Инструкция

Представьте себе, что перед вами находится несколько металлических предметов, и поставлена задача определить, какой из них изготовлен из алюминия.
Первый способ определения алюминия основывается на том факте, что он отличается от других металлов по температуре плавления. Различаются у металлов и температуры кипения. Температура плавления алюминия составляет 650 градусов, и потому он относится к группе легкоплавких металлов . В связи с этим, из алюминия сравнительно легко могут быть получены различного рода сплавы . При нагревании до 600 °C, то есть, почти до температуры плавления , этот металл становится хрупким. В этом состоянии его можно легко растолочь в порошок.

Второй признак , по которому можно узнать алюминий - это его способность прокатываться в фольгу и тонкие пластины. Прокатка аналогичным образом любых других металлов хотя и возможна, но сильно затруднена и связана со значительными затратами энергии. Некоторые из них требуют для осуществления этой операции нагрева, в то время как при прокатке алюминия можно без него обойтись.

Еще одним характерным свойством алюминия является его стойкость к коррозии. Конечно, это не единственный металл, обладающий таким свойством, в связи с чем алюминий нельзя достоверно определить, руководствуясь лишь этим признаком, но он может использоваться его для сравнения, например, со сталью и медью .
Использовать для определения алюминия отсутствие у него магнитных свойств нельзя. Связано это с тем, что такие свойства отсутствуют и у всех остальных цветных металлов.

Также определить алюминий можно и по его химическим свойствам. Это гораздо более достоверный способ распознавания этого металла.
Известно, что щелочи не способны храниться в алюминиевой посуде. Алюминий вступает с ними в реакцию и образует сложное соединение:
2Al+2NaOH+10H2O=2Na+3H2

Еще одна отличительная особенность алюминия - это способность взаимодействовать с серной и соляной кислотами. Причем, в отличие от других металлов, он не вступает в реакцию с азотной кислотой, а в серной и соляной растворяется. Почему на производстве алюминий в ряде случаев хранят в азотной кислоте.

Кипение – это процесс парообразования, то есть перехода вещества из жидкого состояния в газообразное состояние. От испарения оно отличается гораздо большей скоростью и бурным протеканием. Любая чистая жидкость кипит при определенной температуре. Однако в зависимости от внешнего давления и примесей температура кипения может существенно меняться.

Вам понадобится

• - колба;
• - исследуемая жидкость;
• - корковая или резиновая пробка;
• - лабораторный термометр;
• - изогнутая трубка.

Инструкция

В качестве простейшего прибора для определения температуры кипения можно использовать колбу емкостью порядка 250–500 миллилитров с круглым дном и широким горлом. В нее налейте исследуемую жидкость (желательно в пределах 20-25% от объема сосуда), горловину заткните корковой или резиновой пробкой с двумя отверстиями. В одно из отверстий вставьте длинный лабораторный термометр, в другое – изогнутую трубку, играющую роль предохранительного клапана для отвода паров.

Если предстоит определить температуру кипения чистой жидкости – кончик термометра должен быть вблизи нее, но не касаясь. Если же надо измерить температуру кипения раствора – кончик должен быть в жидкости.

С помощью какого источника тепла можно нагреть колбу с жидкостью? Это может быть водяная или песчаная баня, электроплитка, газовая горелка. Выбор зависит от свойств жидкости и предполагаемой температуры ее кипения .

Сразу после того как начнется процесс кипения , запишите температуру , которую показывает ртутный столбик термометра. Ведите наблюдение за показаниями термометра минимум 15 минут, записывая показания каждые несколько минут, через равные промежутки времени. Например, измерения проводились сразу после 1-й, 3-й, 5-й, 7-й, 9-й, 11-й, 13-й и 15-й минуты опыта. Всего их было 8. После окончания опыта вычислите среднюю арифметическую температуру кипения по формуле: tcp = (t1 + t2 +…+t8)/8.

При этом необходимо учесть очень важный момент. Во всех физических, химических, технических справочниках показатели температуры кипения жидкостей даны при нормальном атмосферном давлении (760 мм. рт. ст.). Из этого следует, что одновременно с измерением температуры надо с помощью барометра измерить атмосферное давление и внести в расчеты необходимую поправку. Точно такие же поправки приведены в таблицах температур кипения для самых разных жидкостей.

Видео по теме

Источники:

• как будет меняться температура кипения воды в 2017

Алюминий относится к химическим элементам III группы периодической системы Менделеева. Так как алюминий химически высокоактивен, в природе он находится исключительно в связанном виде. По содержанию в земной коре алюминий среди металлов занимает первое место.

Физические свойства алюминия

Алюминий – это серебристо-белый металл, который обладает высокими показателями электро- и теплопроводности. Плотность алюминия втрое меньше, чем у меди или железа. Несмотря на невысокую плотность, алюминий отличают хорошие прочностные характеристики. Также алюминий устойчив к коррозии. Физические свойства металла делают алюминий важным техническим материалом.

Химические свойства алюминия

В нормальных условиях алюминий покрывает прочная и тонкая оксидная пленка. По этой причине алюминий не реагирует с обычными окислителями - водой и азотной кислотой без нагревания. Если разрушить оксидную пленку, алюминий поведет себя как металл-восстановитель . Он легко вступает в реакцию с кислородом, с галогенами, с другими неметаллами. Алюминий легко растворяется в соляной и серной кислотах, восстанавливает другие металлы из их оксидов.

Свойства сплавов алюминия

Алюминий нечасто используют в чистом виде. Для придания металлу заданных свойств добавляются небольшие количества других элементов. Эти элементы называются легирующими. Нелегированный алюминий обладает пределом прочности 90 МПа. Алюминиевый сплав со специальными добавками может иметь предел прочности до 600 МПа. Комбинации химического состава и термических обработок позволяют получать сплавы алюминия с требуемыми свойствами. Алюминиевые сплавы отличает стойкость к коррозии, высокое отношение прочности к весу и легкость изготовления.

Где применяется алюминий

Благодаря своим физическим и химическим свойствам алюминий нашел широкое применение. Алюминий применяется для производства вагонов, автомобилей, кораблей. Аэрокосмическая индустрия активно использует алюминиевые сплавы. Для высоковольтных линий электропередач повсеместно используются алюминиевые провода. Также алюминий используется для изготовления посуды.

Производство алюминия

Алюминий находится в земной коре в виде различных соединений, которые условно можно разделить на две группы: первичные минералы и вторичные соединения алюминия.

Первичные минералы образуются при кристаллизации магмы. К ним относятся алюмосиликаты: ортоклаз, альбит, лейцит и нефелин. В меньшем количестве представлены силикаты алюминия – дистен, силлиманит, андалузит.

Вторичные соединения алюминия образуются под воздействием выветривания в земной коре. Эти образования характеризуются высоким содержанием алюминия. К ним относятся гидросиликаты, гидроксиды и оксигидроксиды алюминия, являющиеся частью промышленных алюминиевых руд.

К промышленным алюминиевым рудам относятся бокситы, нефелины и алуниты. Зарубежные заводы работают только на бокситах. В России в качестве сырья используются также нефелиновые руды. Из них производится 40% российского алюминия.

Алюминий - металл серебристо-белого цвета. Он очень легок (плотность 2,7 г/см3), мягок, имеет сравнительно невысокую температуру плавления - 660,4°С. Среди всех металлов, производимых в мире, он занимает по количеству второе место после железа и первое среди цветных металлов.

Он растворяется в крепких растворах щелочей, довольно устойчив к воздействию кислот благодаря образованию на его поверхности защитной пленки. Измельченный алюминий горит на воздухе.

У алюминия высокая теплопроводность и электропроводность. Лишь только три металла - золото, серебро и медь - имеют более высокие показатели. Алюминиевая сталь отличается также высокой пластичностью, позволяющей прокатывать его в тончайшую фольгу. Вместе с тем алюминий имеет низкую прочность: слиток из чистого алюминия можно свободно строгать ножом. Сплавы стали алюминия, отличающиеся более высокой прочностью, находят широкое применение в самых различных областях человеческой деятельности.

Один из распространенных теперь сплавов был получен в промышленных масштабах в 1911 году в немецком городе Дюрене. Новый сплав, названный в честь города дюралюминием, вскоре стал известен во всем мире. Дюралюминий (дуралюминий, дюраль) содержит 4,5% меди, до 1% магния и 0,5% марганца. После закалки и выдержки он становится очень прочным, не теряя при этом своей легкости. Появление дюралюминия сразу привлекло внимание авиаконструкторов. Уже во втором десятилетии нашего века появились самолеты, в которых дюралюминий был основным конструктивным материалом. Став значительно прочнее, чем алюминий, дюралюминий потерял одно из ценнейших его свойств - антикоррозийную стойкость. Поэтому снова пришлось призвать на помощь чистый алюминий. Готовые детали стали плакировать, то есть покрывать тонким слоем чистого алюминия.

Впоследствии на основе алюминия было получено множество сплавов, отвечающих самым различным техническим требованиям. Так были созданы сплавы алюминия-силумины, содержащие от 3 до 26% кремния. Они обладают меньшей прочностью по сравнению с дюралюминием, но имеет более высокую коррозийную стойкость. Основное достоинство силуминов - высокие литейные свойства. Из них отливают тонкостенные детали сложной конфигурации, корпуса, картеры, детали различных приборов. Эти сплавы получили широкое распространение в авиации, вагоностроении, машиностроении и автомобилестроении.

Алюминий отличается высокой стойкостью от . Тончайшая пленка, которая возникает на его поверхности, служит надежной защитой от разрушения. В силу своей относительной молодости этот металл не мог быть проверенным веками и тысячелетиями, но многие десятки лет строительные конструкции и скульптура с применением алюминия, находившаяся на открытом воздухе, подтвердили высокую коррозийную стойкость металла. До сих пор сохранилась скульптура «Эрос» А. Жильберта, одно из изделий из алюминия, установленная на куполе одного из зданий в Лондоне в 1893 году. Без малого столетие поливают ее дожди, окутывают знаменитые лондонские туманы, насыщенные вредными газами фабрик и заводов. В хорошем состоянии находится кровля из листового алюминия на одной из церквей Рима, сделанная в 80-х годах прошлого века. Из архитектурных сооружений с применением алюминия известен алюминиевый мост, построенный в 1882 году в американском городе Питсбурге . После небольшой реконструкции мост продолжает успешно выполнять свое назначение и поныне.

Приведенные примеры позволяют надеяться, что различные архитектурные сооружения и изделия из алюминия, а также скульптура, созданная в наше время, будут жить многие годы. Недаром алюминий, а точнее его 25 сплавы, обладающие более высокой прочностью и коррозийной стойкостью, пользуются все большей популярностью у архитекторов и скульпторов. Но чаще всего изделия из алюминия и его сплавов отливаются скульптуры и декоративные пластические формы, находящиеся в композиционном единстве с архитектурным сооружением .

Кроме высокой стойкости, алюминий отличается высокой декоративностью благодаря возникающей со временем на его поверхности красивой патине. Кроме того, камень или бетон зданий и постаментов, украшенных алюминиевым декором, не портится потеками окислов, как, например, от медных сплавов. Ко всему этому о применении алюминия, следует прибавить высокие литейные качества алюминия, технологичность при выколотке полых скульптурных форм, простоту монтажа благодаря легкости, мягкости и пластичности металла.

Алюминий имеет сравнительно невысокую стоимость.

Находящийся на территории Московского Кремля Дворец съездов построен с широким применением алюминия. Еще одним изделием из алюминия, являются отлитые гигантские цифры на циферблате часов, укрепленных на центральном высотном здании Московского государственного университета. Эти часы самые крупные в нашей стране. Можно перечислить множество современных зданий и сооружений в разных городах нашей страны, при возведении которых активно применялся алюминий как замечательный строительный и отделочный материал. Правда, в условиях повышенной влажности при соприкосновении с кирпичом, сталью, бетоном и древесиной алюминий может постепенно коррозировать. Чтобы этого не произошло, алюминий изолируют от перечисленных материалов. Стальной каркас, находящийся внутри скульптуры, оцинковывают, кадмируют или же прокладывают в местах соединения его с алюминием текстолитом. Между кирпичом, бетоном и алюминием прокладывают листы оцинкованного железа. Дерево от алюминия изолируют тканью или же бумагой, пропитанной специальными грунтами.

Скульптура из листового или литого алюминия может окисляться внутри, как раз там, где металл защищен от воздействия дождей и атмосферного газа. Чтобы предупредить это, скульптуру изнутри грунтуют и покрывают несколькими слоями лака.

Алюминий порой образно именуют крылатым металлом. Этим он обязан, прежде всего, малому весу (он в три раза легче ), благодаря которому он является незаменимым металлом в авиационной и космической промышленности – посмотрите, сколько изготавливают изделий из алюминия в этих сферах.

Исследуя влияние алюминия на различные пищевые продукты, ученые установили, что при контакте пищи с алюминием не разрушаются витамины. Это открытие послужило причиной широкого применения алюминия в пищевой промышленности, в виде посуды из алюминия, а также в косметике и бытовой химии . Из алюминия изготавливают разнообразную аппаратуру, предназначенную для переработки пищевых продуктов в сахарной, кондитерской, маслобойной и других отраслях промышленности.

Алюминиевых изделий изобилие, как на кухне крупного предприятия общественного питания, так и на домашней кухне: мясорубки, вилки, ложки, чашки, тазы, посуда из алюминия и т. д. Алюминиевая фольга - прекрасный упаковочный материал, хорошо сохраняющий различные продукты. В обертку из алюминиевой фольги упаковываются кулинарный жир, маргарин, мороженое, конфеты и многое другое, поэтому его еще именуют - пищевой алюминий. В алюминиевые тубы традиционно упаковывается зубная паста. Чтобы было удобно пользоваться, некоторые продукты, такие, например, как плавленый сыр, упаковывают в тубы с отвинчивающейся крышкой. В таких тубах берут с собой в космос продукты питания космонавты. Все чаще тонкий листовой пищевой алюминий применяется вместо жести при производстве консервных банок, а также все больше посуды из алюминия изготавливают производители .

К сожалению, многие и многие тонны алюминия ежедневно выбрасываются на свалку в виде использованных тюбиков и консервных банок. Между тем это хороший материал для тиснения, чеканки, басменных и выколоточных работ.

Среди простых металлов и стали алюминий занимает по электропроводности и теплопроводности второе место после меди. Поэтому этот недорогой металл нашел широкое применение в электротехнике. Из него делают многожильные провода для высоковольтных линий электропередач. Высокая электропроводность плюс высокая коррозийная стойкость увеличивают ценность таких проводов: ведь им приходится постоянно находиться на открытом воздухе. Алюминиевая проволока применяется также в обмотках трансформаторов и электродвигателей. Легкий серебристый металл широко используется в радиотехнике.

Алюминий имеет высокую отражательную способность. Поэтому из сталей алюминий используют для покрытия зеркал гигантских телескопов.

Сталь алюминий настолько универсальный материал, что из него не раз пытались создать модную одежду . В 1979 году на осенней выставке в Париже демонстрировалась «кофта-кольчуга», «связанная» из алюминиевой «пряжи». Пока что мода не очень жалует алюминий и одежда из алюминия не торопится войти в наш быт, как например, посуда из алюминия, но вот на производстве она может быть незаменимой. Разработанная учеными алюминиевая ткань отталкивает тепловые лучи. Сшитая из нее спецодежда может во многом облегчить труд сталевара, пожарника. Она может помочь в дальних странствиях геологам и путешественникам.

В народном декоративно-прикладном искусстве стальной алюминий тоже нашел применение. Взять хотя бы хохломскую деревянную посуду. Если прежде под слоем прозрачного лака золотыми всполохами загоралась оловянная посуда, то теперь ее давно заменил алюминий. Своим золотым праздничным одеянием обязана хохломская посуда алюминиию.

В некоторых районах нашей страны и за рубежом получила развитие живопись на стекле, когда слой масляных красок наносился с его внутренней стороны. Стекло одновременно служило основой для живописи и ее покрывным лаком, придавая ей интенсивный блеск и защищая от пыли и грязи. Вместо красок народные живописцы довольно часто применяли кусочки фольги с гладкой или шероховатой фактурой, которые наклеивали с обратной стороны стекла. Разглаженная фольга излучала мягкий серебристый блеск, а шероховатая мерцала, словно аметистовая. Чтобы сделать фольгу шероховатой, ее сминали в руках, затем расправляли и приклеивали к стеклу.

Использование фольги в качестве элементов декоративного оформления встречалось также и в профессиональном искусстве. Цветная мятая фольга, подложенная под стекло и создающая впечатление необычной горной породы, нередко использовалась при оформлении дворцовых залов. Подобный способ декоративной отделки был применен в XVIII веке в интерьерах Большого дворца в Царском Селе. Правда, тогда применялась оловянная и медная фольга, порой серебряная, золоченая или покрытая тонким слоем цветных лаков.

Широко применяется стальной алюминий в производстве игрушек, в том числе и елочных. Как и в прошлом веке, по известным нам сведениям из , из алюминия делают пуговицы и женские украшения. Только теперь это не дорогие изделия, которые раньше были по карману царям и вельможам, а очень дешевая и доступная всем так называемая бижутерия. Наряду с алюминием в бижутерии используются дешевые неметаллические материалы, например пластмассы и стекло. Нередко в союзе со стеклом и пластмассами выступает алюминиевая фольга. Так, крученые полоски алюминиевый фольги, помещенные внутри прозрачных бусин, создают необычный декоративный эффект.

Дата: 30.07.2015

Алюминий является самым распространенным металлом на земле и важнейшим сырьем, используемым в промышленности. Знакомство человечества с этим элементом началось около 200 лет назад. Доля алюминия в земной коре не превышает 8% от всех пород и минералов.

Какими свойствами обладает алюминий?

Этот металл отличается превосходными физико-химическими свойствами:

• Малым весом и хорошей мягкостью;
• Высокой пластичностью и способностью проводить электричество и тепло;
• Устойчивостью к коррозии и воздействию агрессивных веществ;
• Податливостью в обработке и способностью сохранять форму;
• Невысокой стоимостью.

Для производства различных изделий используются в основном алюминиевые сплавы с магнием и медью, обладающие высокой удельной прочностью и жесткостью.

Что делают из алюминия?

Первым изделием, выполненным из алюминия два века назад, стала детская погремушка. В 19 столетии из него изготавливались скульптуры для сада, всевозможная садовая мебель, фонари и скамейки. Сегодня алюминий стал высоко востребованным металлом.

• В строительстве. Металлические профили и изделия из листового алюминия являются основой для воплощения всевозможных архитектурных проектов. Легкие перекрытия, балки, колонны, ограждения, оконные и балконные рамы, строительные помосты алюминиевые, лестницы и вентиляционные системы изготавливаются для нужд строительства жилых и промышленных зданий и сооружений.
• При изготовлении деталей для самолетов и космических ракет, для производства лодок и судового оборудования. Алюминиевые баки, носовые части, крылья, кили, фюзеляжи и обшивка обладают высокой прочностью и коррозионной устойчивостью. Благодаря этим характеристикам детали из этого металла получают все его свойства.
• В производстве труб и трубопроводов, емкостей и цистерн для транспортировки продуктов нефтехимии, деталей и узлов нефтепромысла, бурильных труб и оборудования.
• Для нужд автомобилестроения из алюминия изготавливаются такие детали как рамы, обшивка, автоцистерны. Для вагоностроения - корпуса и рамы железнодорожных вагонов.
• В изготовлении передающих линий и опор для них, кабелей, шинопроводов, конденсаторов.
• Благодаря высокой теплопроводности, не токсичности и не ядовитости металл широко применяют при производстве пищевой фольги, упаковочных форм, различных видов посуды.
• В изготовлении зеркал используется высокая способность металла распыляться тонким слоем и хорошо отражать свет.
• Для производства садово-парковых изделий: фонарей, скамеек, мебели и садового инвентаря.
• В ювелирной промышленности. Сегодня доля присутствия алюминия в ювелирных сплавах очень мала, но появившись впервые, он оценивался дороже золота и был основным металлом для изготовления ювелирных изделий.

Хорошие эксплуатационные свойства и невысокая стоимость алюминия способствовали прочному вхождению этого металла во все отрасли промышленности.