|
10.3. Bor guruhchasining ikkinchi elementi alyuminiydir. Alyuminiy 1887 yilda Vyoler tomonidan alyuminiy xloridni kaliy metali bilan kaytarib olgan:
AlCl3 + K = 3KCl + Al
Alyuminiy atomi radiusi bornikidan kattaroq bo‘lgani sababli ionlanish energiyasi kichikroq, shuning uchun xam alyuminiyning metallik xossalari bornikiga qaraganda kuchliroq namoyon bo‘ladi. Alyuminiy amfoter elementdir.
Al - ning tabiatda tarkalgan birikmalari: Al2O3*H2O - boksit (korund), Me2[Al2Si2O8]; Me5[AlSi3O10]; KAl2[AlSi3O10](OH)2 muskovit, (Na,K)2[Al2Si2O8] - nefelin, Al4[Si4O10](OH)8 - kaolinit, Na3[AlF6] - kriolit. Al ning yer pustlogidagi umumiy mikdori 5,5 % ni tashkil etadi. Alyuminiy tabiatda faqat birikma xolida uchraydi.
Olinishi. Alyuminiy asosan, boksit Al2О3* H2О - dan elektroliz usuli bilan olinadi. Boksitning suyuqlanish xaroratini pasaytirish uchun ftoridlar CaF2, MgF2, AlF3 qo‘shiladi elektroliz jarayoni quyidagicha boradi:
Al2О3 Al+3 + AlO33 (suyuklanma)
katodda: Al+3 + 3e- Al0
anodda: 4AlO3 - 2e- 2Al2O3 + 3O20
Elektrolizer korpusi katod vazifasini bajaradi. Unda alyuminiy suyuq xolatda ajralib chiqadi (Тсуюқл = 6600С). Grafitdan yasalgan anodda kislorod ajralib chikadi va grafitni uglerod oksidlarigacha oksidlaydi.
Al2O3 - Na3AlF6 suyuklanmasining elektroliz sxemasi.
1 - Grafitdan yasalgan anodlar 2 - Elektrolit suyuklanmasi
3 - Suyuq xolatidagi alyuminiy 4 - Katod (pechning tubi)
5 - Pechning korpusi.
Xossalari: Al - ok, kumushsimon, plastik (yumshok), yengil, yaxshi elektr o‘tkazuvchan, xavoda oksidlanuvchi metall. Kimyoviy xossalari jihatdan aktivlik qatorida ishkoriy yer metallaridan keyin tursada, sirtida oksid parda xosil qilgani uchun passiv metall.
Al - metallmaslar bilan reaksiyaga kirishadi:
2Al + 3Cl2 2AlCl3
Alyuminiy, ishkoriy metallar kabi, gidrid xosil kilish xossasiga ega, ular oddiy va kompleks gidridlar holida bo’ladi:
2Al + 3H2 2AlH3
AlCl3 + 4LiH Li[AlH4] + 3LiCl
3Li[AlH4] + AlCl3 4AlH3 + 3liCl
AlH3 + NaH Na[AlH4]
Na[AlH4] + 2NaH3 Na[AlH6]
Alyuminiy amfoter xossaga ega bo‘lganligi sababli xam kislota, xam asoslar bilan reaksiyaga kirishadi:
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
2Al + 2NaOH + H2О 2NaAlO2 + 3H2
Shuningdek, kompleks kation va kompleks anion xosil kiladi:
2Al + 6H2O + 6OH- 3H2 + 2[Al(OH)6]3-
2Al + 6NaOH + 6H2O 2Na3[Al(OH2)6] + 3H2
Xosil bo‘lgan kompleks tuz natriy geksagidroksoalyuminat deb aytiladi. Al metali ishkorlar bilan kislotalarga nisbatan tezrok reaksiyaga kirishadi. Chunki alyuminiyning kislotali muxitda oksidlanish potensiali qiymati ishqoriy muxitdagi qiymatidan katta va alyuminiy metali ochik xavoda tezlik bilan kimyoviy barkaror oksid parda - Al2O3 xosil qiladi, ko‘pchilik xolarda Al - metalini eritish uchun shu oksid parda metall sirtidan olib tashlanishi kerak.
Alyuminiyning ustki oksid pardasini o‘tkir asbob yordamida, yoki amalgama xosil qilib olib tashlansa, alyuminiy shiddat bilan suvda eriydi:
2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2
Nitrat va sulfat kislotalar bilan alyuminiy ta’sirlashganda xam uning sirtida oksid parda xosil bo‘ladi va bu oksid ximoya qavat vazifasini bajaradi. Shu sababli alyuminiy metali bu kislotalar bilan qiyinroq ta’sirlashadi.
Alyuminiy oksidi - Al2O3 oq rangli, suvda erimaydigan modda. Amorf va kristall xolatda mavjud bo‘lib, kislota va ishkorlarda eriydi. Yuqori xaroratga chidamli modda. Tabiatda Al2O3 - boksit nomi bilan ataladigan mineral xolida bo‘ladi. Ko‘pchilik xollarda Al(ОН)3 ni termik parchalab olinadi:
Al(ОН)3 Al2O3 + 3H2O
Bu usul bilan olinadigan Al2O3 glinozem deyiladi.
Alyuminiy oksidi amfoter oksidi ekanligidan, kislota va ishkorlarda eriydi.
Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O (qiyin boradi)
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (oson boradi)
NaAlO2 + 2H2O Na[Al(OH)4]
Alyuminiy gidroksidi Al(OH)3 suvda (рН=7) erimaydigan, amfoter xossaga ega bo‘lgan oq amorf modda. Lekin eritma muxiti keskin o‘zgarsa
(рН <7) kislotalar va (рН > 7) ishqorlar ta’sirida eriydi:
Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+ Al+3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH Na[Al(OH)4]
Al(OH)3 + OH- [Al (OH)4]-
Barcha suvda erimaydigan gidroksidlar kabi alyuminiy gidroksidi xam alyuminiy tuzlariga ishkor ta’sir ettirib olinadi:
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
Reaksiya uchun olingan reagentlar tuz: ishqor 1:3 qat’iy ekvimolyar nisbatda bo‘lishi shart.
Bu reaksiya quyidagicha boradi. Al - tuzlari suvda eriganda Al+3 ioni gidratlangan [AL(H2O)6)]+3 bo‘ladi, reaksiyada shu ion ishtirok etadi:
[Al(H2O)6]3+ + OH- [Al(H2O)5OH]2+ + H2O
[Al(H2O)5OH]2+ + OH- [Al(H2O)4(OH)2]+ + H2O
[Al(H2O)4(OH)2]+ + OH- [Al(H2O)3(OH)3] + H2O
Hosil bo‘lgan kompleks birikma [Al(OH)3*(H2O)3] polimer tuzilishli bo‘lib, Al(OH)3*xH2O tarkibga to‘g‘ri keladi.
[Al(OH)3*(H2O)3] - amfoter modda, uning kislota va ishqorda erishini quyidagi umumiy (sxema) tenglama bilan tushuntirish mumkin:
+3nOH- +3nOH-
n [Al(OH2)6]+3 [Al(OH)3(H2O)3]n n[Al(OH)6]3-
kation-kompleks [Al(OH)3]n anion-kompleks
Bu tenglamaga asosan kislotali (pH<7) eritmalardan alyuminiyning kristallogidratlari: Al2(SO4)3*18H2O; Al(NO3)3*9H2O; AlCl3*6H2O olinadi. Ishkoriy (pH>7) eritmalardan turli alyuminat tuzlari Na[Al(OH)4(H2O)2]; Na3[Al(OH)6] olinadi.
Al - tuzlari gidrolizlanadi. Gidroliz reaksiyalari bosqichli xarakterga ega. Buni (Al2(SO4)3 tuzi misolida ko‘rib chiqaylik):
I boskich: [Al(H2O)6]3+ + H2O [Al(OH)(H2O)5]2+ + H+ (pH<7)
Hosil bo‘lgan kompleks ion - pentakvo-gidrokso-alyuminat ion eritmaning рН-iga, xaroratga va tuzning konsentratsiyasiga bog‘lik xolda gidrolizlanishda davom etadi:
II [Al(OH)(H2O)5]2+ + H2O [Al(OH)2(H2O)4]+ + H+ (pH<7)
Keyingi boskichda:
III [Al(OH)2(H2O)4]+ + H2O [Al(OH)3(H2O)3] + H+
Lekin, oxirgi bosqich juda kamdan-kam boradi. Odatda gidroliz I, II boskichlarda tuxtaydi va alyuminiyning gidrokso tuzlari: [Al(OH)(H2O)5]SO4; [Al(OH)2(H2O)4]2SO4 hosil bo’ladi. Agar gidroliz oxirigacha borganda edi Al(OH)3*xH2O suvda deyarli erimaydigan modda xosil bo‘lar edi. Lekin Al3+ ning ko‘pchilik tuzlari tiniq eritmalar xosil kiladi. Buning sababi alyuminiy tuzlarining gidrolizi oxirigacha bormasligidir.
Alyuminiy gidroksidining degidratlangan, ya’ni suvsizlantirilgan shakli alyumogel texnikada adsorbent sifatida ishlatiladi. Alyumogelning mexanik va ximiyaviy jixatdan barkaror bulishining sababi Al(OH)3*xH2O tarkibidagi "oksol" bog‘lari xarorat ta’sirida (- Al - O - Al -) "oksi" bog‘larga aylanib ketishidir.
Alyuminiy kator gidroksi, o‘rta va qo‘sh tuzlar xosil kiladi. Bulardan galogenli, sulfatli, nitratli, atsetatli tuzlari suvda yaxshi eriydi.
Alyuminiy qo‘sh tuzlari achchiqtoshlar, (NH4)2Al2(SO4)4*nH2O КАl(SO4)2О*12H2O, teri oshlashda, to‘qimachilik sanoatida gazlama buyashda ishlatiladi.
Alyuminiy oksidi Al2O3. Al2O3 tabiatda kristall xolatda uchraydi va korund deb ataladi. Qum aralashgan mayda korund jilvir deyiladi. Ozgina xrom qo‘shimchasi bo‘lgan korund kristallari yokut deb ataladi. Yokut nixoyatda Qattiq toshdir, shuning uchun u soatsozlikda ishlatiladi.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
