Коллекция “Алюминий” (15 паспарту с раздаточным материалом)

Коллекция “Алюминий” (15 паспарту с раздаточным материалом)

Коллекция “Алюминий” (15 паспарту с раздаточным материалом)

Цена:|655 руб.|

1. Назначение

Коллекция "Алюминий" является технологической коллекцией. Она может быть использована на уроках химии при изучении темы "Производство алюминия". Поскольку коллекция не является расходуемой, ее рекомендуется использовать для закрепления теоретических знаний по производству алюминия.

2. Комплектность

Алюминий

15 шт.

Дюралюминий

15 шт.

Силумин

15 шт.

Магналий 15 шт.
Боксит 15 шт.
Алунит 15 шт.
Нефелин 15 шт.
Каолин 15 шт.
Оксид алюминия 15 шт.
Криолит 15 шт.
Паспарту 15 шт.
Методические рекомендации 1 шт.
Паспорт 1 шт.

3. Методические указания

Название элемента "алюминий" происходит от латинского слова "alumen", которым называли в глубокой древности протравы при крашении. В те времени алюминиевые квасцы не отличали от железного купороса и других веществ, служивших в качестве протравы. Около 1530 г. Парацельс показал, что квасцы являются солью особой квасцовой земли, отличив их от железного и медного купороса.

Алюминий является самым распространенным металлом в природе, на его долю приходится 8,8% от веса земной коры. Академик А. Е. Ферсман указывает, что алюминий встречается не менее, чем в 250 минералах; 1 кубический километр земной поверхности содержит около 230·105 тонн алюминия.

Алюминий, кремний и кислород являются элементами, составляющими основную массу земной коры. Образуя чрезвычайно устойчивые и широко распространенные соединения – алюмосиликаты, алюминий, в составе этих соединений используется человеком с незапамятных времен.

Строительный камень, глина, кирпич, каменные орудия первобытного человека, драгоценные камни – лейкосапфир, синий сапфир, рубин, гранат, бирюза – все перечисленные вещества содержат в своем составе алюминий.

Имея большую распространенность элемента в природе, можно было бы предполагать, что он известен, как железо, медь, золото и другие металлы с древнейших времен. История открытия алюминия показывает, однако, совершенно иное.

Первая догадка о наличии нового металла была высказана только во второй половине XVIII в. А. Л. Лавуазье, а первая неудавшаяся попытка выделения свободного металла относится к началу XIX века и принадлежит Г. Деви.

Проблема получения металлического алюминия была решена лишь с помощью щелочных металлов, использование которых позволило выплавлять алюминий в небольшом промышленном масштабе. Окончательно вопрос промышленного получения алюминия был решен с помощью электрического тока вскоре после изобретения динамо-машины в 1867 г. Вернером Сименсом. Это было решающим фактором, который определил всю дальнейшую судьбу алюминия.

Этим изобретением воспользовались в 1886 г. Чарлз Мартин Холл в Америке и Поль Луи Туссен Эру во Франции независимо друг от друга они разработали электролитический способ получения алюминия, который без существенных изменений применяется до настоящего времени во всех странах мира.

До появления динамо-машины электрический ток мог быть получен только от батарей, а это слишком повышало стоимость алюминия и ограничивало масштабы его производства. В 1855 г. "серебро из глины" или "серебро Девиля", как тогда называли алюминий, было выставлено на Всемирной выставке в Париже, стоимость 1 кг его составляла 1200 золотых рублей.

Сент-Клер Девиль применил электрохимический способ получения алюминия, базируясь на токе гальванических батарей, которые производили его мало и по высокой цене. С 1855 по 1885 г по методу Девиля было получено всего лишь 50 тонн алюминия.

С использованием динамо-машины резко повысилось количество производимого алюминия, что снизило его цену и обеспечило применение его в разнообразных областях хозяйства.

В России различные слои общества рассматривали значение алюминия по-разному. Известный химик Н. Соколов в 1859 г. писал: "Блестящая будущность, предсказываемая вначале глинию (алюминию), не осуществилась до настоящего времени и, вероятно, не осуществится никогда или по крайней мере заставит себя ждать очень долго".

А знаменитый русский писатель, публицист и революционер Н. Г. Чернышевский назвал алюминий "металлом социализма, этому металлу суждено великое будущее…"

В разработку промышленного способа получения алюминия электролизом внес большой вклад русский химик-технолог П. П. Федотьев (1864-1934). Алюминий можно получить электролизом расплава его оксида. Но температура плавления оксида алюминия выше 2000°С, поэтому для проведения электролиза необходимы большие затраты энергии. Для снижения температуры плавления электролизу подвергают раствор оксида алюминия в расплавленном криолите ( Na 2 AlF 6). Такой электролит относительно легкоплавок и обладает высокой электрической проводимостью.

При растворении оксида алюминия в криолите при 950 ° C происходит диссоциация Al2O3:

Al2O3=Al3+ + AlO33-

и электролиз:

на катоде Al3+ + 3 e = Al°

на аноде 2 AlO33- - 6 e = Al2O3 + 3 O

Важнейшими алюминиевыми рудами до последнего времени были бокситы ( Al2O3·nH2O).

В настоящее время применяют и другие руды, содержащие алюминий:

Алунит : K2SO4·Al2(SO4)3·Al(OH)3;

Нефелин : (Na,K)2O·Al2O3·2SiO2;

Каолин: Al2O3·2SiO2·2H2O

Мировое производство алюминия постоянно растет. Он оттеснил на третье и последующие места медь и другие цветные металлы и стал вторым по значению металлом продолжающегося железного века.

В народном хозяйстве алюминий нашел широкое применение как в чистом виде, так и в виде сплавов, что объясняется его ценными и разнообразными свойствами.

Алюминий применяется в электротехнике для изготовления различной электротехнический аппаратуры и особенно электрических проводов. Чистый алюминий обладает большой стойкостью к коррозии, и поэтому он находит применение в химической промышленности (аппараты в производстве азотной и органических кислот), в пищевой промышленности для изготовления фольги и предметов бытового назначения.

Алюминием высокой степени чистоты (с содержанием примесей не более 0,01%) заменяют свинец при изготовлении оболочек электрических кабелей.

Значительно превосходят алюминий (и приближаются к сталям) по механической прочности его сплавы:

- дюралюминиы, содержащие 4-5 % меди, 0,5-1,8 % магния, 0,3-0,9 % марганца. Благодаря легкости и прочности они широко применяются для замены сталей в различных средствах транспорта – самолетах, автомашинах, железнодорожных вагонах и др., для аппаратов химической промышленности, в строительстве (оконные рамы, двери, каркасы зданий, крыши из гофрированных листов и др.) и в быту (посуда).

- силчмины, содержащие 10-13 % кремния и иногда 0,3 % магния и 0,5 % марганца, являются литейными сплавами для отливки блоков цилиндров автомашин; они хорошо свариваются.

-магналий, содержащий 5-8 % магния, 0,5-1 % марганца – антикоррозийный сплав, используется в производстве штампованных деталей.

По числу различных областей применения сплавы алюминия занимают второе место в народном хозяйстве после стали и чугуна.

Алюминий вводят в состав сплавов черных и цветных металлов, что придает им высокую устойчивость к коррозии и жаростойкость.

Вопросы

Учащиеся должны ознакомится с внешним видом представленных в коллекции образов и ответить на следующие вопросы. Ответы записать в тетради для лабораторных опытов и практических занятий.

  • Как называется отрасль промышленности, производящая алюминий?
  • Назовите сырье (природные руды), которые используют в производстве алюминия. Опишите их внешний вид и укажите химические формулы.
  • Какой способ используется для промышленного производства алюминия?
  • Назовите продукты, запускаемые в электролизер. Опишите их внешний вид и укажите химические формулы.
  • Почему в промышленном производстве алюминия не используют чистый оксид алюминия?
  • составьте схему превращений, отвечающих процессам очистки оксида алюминия от примеси железа и кремния.
  • Запишите процессы, происходящие на аноде и катоде.
  • Назовите сплавы алюминия, опишите их внешний вид, укажите элементарный состав сплавов.
  • Перечислите области применения чистого алюминия и его сплавов.
  • 4. Правила хранения и транспортирования

    Упакованное изделие должно транспортироваться в крытых транспортных средствах любого вида в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на каждом виде транспорта.

    Изделие на складах поставщика и потребителя должно храниться в условиях хранения 5 по ГОСТ 15150.

    Рекомендуется хранить в сухом месте.

    5. Свидетельство о приемке

    Изделие соответствует конструкторской документации и признано годным для эксплуатации.

    6. Гарантии изготовителя

    Предприятие-изготовитель гарантирует работоспособность изделия в течение 12 месяцев со дня его приобретения при условии соблюдения правил эксплуатации и хранения.