Понедельник, 29 Апреля 2024, 10:41 Приветствую Вас, Гость

             
Поиск по сайту

Меню

Разделы модуля
Виртуальная Лаборатория [6]
Турнир Знатаков [4]
блиц-турник, викторины
Мир Великих Ученых [5]
Олимпийская Вершина [1]
олимпиадные задачи
Творческий Экспериментарий [4]
сказки, тексты песен, сочинения
Дуэль Эрудитов [7]
Головоломки, кроссворды, загадки, ребусы

Всего на сайте:
Комментарии: 130
Форум: 23/84
Фото: 97
Квестов: 27
Новости: 10
Файлы: 111
Статей: 53
Сайты: 15
Гостевая книга: 6
Тесты: 24

ВИКИПЕДИЯ

Главная » 2016 » Ноябрь » 7 » Крылатый металл-алюминий
18:40
Крылатый металл-алюминий

В 1845 г.два независимо друг от друга-немец Бунзен и француз Анри-Этьен Сент-Клер-Девилль --  разработали первый промышленный способ получения алюминия, основанный на восстановлении расплава тетрахлороалюмината натрия натрием:Na[AlCl4] +3Na=4NaCl+Al

На Парижской всемирной выставке в 1855 году. демонстрировалось "серебро Девилля" - слиток алюминия ценой 2400 марок за 1 кг .Алюминий стоил дороже, чем золото и серебро.

Наполеон III (племянник Наполеона I), узнав об алюминии, задумал снабдить своих солдат нагрудниками и касками, сделанными из этого металла. По его приказу Сент-Клер-Девиллю были выделены большие средства для получения нужного количества алюминия. Однако Наполеону III пришлось ограничить своё желание изготовлением алюминиевых кирас  только для небольшой группы его личной охраны. Способ Сент-Клер-Девилля всё ещё имел лабораторные масштабы.

Задание:  

1.Что означает выражение:"Серебро" из глины" с химической точки зрения. 

2. Кому принадлежит приоритет открытия алюминия? 

3. Кто дал название "алюмен"новому металлу?

4. Как называли алюминий в России в XIX веке?

5. Напишите доклад (не более 500 символов) о современном  промышленном способе получения алюминия и его применении в быту и промышленности. 

 

Категория: Творческий Экспериментарий | Просмотров: 545 | Добавил: Владимировна | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 151 2 »
15 Владимировна  
0
Квест закрыт, так как ответы все отгаданы и дублируются друг другом.

14 Nick  
1.Алюминий хорошо полируется, анодируется иобладает высокой отражательной способностью, близкой к серебру (он отражает до
90% падающей световой энергии).
Во влажном климате, где разлагающиеся остаткиобильной растительности образуют много органических кислот, алюминий мигрирует
в почвах и водах и осаждается в нижней части почв. Большая часть алюминия
входит в состав алюмосиликатов – каолинита, бейделлита и других глинистых
минералов
2. Впервые алюминий был получен датским физиком Гансом Эрстедом в 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия споследующей отгонкой ртутиОн пропускал хлор через раскаленную смесьглинозема с углем, и полученный безводный хлористый алюминий нагревал с
амальгамой калия. После испарения ртути, пишет Эрстед, получался металл,
похожий по внешнему виду на олово.
3.Вяжущие вещества, содержащие алюминий,известны с глубокой древности. Однако под квасцами (лат. Alumen), о которых
говорится у Плиния, в древности и в средние века понимали различные вещества. В
"Алхимическом словаре" Руланда слово Alumen с добавлением различных
определений приводится в 34 значениях. Около 1807 г. Дэви, пытавшийся
осуществить электролиз глинозема, дал название предполагаемому в нем металлу
алюмиум (Alumium) или алюминум (Aluminum).
 4. Захаров именует глиноземом (1810), Гизе -алумием (1813), Страхов - квасцом (1825), Иовский - глинистостью, Щеглов -
глиноземием (1830). В "Магазине Двигубского" (1822 - 1830) глинозем
называется алюмин, алюмина, алумин (например, фосфорно-кисловатая алюмина), а
металл - алуминий и алюминий (1824). Гесс в первом издании "Оснований чистой
химии" (1831) употребляет название глиноземий (Aluminium), а в пятом
издании (1840) - глиний. Менделеев в первом издании "Основ химии"
(1871) пользуется названиями алюминий и глиний. В дальнейших изданиях  глиний уже не встречается.
5. В настоящее время в промышленности алюминийполучают электролизом раствора глинозема Al2O3 в расплавленнном криолите.
Al2O3 должен быть достаточно чистым, поскольку из выплавленного алюминия
примеси удаляются с большим трудом. Температура плавления Al2O3 около 2050оС,
а криолита – 1100оС. Электролизу подвергают расплавленную смесь криолита и Al2O3,
содержащую около 10 масс.% Al2O3, которая плавится при 960оС и обладает
электрической проводимостью, плотностью и вязкостью, наиболее
благоприятствующими проведению процесса. При добавлении AlF3, CaF2 и MgF2 проведение
электролиза оказывается возможным при 950оС.
В металлургии Алюминий – одна из самыхраспространенных легирующих добавок в сплавах на основе Сu, Mg, Ti, Ni, Zn и
Fe. Алюминий используется  для
изготовления конструкций в машиностроении,авиастроении, ракетостроении, линий электропередач,
трансформаторов, пищевой промышленности и производстве посуды.

13 Chernykh  
5.Современный способ получения алюминия был открыт в 1886 молодым американским исследователем Чарлзом Мартином Холлом. Химией он увлекся еще в детстве. Найдя старый учебник химии своего отца, он начал усердно штудировать его, а также ставить опыты, однажды даже получил нагоняй от матери за порчу обеденной скатерти. А спустя 10 лет он сделал выдающееся открытие, прославившее его на весь мир.
Метод Холла позволил получать с помощью электричества сравнительно недорогой алюминий в больших масштабах.  В специальных ваннах при температуре 960–970° С подвергают электролизу раствор глинозема (технический Al2O3) в расплавленном криолите Na3AlF6, который частично добывают в виде минерала, а частично специально синтезируют. Жидкий алюминий накапливается на дне ванны (катод), кислород выделяется на угольных анодах, которые постепенно обгорают. При низком напряжении (около 4,5 В) электролизеры потребляют огромные токи – до 250 000 А! За сутки один электролизер дает около тонны алюминия. Производство требует больших затрат электроэнергии: на получение 1 тонны металла затрачивается 15000 киловатт-часов электроэнергии.  Производство алюминия экологически опасно, так как атмосферный воздух загрязняется летучими соединениями фтора.
     В настоящее время алюминий и его сплавы используют практически во всех областях современной техники. Важнейшие потребители алюминия и его сплавов - авиационная и автомобильная отрасли промышленности, железнодорожный и водный транспорт, машиностроение, электротехническая промышленность и приборостроение, промышленное и гражданское строительство, химическая промышленность, производство предметов народного потребления.

12 Chernykh  
1. В 1855 г. на Всемирной выставке в Париже всеобщее внимание привлек новый металл - "серебро из глины", как называли тогда алюминий.
2. Гансу Христиану Эрстеду
3. английский химик Дэви Гемфри
4. Глиний

10 Слепченко12345  
1.

Этот химический элемент настолько распро­странён в природе, что составляет примерно около трети всех металлов, встречающихся в земной коре.Встречается только в соединениях. Алюминий химически очень активен и потому он «не терпит одиночества». Его можно встретить лишь в соединении с другими элемен­тами.
2.Впервые алюминий был получен датским физиком Гансом Эрстедом в 1825 году действие амальгамы калияна хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути.
3.Название Алюминий происходит от латинского alumen — так ещё за 500 лет до н. э. назывались алюминиевые квасцы, которые применялись как протрава при крашении тканей и для дубления кожи.
4.этот элемент в 19 веке называли ГЛИНИЙ. 
5.Поскольку субгалогенид алюминия является газообразным продуктом, равновесие смещается влево при понижении температуры. Например, А1С1(Г) можно получить из А1 и А1С13 в реакционной зоне при относительно высоких температурах, а затем перенести в парообразном состоянии в более холодную зону, где он диспропорционирует на чистый алюминий и хлорид алюминия. Константа равновесия для системы А1 – А1С13 выше, чем для системы А1 — A1F3, и поэтому хлоридная система может быть использована для промышленных процессов. Температура образования субхлорида около 1300°С при атмосферном давлении. Этот процесс особенно привлекателен для выделения алюминия из сплавов, так как галогенид алюминия взаимодействует с алюминием и практически не взаимодействует с большинством других металлов. Трудности возникают только с некоторыми летучими галогенидамн, такими как FeCl3, МпС12, и некоторыми другими. Они могут образовывать смеси с А1С13 и загрязнять получаемый алюминий. 
3.3. Тот-процесс 

Схема получения алюминия по способу Тота представлена на рис. 3.2. Алюминийсодержащее сырье после соответствующей подготовки хлорируют в кипящем слое в присутствии кокса и SiCl4. Последний используется для подавления реакции хлорирования SiO2. В результате хлорирования в печах кипящего слоя (КС) получается парогазовая смесь (ПГС), в состав которой входят А1С13, FeCl3, TiCl4 и SiCl4. В первом конденсаторе из ПГС выделяется около 75 % FeCl3 в твердом состоянии и направляется в реактор-окислитель, где взаимодействует с кислородом воздуха, в результате чего образуются Fe2O3 и С12. Хлор возвращается на хлорирование. Во втором конденсаторе выделяется оставшийся FeCl3 и происходит конденсация А1С13. Хлориды титана и кремния конденсируются в третьем конденсаторе. Разделение этих хлоридов осуществляется в ректификационной колонне. 
3.4. Электролиз хлоридных расплавов 

В январе 1973 г. фирма "Alcoa" заявила о разработке нового способа получения алюминия. Фирма работала над процессом 15 лет и затратила 23 млн. долларов. 
Данный способ предусматривает получение хлорида алюминия и последующий его электролиз. В 1976 г. появились сообщения о переходе фирмы "Alcoa" к промышленному внедрению хлоридной технологии получения алюминия. В г. Палестина (Техас, США) работал завод с проектной мощностью 30 тыс. т выпуска алюминия в год этим способом.

11 Владимировна  
0
Молодец!

8 kiborg99  
и 2)

7 kiborg99  
1)Документально зафиксированное открытие алюминия произошло в 1825. Впервые этот
металл
получил датский физик Ганс Христиан Эрстед, когда выделил его при
действии
амальгамы калия на безводный хлорид алюминия (полученный при
пропускании
хлора через раскаленную смесь оксида алюминия с углем). Отогнав ртуть,
Эрстед
получил алюминий, правда, загрязненный примесями. В 1827 немецкий
химик
Фридрих Вёлер получил алюминий в виде порошка восстановлением
гексафторалюмината калием. Современный способ получения алюминия был
открыт в
1886 молодым американским исследователем Чарльзом Мартином Холлом. (С
1855 до
1890 было получено лишь 200 тонн алюминия, а за следующее десятилетие
по
методу Холла во всем мире получили уже 28000т. этого металла) Алюминий
чистотой свыше 99,99% впервые был получен электролизом в 1920г. В 1925
г. в работе Эдвардса опубликованы некоторые сведения о физических и
механических свойствах
такого алюминия. В 1938г. Тэйлор, Уиллей, Смит и Эдвардс опубликовали
статью,
в которой приведены некоторые свойства алюминия чистотой 99,996%,
полученного
во Франции также электролизом. Первое издание монографии о свойствах
алюминия
вышло в свет в 1967г. Еще недавно считалось, что алюминий как весьма
активный
металл не может встречаться в природе в свободном состоянии, однако в
1978г.
в породах Сибирской платформы был обнаружен самородный алюминий - в
виде
нитевидных кристаллов длиной всего 0,5 мм (при толщине нитей несколько
микрометров). В лунном грунте, доставленном на Землю из районов морей
Кризисов и
Изобилия, также удалось обнаружить самородный алюминий. Харьков

9 Владимировна  
0
Молодец!

5 Важенин  
Поскольку субгалогенид алюминия является газообразным продуктом, равновесие смещается влево при понижении температуры. Например, А1С1(Г) можно получить из А1 и А1С13 в реакционной зоне при относительно высоких температурах, а затем перенести в парообразном состоянии в более холодную зону, где он диспропорционирует на чистый алюминий и хлорид алюминия. Константа равновесия для системы А1 – А1С13 выше, чем для системы А1 — A1F3, и поэтому хлоридная система может быть использована для промышленных процессов. Температура образования субхлорида около 1300°С при атмосферном давлении. Этот процесс особенно привлекателен для выделения алюминия из сплавов, так как галогенид алюминия взаимодействует с алюминием и практически не взаимодействует с большинством других металлов. Трудности возникают только с некоторыми летучими галогенидамн, такими как FeCl3, МпС12, и некоторыми другими. Они могут образовывать смеси с А1С13 и загрязнять получаемый алюминий.
3.3. Тот-процесс

Схема получения алюминия по способу Тота представлена на рис. 3.2. Алюминийсодержащее сырье после соответствующей подготовки хлорируют в кипящем слое в присутствии кокса и SiCl4. Последний используется для подавления реакции хлорирования SiO2. В результате хлорирования в печах кипящего слоя (КС) получается парогазовая смесь (ПГС), в состав которой входят А1С13, FeCl3, TiCl4 и SiCl4. В первом конденсаторе из ПГС выделяется около 75 % FeCl3 в твердом состоянии и направляется в реактор-окислитель, где взаимодействует с кислородом воздуха, в результате чего образуются Fe2O3 и С12. Хлор возвращается на хлорирование. Во втором конденсаторе выделяется оставшийся FeCl3 и происходит конденсация А1С13. Хлориды титана и кремния конденсируются в третьем конденсаторе. Разделение этих хлоридов осуществляется в ректификационной колонне.
3.4. Электролиз хлоридных расплавов

В январе 1973 г. фирма "Alcoa" заявила о разработке нового способа получения алюминия. Фирма работала над процессом 15 лет и затратила 23 млн. долларов.
Данный способ предусматривает получение хлорида алюминия и последующий его электролиз. В 1976 г. появились сообщения о переходе фирмы "Alcoa" к промышленному внедрению хлоридной технологии получения алюминия. В г. Палестина (Техас, США) работал завод с проектной мощностью 30 тыс. т выпуска алюминия в год этим способом.

4 Важенин  
3. Альтернативные способы получения алюминия

Промышленный способ получения алюминия электролизом криолитоглиноземных расплавов, несмотря на длительное его применение, имеет ряд существенных недостатков: высокий удельный расход электроэнергии, низкие удельный съем металла и срок службы электролизеров, большие трудовые и капитальные затраты, выделение вредных веществ в атмосферу и ряд других. В связи с этим предлагаются другие способы получения алюминия. Рассмотрим некоторые из них.

3.1. Электротермическое получение алюминиево-кремниевых сплавов.

Получить чистый алюминий непосредственным восстановлением его оксида невозможно. Карботермические процессы требуют высоких температур (около 2000°С) для восстановления глинозема и при отсутствии сплавообразующих компонентов металл связывается с углеродом, давая карбид алюминия (А14С3). Известно, что карбид алюминия и алюминий растворимы друг в друге и образуют весьма тугоплавкие смеси. Кроме того, А14С3 растворяется в А12О3, поэтому в результате восстановления оксида алюминия углеродом получаются смеси алюминия, карбида и оксида, имеющие высокие температуры плавления. Выпустить такую массу из печи обыч¬но не представляется возможным. Даже если это и удается сделать, потребуются большие затраты на разделение.
3.2. Субгалогенидный процесс

Известно, что если нагреть смесь галогенида и загрязненного алюминия, то при понижении температуры выделяется чистый алюминий. Это открытие вызвало интерес к системам алюминий – галогенид алюминия. Было определено, что металлический алюминий реагирует с А1Х3 (где X – галоген) при высокой температуре, образуя субгалогенид алюминия:

3 Важенин  
2. Основы электролиза криолитоглиноземных расплавов

Электролиз криолитоглиноземных расплавов является основным способом получения алюминия, хотя некоторое количество алюминиевых сплавов получается электротермическим способом.
Первые промышленные электролизеры были на силу тока до 0,6 кА и за последующие 100 лет она возросла до 300 кА. Тем не менее, это не внесло существенных изменений в основы производственного процесса.
Общая схема производства алюминия представлена на рис. 2.1. Основным агрегатом является электролизер. Электролит представляет собой расплав криолита с небольшим избытком фторида алюминия, в котором растворен глинозем. Процесс ведут при переменных концентрациях глинозема приблизительно от 1 до 8 % (масс.). Сверху в ванну опущен угольный анод, частично погруженный в электролит. Существуют два основных типа расходуемых анодов: самообжигающиеся и предварительно обожженные. Первые используют тепло электролиза для обжига анодной массы, состоящей из смеси кокса-наполнителя и связующего – пека. Обожженные аноды представляют собой предварительно обожженную смесь кокса и пекового связующего.

1-10 11-12
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Личный кабинет

Логин:
Пароль:
[ Управление профилем ]

Статистика
Счетчик посещений

OnLine
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Юзеры онлайн:
Нас посетили: