iôtđua ( AlI3) -AlI3 cũng có những tính chất tương tự AlBr3.Cả hai đều có khả năng
D
IỄ N
Đ
ÀN
tạo ra hợp chất kép với muối kim loại kiềm dạng MAlBr4 và MalI4. Cả hai đều
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
[Al(H2O)6]3+ ↔ [Al(H2O)5OH]- + H+
U Y
proton của phân tử nước ở trong ion phức aqua.
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
- Những nấc thủy phân của ion Al3+ ở trong nước đươc coi như là phân ly
là hợp chất cộng hóa trị nên dễ tan trong dung môi không cực như benzen, trong dung dịch chúng đều ở dạng được Al2Br6 và Al2I6. Khác với AlCl3, ở trạng thái rắn AlBr3 và AlI3 không dẫn điện.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 33
4.3.5. Nhôm clorua hexahidrat ( AlCl3.6H2O) - Là chất ở dạng những tinh thể tà phương , trong suốt , có màu vàng rất
Ơ
N
nhạt và chảy rữa trong không khí.
N
H
- Tan dễ dàng trong nước nhưng rất khó kết tinh từ dung dịch.
ẠO
- Nhôm clorua có thể kết hợp dễ dàng với clorua kim loại kiềm tạo thành
G
Đ
clroaluminat có công thứ chung là M[AlCL4] và M[AlCl6] ( M là kim loại kiềm
N
).
H Ư
- Ở 4200c , dưới tác dụng của khí oxi khô, muối khan bị phân hủy giải 2Al2Cl6 + 3O2 → 2Al2O3 + 6Cl2.
TR ẦN
phóng Cl2 :
- Ở 10000c nó tương tác với nhôm kim loại tạo thành muối của nhôm có
10 00
B
số oxi hóa thấp hơn :
Ó
H
4.3.6. Điều chế
A
Al2Cl6 + 4Al → 6AlCl
-L
Í-
- Điều chế AlF3 : Được điều chế từ quặng Boxit và Axit Flohydric. Là
ÁN
dạng tinh thể không màu không hòa tan trong nước. Được sử dụng như chất làm chảy trong công nghiệp gốm, sứ và cho làm tinh khiết Hydroperoxit.
TO
- Điều chế AlCl3 : có thể điều chế bằng cách cho khí clo tương tác với bột
D
IỄ N
Đ
ÀN
nhôm ở 500-5500c hoặc với hỗn hợp Al2O3 và than ở 10000c hoặc cho khí HCl
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
AlCl3.6H2O → Al(OH)3 + 3H2O + 3HCl
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U Y
.Q
giải phóng HCl :
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
- Khi đun nóng , muối hidrat không mất nước biến thành muối khan và
khô đi qua bột nhôm đốt nóng : 3Cl2 + Al2O3 + 3C→ 2AlCl3 + 3CO2 -
AlBr3 khan được điều chế bằng cách cho Al vỏ bào hay Al hạt (dư) tác
dụng với Br2 lỏng:
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 34
2Al + 3Br2
→
2AlBr3
N
Chưng cất AlBr3 lỏng ở khoảng 2600C, sau đó làm nguội được tinh thể
Ơ
khan.
U Y
Nhôm hidrua (AlH3)n
Ó
Hình 4.4. cấu trúc tinh thể hiđrua
Í-
H
- Là hợp chất polime (AlH3)n. Là chất rắn định hình, màu trắng, không bay
-L
hơi và phân hủy ở nhiệt độ trên 1050c thành nguyên tố.
ÁN
- Là hợp chất thiếu electron, có kiến trúc lớp. Mỗi nguyên tử Al được 6
TO
nguyên tử H bao quanh theo kiểu bát diện. Mỗi nguyên tử Al liên kết với 3
D
IỄ N
Đ
ÀN
nguyên tử Al ở bên cạnh bằng những liên kết 3 tâm :
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
A
10 00
B
TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
.Q
4.4.
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
bão hòa vào dung dịch của nhôm trong axit clohidric.
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
- Điều chế nhôm clorua hexahidrat : điều chế bằng cách sục khí HCl đến
* Tính chất hóa học - Nhôm hidrua rất nhạy với oxi và nước: - (AlH3)n dễ dàng tạo ra sản phẩm kết hợp với hidrua của kim loại kiềm tạo thành hidroaluminat trong dung dịch ete :
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 35
nLiH + (AlH3)n → nLi[AlH4]. - Ở nhiệt độ thấp , nhôm hidrua thể hiện tính oxi hóa như tác dụng với
Ơ
N
NH3, MNH2, M2NH, M3N (M là kim loại kiềm), N(CH3)3 :
U Y
*Điều chế:
.Q
4AlH3 + 3LiCl
ẠO
AlCl3 + 3Li[AlH4] →
TP
ete :
G
Đ
nAlH3 → (AlH3)n.
H Ư
N
4.5. Criolit (Na3AlF6)
TR ẦN
-Criolit (Na3AlF6) còn gọi là băng thạch là một khoáng chất thiên nhiên, ngoài phương pháp điều chế đã nêu trên, người ta còn điều chế bằng cách nung
B
hỗn hợp gồm canxi florua, kali sunfat với than tạo ra kali florua. Cho kali florua
10 00
tác dụng với natrisunfat tạo ra natri florua và hoàn nguyên lại kali sunfat; sau
Ó
A
đó nung natri florua với nhôm sunfat thu được criolit: to
to
2KF + Na2SO4 2NaF + K2S 12NaF + Al2(SO4)3 → 2NaAlF6 + 3Na2SO4
D
IỄ N
Đ
ÀN
TO
ÁN
-L
Í-
H
CaF2 + K2SO4 + 4C CaS + 2KF + 4CO
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
- Được điều chế bằng tương tác của AlCl3 với dung dịch Li[AlH4] trong
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
(AlH3)n + n NH3 → nAlH3.NH3
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com
N
-Trong tinh thể criolit, nhôm có số phối trí 6, tinh thể tạo ra bởi ion Na+ và
H Ư
ion AlF63-, ion đó có dạng hình tám mặt, mỗi nguyên tử F chung cho cả hai hình
TR ẦN
tám mặt bên cạnh nhau (hình 3.4)
-Na3AlF6 tinh khiết là những tinh thể màu trắng dạng lập phương, có khối
B
lượng riêng là 2,95g/cm3, nóng chảy ở 1000 oC. Rất khó tác dụng với axit nhưng
10 00
lại dễ bị phân hủy khi đun nóng với kiềm hoặc sữa vôi.
-L
Í-
* Điều chế:
H
Ó
trong công nghiệp
A
-Hiện nay thì criolit là chất quan trọng không thể thiếu trong điều chế Nhôm
ÁN
-Vì dự trữ criolit ở trái đất là có hạn nên người ta đã tổng hợp lấy criolit
TO
bằng cách hòa tan Al(OH)3 và Na2CO3 trong axit flohiđric :
4.6. Nhôm sunfat và phèn nhôm
D
IỄ N
Đ
ÀN
2Al(OH)3+ 12HF + Na2CO3 → 2Na3[AlF6] + 9H2O + 3CO2
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
G
Đ
Hình 4.5: Cấu trúc lập phương của criolit
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q ẠO
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
N
H
Ơ
N
36
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 37
4.6.1. Nhôm sunfat Al2(SO4)3 - Nhôm sunfat là chất bột màu trắng . kết tinh ở dạng hidrat
N
Al2(SO4)3.18H2O trong dung dịch nước. Đây là tinh thể đơn tà,trong suốt, dễ
N
H
Ơ
tan trong nước và ít tan trong rượu
.Q
ẠO
TP
trong rượu tuyệt đối, nhiệt hòa tan âm .
Đ
- Phèn là một muối kép có công thức chung là M2SO4.E2(SO3).24H2O, M
G
là Na, K , Rb,Cs,NH4,Tl và E là Al, Cr,Fe, Ga,In, Tl, Co. Chúng đồng hình với
TR ẦN
H Ư
N
nhau và tạo nên những tinh thể đẹp hình bát diện , không màu hoặc có màu .
10 00
B
4.6.2. Phèn nhôm – kali - Phèn nhôm – kali hay còn gọi là phèn chua . là hợp chất ở dạng tinh thể
A
bát diện , không màu, có vị hơi chua và chat.
H
Ó
- ở nhiệt độ 92,50c nó nóng chảy trong nước kết tinh , ở nhiệt độ cao hơn
Í-
dễ mất nước hoàn toàn tạo thành muối khan dưới dạng một khối hình nấm to ,
-L
xốp và rất dễ vỡ thành bột gọi là phèn phi. Khác với phèn nhôm , thì phèn nhôm
ÁN
– kali có nhiệt hòa tan âm . Độ tan của nó trong nước kếm hơn độ tan của từng
TO
muối sunfat riêng, nó tan không đáng kể ở nhiệt độ thấp nhưng độ tan tang
D
IỄ N
Đ
ÀN
nhanh khi nhiệt độ tăng.
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
kép M2Al2(SO4)4.24H2O. Muối này gọi là phèn nhôm. Phèn nhôm không tan
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U Y
- Nhôm sunfat có thể kết hợp với sunfat kim loại kiềm tạo thành loại muối
4.6.3. Công dụng - Nhôm sunfat và phèn nhôm – kali được sử dụng trong công nghiệp giấy , nhuộm , thuốc da và làm trong nước.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 38
Ơ
N
4.6.4. Điều chế • Nhôm sunfat :
U Y
ẠO
tiếp với axit sunfuric đặc và nóng.
Đ
• Phèn nhôm – kali:
N
G
Được điều chế bằng cách kết tinh từ hỗn hợp dung dich nhôm sunfat và kali
10 00
B
TR ẦN
H Ư
sunfat có cùng nồng độ.
D
IỄ N
Đ
ÀN
TO
ÁN
-L
Í-
5.1. Điều chế
H
Ó
A
CHƯƠNG 5. ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA NHÔM
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
.Q
- Không tinh khiết : cho đất sét đã nung trước hoặc boxit có tác dụng trực
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
với axit sunfuric đặc nóng .
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
- Tinh khiết trong công nghiệp giấy :cho nhôm hidroxit tinh khiết tác dụng
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 39
Hình 5.1. Sơ đồ điện phân nóng chảy nhôm oxit - Để điều chế nhôm thường chỉ dùng phương pháp điện phân nóng chảy.
.Q ẠO
5.1.1. Tinh chế quặng boxit (làm sạch nguyên liệu) - Đây là giai đoạn quan trọng vì nếu không làm sạch nguyên liệu nhôm điều
G
Đ
chế ra có lẫn tạp chất sẽ dễ bị ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.
TR ẦN
2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O
H Ư
N
- Nguyên liệu được cho tác dụng với dung dịch xút nóng:
B
2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O
10 00
- Sau đó sục khí CO2 dư vào dung dịch:
A
NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al(OH)3
Í-
H
Ó
NaOH + CO2 → NaHCO3
-L
- Lọc lấy kết tủa nung ở 9000C sẽ thu được oxit nhôm tinh khiết
TO
ÁN
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
D
IỄ N
Đ
ÀN
5.1.2. Điện phân Al2O3 nóng chảy - Điện phân nóng chảy Al2O3 có mặt criolit Na3AlF6 (giúp hạ nhiệt độ nóng
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
- Các giai đoạn điều chế:
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U Y
- Nguyên liệu: Quặng boxit Al2O3 (thường bị lẫn SiO2 và Fe2O3).
N
chảy nhôm oxit là cách hiệu quả nhất:
H
Ơ
N
Do trong tự nhiên nhôm tồn tại chủ yếu ở dạng nhôm oxit nên điện phân nóng
chảy của Al2O3từ 20500C xuống 9000C; tăng độ dẫn điện do tạo thành nhiều ion hơn; tạo lớp bảo vệ không cho O2 phản ứng với Al nóng chảy): 2Al2O3 → 4Al + 3O2
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 40
- Quá trình điện phân thường dùng điện cực bằng than chì nên có phản ứng phụ giữa điện cực và oxi ở cực dương (tạo khí CO và CO2) vì vậy trong quá
H
Ơ
N
trình điện phân phải thường xuyên hạ thấp điện cực.
U Y .Q ẠO
TP
5.2. Ứng dụng của nhôm và hợp chất
Đ
-Đặc điểm vật lý và hóa học của nhôm biến nó thành một loại kim loại lý
G
tưởng, được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau, từ chế tạo thân máy
H Ư
N
bay cho tới sản xuất thực phẩm, dược phẩm, đồ dùng nhà bếp và các vật dụng
TR ẦN
sinh hoạt khác
-Tính theo cả số lượng lẫn giá trị, việc sử dụng nhôm vượt tất cả các kim
B
loại khác, trừ sắt, và nó đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế thế giới.
10 00
Nhôm nguyên chất có sức chịu kéo thấp, nhưng tạo ra các hợp kim với nhiều
A
nguyên tố như đồng, kẽm, magiê, mangan và silic. Khi được gia công cơ-
H
Ó
nhiệt, các hợp kim nhôm này có các thuộc tính cơ học tăng lên đáng kể.
-L
Í-
5.2.1. Trong chế tạo các loại máy móc - Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, được dùng để chế tạo các chi tiết của
TO
ÁN
phương tiện vận tải (ô tô, máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa, tàu biển, v.v.)
ÀN
- Phần lớn các bộ tản nhiệt cho CPU của các máy tính hiện đại được sản
D
IỄ N
Đ
xuất từ nhôm vì nó dễ dàng trong sản xuất và độ dẫn nhiệt cao.
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
thành của nhôm vẫn còn cao.
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
-Do phương pháp điện phân vẫn còn tiêu tốn nhiều năng lượng nên giá
- Các loại vỏ phủ nhôm đôi khi được dùng thay vỏ phủ vàng để phủ vệ tinh nhân tạo hay khí cầu để tăng nhiệt độ cho chúng, nhờ vào đặc tính hấp thụ bức xạ điện từ của Mặt Trời tốt, mà bức xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 41
- Các hợp kim nhôm tạo thành một thành phần quan trọng trong các máy
Ơ
- Khi nhôm được bay hơi trong chân không, nó tạo ra lớp bao phủ phản
N
bay và tên lửa do tỷ lệ sức bền cao trên cùng khối lượng.
.Q
bị. Trên thực tế, gần như toàn bộ các loại gương hiện đại được sản xuất sử
TP
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
ẠO
thiên văn cũng được phủ một lớp mỏng nhôm, nhưng là ở mặt trước để tránh
H Ư
N
tổn thương.
TR ẦN
5.2.2. Trong xây dựng - Nhôm và các hợp kim của nhôm dùng để sản xuất cửa sổ, cửa, ván, v.v; tuy nhiên nó đã đánh mất vai trò chính dùng làm dây dẫn phần cuối cùng của
10 00
B
các mạng điện, trực tiếp đến người sử dụng.
Ó
A
- Nhôm dạng bột thông thường được sử dụng để tạo màu bạc trong sơn.
H
- Các bông nhôm có thể cho thêm vào trong sơn lót, chủ yếu là trong
-L
Í-
xử lý gỗ khi khô đi, các bông nhôm sẽ tạo ra một lớp kháng nước rất tốt.
ÁN
- Các đường dây tải điện (mặc dù độ dẫn điện của nó chỉ bằng 60% của
TO
đồng, nó nhẹ hơn nếu tính theo khối lượng và rẻ tiền hơn.
Đ IỄ N D
G
Đ
các phản xạ bên trong mặc dù điều này làm cho bề mặt nhạy cảm hơn với các
- Nhôm dương cực hóa là ổn định hơn đối với sự ôxi hóa, và nó được sử
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
dụng lớp phản xạ bằng nhôm trên mặt sau của thủy tinh. Các gương của kính
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
U Y
của ôxít nhôm bảo vệ, nó không bị hư hỏng như các lớp bạc bao phủ vẫn hay
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
xạ cả ánh sáng và bức xạ nhiệt. Các lớp bao phủ này tạo thành một lớp mỏng
dụng trong các lĩnh vực khác nhau của xây dựng 5.2.3.Trong xử lý nước -Phèn nhôm được sử dụng để xử lý nước -Liều lượng phèn để xử lý nước đục lấy theo TCXD – 33:2006 như sau:
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 42
Liều lượng phèn
nguồn (mg/l)
không chứa nước (mg/l)
đến 100
25 – 35
101 – 200
30 – 40
201 – 400
35 – 45
401 – 600
45 – 50
601 – 800
50 – 60
10 00
A
Bảng 5.1. Liều lượng phèn để xử lý nước đục lấy theo TCXD – 33:2006
H
Ó
5.2.3.1. Những lưu ý khi sử dụng phèn nhôm
-L
Í-
- pH hiệu quả tốt nhất với phèn nhôm là khoảng 5,5 – 7,5.
ÁN
- Nhiệt độ của nước thích hợp khoảng 20 – 40oC.
TO
- Ngoài ra, cần chú ý đến: Các thành phần ion có trong nước, các hợp
Đ
ÀN
chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng… 5.2.3.2. Ưu điểm nhược điểm khi sử dụng phèn nhôm:
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
70 – 80
B
1001 – 1500
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N U Y .Q TP ẠO Đ
G
60 – 70
TR ẦN
801 – 1000
IỄ N D
H Ư
N
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
H
Ơ
N
Hàm lượng cặn của nước
a) Ưu điểm - Về mặt năng lực keo tụ ion nhôm (và cả sắt(III)), nhờ điện tích 3+, có
nănglực keo tụ thuộc loại cao nhất (quy tắc Shulz-Hardy) trong số các loại muối ít độc hại mà loài người biết. - Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 43
- Công nghệ keo tụ bằng phèn nhôm là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểmsoát, phổ biến rộng rãi.
U Y
dẫn đến chi phí sản xuất tăng.
.Q
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
TP
đục trở lại.
Đ
- Hàm lượng Al dư trong nước > so với khi dùng chất keo tụ khác và có
N
G
thể lớn hơn tiêu chuẩn với (0,2mg/lit). thường hạn chế.
TR ẦN
H Ư
- Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và ko tan cùng các kim loại nặng - Ngoài ra, có thể làm tăng lượng SO42- trong nước thải sau xử lí là loại
10 00
B
có độc tính đối với vi sinh vật.
A
5.3. Một số ứng dụng khác:
H
Ó
-Mặc dù tự bản thân nó là không nhiễm từ, nhôm được sử dụng trong thép
Í-
MKM và các nam châm Alnico.
-L
-Nhôm siêu tinh khiết (SPA) chứa 99,980%-99,999% nhôm được sử
ÁN
dụng trong công nghiệp điện tử và sản xuất đĩa CD. -Nhôm dạng bột thông thường được sử dụng để tạo màu bạc trong sơn.
D
IỄ N
Đ
ÀN
Các bông nhôm có thể cho thêm vào trong sơn lót, chủ yếu là trong xử lý gỗ
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
- Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng.
TO
http://daykemquynhon.ucoz.com
- Khi quá liều lượng cần thiết thì hiện tượng keo tụ bị phá huỷ làm nước
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
- Làm giảm đáng kể độ pH, phải dùng NaOH để hiệu chỉnh lại độ pH
Ơ
N
b) Nhược điểm
— khi khô đi, các bông nhôm sẽ tạo ra một lớp kháng nước rất tốt. -Nhôm dương cực hóa là ổn định hơn đối với sự ôxi hóa, và nó được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau của xây dựng. -Phần lớn các bộ tản nhiệt cho CPU của các máy tính hiện đại được sản xuất từ nhôm vì nó dễ dàng trong sản xuất và độ dẫn nhiệt cao.
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 44
-Ôxít nhôm, alumina, được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng
Ơ
Ruby và saphia tổng hợp được sử dụng trong các ống tia laser để sản xuất ánh
N
corunđum, emery, ruby và saphia và được sử dụng trong sản xuất thủy tinh.
N
H
sáng có khả năng giao thoa.
.Q
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
TO
ÁN
-L
Í-
H
Ó
A
10 00
B
TR ẦN
H Ư
N
G
Đ
ẠO
chảy cao (như crôm Cr Vonfarm W…
D
IỄ N
Đ
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
-Phản ứng nhiệt nhôm dùng để điều chế các kim loại có nhiệt độ nóng
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
cho tên lửa, nhiệt nhôm và các thành phần của pháo hoa.
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U Y
-Sự ôxi hóa nhôm tỏa ra nhiều nhiệt, nó sử dụng để làm nguyên liệu rắn
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com 45
Ơ
N
TÀI LIỆU THAM KHẢO
H
- .1. Hoàng Nhâm (2003), Hóa Vô cơ tập 2, Nhà xuất bản giáo dục
G N
D
IỄ N
Đ
ÀN
TO
ÁN
-L
Í-
H
Ó
A
10 00
B
TR ẦN
H Ư
THE END
Đ
******
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
TP
- 3.https://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium_alloy
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú
http://daykemquynhon.ucoz.com
và Kỹ thuật Hà Nội.
.Q
U Y
N
- 2.PGS. Nguyễn Vận, Hóa học vô cơ tập 2, Nhà xuất bản Khoa học
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial