Почему алюминий называют крылатым металлом
Обновлено: 28.06.2024
Алюминий или как его называют "крылатый металл" обладает огромным количеством полезных качеств. Это серебристо-белый металл, который является очень легким, но необычайно прочным. Металл хорошо проводит тепло и электрический ток. Выше перечисленные свойства применяются в производстве систем охлаждения, радиаторов. Легко поддается деформации: отливается, проигрывается в фольгу, вытягивается в тонкую проволоку. Фольга широко применяется в пищевой и электрической промышленности, полиграфии. Так же фольгу применяют в быту. А именно, ее используют для приготовления пищи, а так же для хранения продуктов в холодильнике. Металл легко соединяется с кислородом при обычной температуре, при этом его поверхность покрывается оксидной пленкой. Она предохраняет металл от окисления. Широко применяют алюминий и в авиастроении. Самолеты на 2/3 состоят из алюминиевых сплавов. Из этого металла изготавливают провода и кабели, их масса, например, в два раза меньше, чем этих же изделий из меди.
Корпуса автобусов, троллейбусов, цельнометаллических вагонов так же делаются из алюминия и его сплавов. Производят из него упаковки для пищевых продуктов и посуду. В алюминиевом чайнике или котелке быстрее закипает вода! В природе этот металл встречается в виде соединений, входящих в состав почвы и горных пород. Драгоценные рубины, сапфиры, гранаты, топазы, лазуриты - являются соединениями алюминия. Этот металл является самым распространенным на Земле. Содержание его в земной коре 8,8%. Природные соединения алюминия - алюмосиликаты, боксит, криолит. Когда-то из за сложности его получения он был очень дорогим. Производство алюминия требует большой затраты электроэнергии и материалов, поэтому заводы по производству этого металла обычно располагаются около больших гидроэлектростанций. Этот чудо металл считается идеальным, так как он хорошо проводит теплоту, не разрушается и не ядовит. Именно его дешевизна послужила причиной массового использования для производства проводов и вообще в электротехнике.
К этой статье пока нет комментариев. Станьте первым! У нас гости не могут комментировать статьи. Пожалуйста авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы прокомментировать.
КПД при сварке Эффективные КПД представляют собой отношение тепловой мощности данной составляющей теплового баланса к тепловому эквиваленту электрической энергии дуги.
Климатическое оборудование - что это такое Что такое климатическое оборудование и для чего оно нужно. .
Технологический процесс на складе На складах осуществляется целый комплекс разнообраз¬ных последовательно выполняемых операций по поступле¬нию, хранению и отпуску товаров. Эти операции в совокупности и составляют складской технологиче.
Трубопроводы. Виды теплоизоляции. Десятки, сотни, тысячи километров трубопроводов протянулись по всей России, по одним транспортируется газ, по другим нефть, некоторые транспортируют тепло и воду в наши жилища, а другие удаляют исполь.
Какой металл называют «крылатым» и почему?
Алюминий - самый распространенный в природе металл: он занимает третье место после кислорода и кремния, а среди металлов - первое.
Но в чистом виде алюминий в природе не встречается. Зато его очень много в различных соединениях с другими химическими элементами. Алюминий содержится в полевом шпате, слюде, глине. И название своё металл получил от латинского слова alumen, которое переводится как "квасцы". Квасцы представляют собой соли алюминия. Они встречаются в природе, и еще в древности алумены использовали в самых разных областях - в медицине, искусстве (для производства красителей), строительстве. Ученые эпохи Возрождения считали, что квасцы были солью в составе глинозема. В 1782 году французский химик Лавуазье предположил, что квасцы - это оксид какого-то неизвестного металла.
Алюминий в чистом виде впервые получил датский физик Ханс Эрстед в 1825 году. Французский химик Анри Сент-Клер научился получать его путем электролиза и разработал промышленный способ получения алюминия.
Анри Этьен Сент-Клер Девиль
Процесс выделения этого металла из других соединений довольно сложный и дорогостоящий, поэтому алюминий долгое время считался металлом дорогим и редким. Зато после открытия новых методов получения чистого алюминия он стал самым дешевым из цветных металлов.
Главное свойство алюминия - легкость. Он почти втрое легче железа, более чем в три раза легче меди и в четыре раза - свинца. Но сам по себе алюминий - мягкий металл. Если вы когда-нибудь держали в руках алюминиевую проволоку, вы знаете, как легко ее гнуть и ломать. Но уже в конце 19 века было обнаружено, что сплавы алюминия с другими металлами обладают высокой прочностью, оставаясь при этом лёгкими.
Статуя бога взаимной любви Антероса на площади Пикадилли в Лондоне -
первая крупная скульптура из алюминия
Для повышения прочности алюминия к нему добавляют такие металлы как цинк, медь, магний, а также кремний. Эти сплавы по использованию в промышленности занимают второе место. Они значительно облегчают мосты и линии электропередачи, строительные конструкции. Алюминиевые сплавы широко используют как в каркасах зданий, так и для отделки. Благодаря алюминию здания получаются более легкими, а это особенно важно при строительстве крупных объектов, например, небоскрёбов.
В 70-х годах 20 века из алюминия стали производить банки для напитков.
Алюминиевые банки
Алюминий хорош тем, что прекрасно поддаётся вторичной переработке, причем перерабатывать его можно практически бесконечно: 75% алюминия, который был когда-либо произведён, используется до сих пор.
Особенно незаменим этот легкий металл и его сплавы при строительстве самолетов, ракет и искусственных спутников. Его применение намного уменьшает вес современных летательных аппаратов. Оболочка первого в мире искусственного спутника Земли была изготовлена из сплавов алюминия.
Первый искусственный спутник Земли
АЛЮМИНИЙ — дороги, которые он выбирает
Металл алюминий — мечта многих производств. Коррозия ему не страшна, он прекрасно проводит электрический ток, цветной металл легче железа почти в три раза, отличается прочностью. Не магнитится, легко образует сплавы с металлами.
Второе имя алюминия — крылатый металл. Появление чистого алюминия открыло человеку дорогу в небо.
Как искали неизвестный алюминий
История открытия алюминия вяло тянулась с античности. Плиний пишет о квасцах (Alumen). Но под квасцами понимались разные вещества. Это антимоний, тартар, щелочь, гипс.
Лавуазье высказал здравую мысль: алюмина является окислом неизвестного металла. Тут химики оживились и стали пытаться «выцепить» незнакомца. Попыток было много, но только в 1825 году датчанин Эрстед извлек-таки неизвестный металл, напоминающий олово. Назвали его алюминием.
Свойства крылатого металла
Алюминий (Aluminium) имеет несчастливый 13 номер в периодической таблице Менделеева. Однако на счастливую судьбу металла это не повлияло.
Этот легкий серебристый металл послушно поддается механической обработке и литью, имеет большую тягучесть.
Редкая способность — быстро образовывать окисные пленки на поверхности чистого металла. Но эти пленки не слишком хорошо защищают от коррозии. Надежнее химическое и электрохимическое оксидирование. Формула оксидной пленки А12Оз.
Химические и физические характеристики алюминия:
- плотность 2,7 г/см3;
- температура плавления 660°С;
- кипит цветной металл при температуре 2518°С;
- строение кристаллической решетки гранецентрированное, кубическое;
- степени окисления 0; +3.
С помощью металлического алюминия (его взаимодействия с оксидами металлов) получают трудновосстанавливаемые металлы. Этот метод называется алюминотермия.
Алюминий имеет один стабильный изотоп, 27Al.
Микроструктура алюминия на протравленной поверхности слитка, чистотой 99,9998 %, размер видимого сектора около 55×37 мм
Неправда, но хорошо придумано
В печатных изданиях, а сейчас и в интернете гуляет история о крестьянине, который вел «крамольные беседы о полете на Луну». Крестьянина (или мещанина), по одним сведениям Петрова, по другим Никифорова, сослали в киргизский поселок Байконур» Якобы известие о факте напечатано был в Московских губернских новостях», в 1848 году. Сейчас, когда с космодрома Байконура ушли в космос не один десяток спутников и станций, этот факт выглядит пророческим и мистическим.
Алюминиевые сплавы, плюсы и минусы
Чистый алюминий в строительных конструкциях применять нецелесообразно. Прочностные характеристики у него «так себе». А вот алюминиевые сплавы — другое дело. Сейчас известны и используются около 60 сплавов. Можно выбрать для любых нужд, на любой вкус.
Классификация сплавов проводится по составу, свойствам, по способности к термической обработке.
Добавки меди, магния и марганца, цинка существенно улучшают характеристики сплава в сравнении с чистым металлом. Этими металлами чаще всего легируют алюминий. Титан, литий, ванадий, церий, скандий, некоторые редкоземельные элементы для легирования применяются реже, но свойства этих сплавов также востребованы в промышленности.
Дюраль
Дюралюмины — сплавы алюминия с медью (4%), магнием (0,5%) и небольшого количества железа, марганца, кремния. Недостаток дюралей — подверженность коррозии; с ней справляются, применяя анодирование, плакировку, авиационную грунтовку, окрашивание.
Востребованные свойства сплава: хорошая статическая и усталостная прочность, высокая вязкость разрушения.
Широко применяется в деталях и конструкциях, где большую роль играет масса изделия. Главные потребители сплава — авиация, судостроение, космонавтика.
Сплав 7075
Разрабатывался компанией Sumitomo Metal Corporation (Япония) в строжайшей тайне.
Представляет соединение алюминия с цинком (до 6%), магния (2-2,5%), меди (до 1,5%). В тот же сплав добавлены титан, кремний, марганец, хром, железо. Добавки эти составляют не более 0,5%, но свой вклад в свойства сплава вносят.
- 7075-0;
- 7075-06;
- 7075-Т651;
- 7075-Т7;
- 7075-АСР.
Сплавы устойчивы к коррозии, хорошо полируются.
Применяются в производстве винтовок для армии и граждан. Промышленности автомобильная, авиационная, морская активно используют сплав. Его минус — достаточно высокая цена.
Сплавов разных много
В России довольно много сплавов с разными свойствами:
- D1, D16, 1161, 1163 — алюминий, магний, медь;
- АМГ1 — АМГ6, сплав алюминия и магния;
- AD31, AD33, AD35, AB — алюминий, кремний, магний. Список легко продолжить.
Старость в радость
Не всегда старость — это плохо. Металл — как человек или вино; с возрастом свойства алюминия меняются; он становится лучше, крепче, сильнее.
Естественное старение металла происходит при нормальных условиях; можно сказать, что металл «дозревает».
Искусственное старение проходит при термообработке и пластическом деформировании.
Термическая обработка бывает разных видов. Выбор зависит от назначения будущего сплава.
| Вид термообработки | Что дает термообработка |
| Закалка с полным искусственным старением | Высокая прочность сплава, но некоторое снижение пластичности |
| Закалка со стабилизирующим старением | Хорошая прочность, довольно высокая стабильность структуры |
| Закалка с последующим смягчающим отпуском | Хорошая пластичность, но снижение прочности сплава |
| Искусственное старение | Повышает прочность сплава, улучшает возможность обработки резанием |
| Отжиг | Повышение пластичности, уменьшение остаточных напряжений металла |
| Закалка | Улучшает прочностные характеристики |
| Закалка и неполное искусственное старение | Повышает прочность при сохранении пластичности |
Минералы, месторождения…а самородный алюминий?
Запасы алюминия в природе огромны. Среди металлов он держит первое место по распространенности. Но «общительность», активность элемента привела к тому, что в чистом виде металл практически отсутствует.
Минералов, содержащих алюминий, много:
- бокситы;
- глиноземы;
- полевые шпаты;
- нефелины;
- корунды.
Так что добыча алюминиевого сырья не составляет большого труда.
Если все запасы на Земле истощатся (что сомнительно), то алюминий можно добывать из морской воды. Там его содержание составляет 0,01 мг/л.
Кто захочет увидеть самородный алюминий, тому придется опускаться в жерла вулканов.
Происхождением такой металл из самых глубин нашей планеты.
Как производят крылатый металл
Производство металла можно разделить на две стадии.
- Первая — добыча бокситов, их дробление и отделение кремния при помощи пара.
- Вторая стадия: глинозем смешивают с расплавленным криолитом и воздействуют на смесь электротоком. В процессе реакции жидкий алюминий оседает на дне ванны.
Образовавшийся металл отливают в слитки; далее он отправляется потребителям или на производство сплавов и высокочистого алюминия.
Метод энергозатратный, «кушает» много электричества.
Бывает технический и сверхчистый
Полученный алюминий называется техническим или нелегированным. В нем содержание чистого металла не менее 99%. Его потребляет электронная промышленность, он необходим в производстве теплообменных и нагревательных устройств, осветительного оборудования.
Часть этого металла отправляется на дополнительную очистку, «рафинирование». В результате имеем металл высокой чистоты, с содержанием алюминия не менее 99,995%.
Его употребляют в электронике, в производстве полупроводников. Кабельное производство, химическое машиностроение сейчас не обойдется без сверхчистого алюминия.
Интересно: до открытия промышленного способа получения алюминия он был редкостью и стоил дороже золота. Нашего великого химика, Д.И. Менделеева, британцы почтили подарком. Это были аналитические весы (вещь, незаменимая для химика), у которых чашечки изготовили из золота и алюминия.
Металл для крыльев
Без такого металла, как алюминий, невозможно покорение неба. Крыльев людям не дано, а летать хочется человеку с давних времен. Не напрасно миф об Икаре живет с античных времен. Попытки взлететь предпринимались неоднократно.
Но прорыв случился в 1903 году, когда романтики неба и замечательные механики братья Райт подняли в воздух самолетик. Этот самолет открыл путь в небо.
Где применяется
Применение легкого и прочного металла необходимо не только в авиации.
В пуленепробиваемых и бронированные стеклах, экранчиках смартфонов присутствует сапфир. У таких стекол высокая прочность на сжатие.
Познавательно: ученые продолжают разработку видов стекол, обладающих противопульной устойчивостью при меньших толщине и весе. Перспективным направлением считается прозрачная броня на основе монокристалла сапфира.
Из алюминия делают фольгу, которую используют в электрических конденсаторов. Домохозяйки с удовольствием запекают в фольге вкусняшки для домашних. Кастрюли, сковородки, другие изделия для домашнего хозяйства производят из «крылатого металла».
Тонко молотый порошок металла используют для производства прочной краски.
Вы удивитесь, но алюминиевая кастрюлька в кухне, самолет и перстень с сапфиром — родня. В каждом есть наш герой.
Удивительно: железнодорожный транспорт на треть возит сам себя. Вес груженого товарного вагона на треть состоит из веса вагона. Про пассажирские вагоны и говорить нечего, вес людей в них всего 5%, остальное приходится на вагон.
Оксид алюминия — это корунд. А к ним относятся сапфиры, рубины, изумруды — все эти короли драгоценных камней содержат алюминий. Сам корунд используют как наждак.
Купить металл
Стоимость металла на бирже 148 USD за тонну (на 05.05.2020).
Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!
Крылатый элемент Периодической системы
Цель урока: создать условия для исследования учащимися физических и химических свойств алюминия на основе строения его атома.
1. Рассмотреть алюминий как химический элемент и простое вещество; закрепить знания о строении металлов, их общих физических и химических свойствах, умения записывать уравнения химических реакций, читать их, определять тип, рассматривать в свете представлений о процессах окисления и восстановления.
2. Развивать мыслительные операции анализа, синтеза, сравнения, а также логику, внимание и наблюдательность.
3. Формировать научное мировоззрение, умения подходить к решению бытовых вопросов с научной точки зрения, применять свои знания.
Метод обучения: проблемный.
Организационные формы: беседа, самостоятельная работа, практическая работа.
Средства обучения: маршрутная карта, инструкция, химическое оборудование, таблицы.
Демонстрационное оборудование: таблицы, демонстрационный штатив, алюминиевая проволока, железный гвоздь, пробирки с водой, спиртовка, спички, пластилин, источник тока, ключ, лампочка.
Оборудование на столах учащихся: алюминий, раствор гидроксида натрия, соляная кислота, штатив для пробирок, две пробирки с водой, в которых находятся алюминиевая проволока и железный гвоздь, спиртовка, спички, держатель для пробирок.
Ход урока
I. Ориентировочно-мотивационный этап (мотивация, актуализация знаний).
1. Вступительное слово учителя. Приветствие.
– Ребята, я сейчас прочитаю вам стихотворение, а вы внимательно его прослушайте и назовите, о каком химическом элементе идет речь.
Спрятан в ящике предмет –
Без него не съесть обед.
Вещь незаменимая.
Вещь необходимая.
Если мы садимся кушать,
Тот предмет нам очень нужен.
Из чего же сей предмет?
Серебристо-белый цвет
Вам позволит дать ответ.
– О каком же предмете идет речь? (Правильно, об алюминиевой ложке.)
– Итак, ребята, тема урока “Алюминий: химический элемент и простое вещество”.
– Как вы думаете, а что можно узнать на уроке об алюминии?
2. Проверка домашнего задания.
Но прежде, чем приступить к изучению нового материала, давайте вспомним, что вы изучили на предыдущем уроке. А для этого ответьте мне, пожалуйста, на следующие вопросы (за правильный ответ звездочки).
1. Рассказать о положении железа в периодической системе Д.И. Менделеева.
2. Записать схему строения атома железа и его электронную конфигурацию.
4. При помощи каких реактивов можно определить в растворе ионы железа Fе 2 + Fе 3 ? (Двухвалентного и трехвалентного.)
– Молодцы ребята! Материал прошлого урока вами усвоен хорошо. В конце урока покажите мне свои звездочки. Перейдем к изучению нового материала. У каждого из нас есть свой адрес: это улица, дом, квартира. У химических элементов тоже есть свой “дом”. Как он называется? Какие “адреса” имеют химические элементы? Сегодня мы познакомимся с одним из “жильцов” этого дома. А для этого мы отправимся в путешествие, чтобы познакомиться с удивительным химическим элементом – алюминием и образованным им простым веществом. Для этого вам понадобится маршрутная карта.
II. Операционно-исполнительский этап (изучение нового материала)
Запишите в маршрутной карте дату нашего путешествия и тему урока.
1) Вы находитесь на станции под названием “Визитка химического элемента”. Задание для каждого индивидуально: найдите алюминий в ПСХЭ и заполните первую часть маршрутной карты. Время выполнения 3 мин., кто первый выполнит правильно задание – звездочка. Давайте проверим ваши записи (пожалуйста, к доске. ).
Возникли ли у вас трудности с составлением схемы расположения электронов атома алюминия по атомным орбиталям?
В первой схеме трудностей нет. А что же означает 2-я схема: Аl*. При переходе атома в возбужденное состояние электрон с 3s – подуровня переходит на свободную орбиталь 3р – подуровня. Тогда электронная формула атома алюминия изменяется.
– Какая степень окисления характерна для алюминия? (+3)
– Какими свойствами обладает этот элемент – металлическими или неметаллическими? (Металлическими.)
– Какое простое вещество образует элемент, который обладает металлическими свойствами? (Металл.)
– Значит, алюминий – это металл. Посмотрите на химические элементы, окружающие алюминий в ПСХЭ. Слева от него находятся активные металлы, справа – неметаллы.
– Сделайте вывод об активности алюминия. (Аl – неактивный металл.)
Обратимся к электрохимическому ряду напряжений металлов. Здесь алюминий находится сразу после активных металлов, а за ним стоят тоже достаточно активные металлы.
– Какова же активность алюминия? (Аl – активный металл.)
– У меня на столе находятся два стакана с водой. В воду неделю назад были помещены железный гвоздь и алюминиевая проволока.
– Что же мы наблюдаем? (Железо вступило во взаимодействие с водой, изменил цвет, а с алюминиевой проволокой ничего не произошло.)
– Еще раз посмотрите на электрохимический ряд напряжений металла.
– Какой из металлов – Аl или Fе – более активный? (Получается, что Аl.)
– Почему же алюминиевая проволока не реагирует, а железный гвоздь вступает с ней во взаимодействие?
Итак, активный ли металл алюминий? – вот какую проблему нам предстоит сегодня решить.
Поскольку сведений, полученных на станции “Визитка химического элемента”, недостаточно, чтобы сделать окончательный вывод об активности алюминия, будем двигаться к следующей станции – “Физические свойства простого вещества”.
2) Сейчас вам предстоит работа в парах. Возьмите алюминиевую проволоку, рассмотрите ее, попробуйте изменить ее форму.
И вот незаметно мы подошли ко второй станции нашего маршрута, которая называется “Физические свойства простого вещества”.
Сейчас, ребята, вам предстоит работать в парах с текстом учебника. Откройте учебник на с. 57 и прочтите только один абзац, который начинается со слов “Алюминий – простое вещество”.
На основании текста и вашего жизненного опыта охарактеризуйте физические свойства алюминия и запишите их. В случае затруднения поставьте карандашом знак вопроса напротив соответствующего свойства. (Кто первый выполнит – поднимает руку – за правильный ответ – звездочка.)
Алюминий называют “крылатым” металлом, так как из-за своей легкости, прочности в сплавах и коррозийной стойкости применяют в самолето- и ракетостроении.
Как вы уже сказали, алюминий обладает еще высокой теплопроводностью. Для доказательства теплопроводности алюминия я продемонстрирую опыт. (В лапке демонстрационного штатива закреплю горизонтально алюминиевую проволоку, к которой прикреплю пластилином две спички. Конец проволоки нагрею в пламени спиртовки. Через некоторое время спички по очереди падают.)
– Позволяют ли знания, полученные на этой станции, сделать вывод об активности алюминия? (Нет.)
3) Следующая станция нашего путешествия не менее интересная, чем предыдущая и называется “Химические свойства простого вещества”.
Во время достаточно длительной стоянки на этой станции вы пройдете два этапа. На первом этапе будете исследовать взаимодействие алюминия с простыми веществами, на втором – со сложными.
Итак, первый этап. Составьте три уравнения реакций алюминия с простыми веществами с кислородом, серой и хлором и покажите изменение степени окисления элементов. Заполните таблицу в маршрутной карте.
(Эту реакцию можно наблюдать при горении бенгальских огней и фейерверков – порошок алюминия при сильном нагревании воспламеняется и сгорает ослепительным пламенем.)
– Чем является алюминий в данных реакциях – окислителем или восстановителем? (Активным восстановителем.)
Все эти реакции идут при нагревании.
На втором этапе исследуем взаимодействие алюминия со сложными веществами: соляной кислотой и раствором гидроксида натрия.
Ребята, а взаимодействует ли алюминий с водой? Я вижу, что вы затрудняетесь ответить на этот вопрос.
– Происходит ли химическая реакция, когда вы наливаете воду в алюминиевую посуду? Происходит ли что-либо с алюминиевыми электропроводами, когда идет дождь?
– Перечисленные изделия не изменяются под действием воды, поскольку алюминий покрыт прочной оксидной пленкой. Если эту пленку снять, алюминий будет реагировать с водой (и некоторыми простыми веществами) даже при обычных условиях.
Эту пленку можно снять, то есть разрушить с помощью наждачной бумаги или химическим способом (например, раствором щелочи) или поверхность алюминия потереть солью ртути, то происходит реакция:
Выделившаяся ртуть растворяет алюминий и образует его сплав с ртутью – амальгама алюминия. На амальгированной поверхности пленка не удерживается, поэтому алюминий реагирует с водой при обычных условиях:
Алюминий хорошо растворяется в разбавленных НСl и Н2SО4 кислотах. А вот концентрированные Н2SО4 и HN03 кислоты пассивируют кислоты, образуя на поверхности металла оксидную пленку, то есть препятствует дальнейшему протеканию реакции. Поэтому эти кислоты перевозят в алюминиевых цистернах.
Опыт I. Взаимодействие алюминия с раствором НСl кислоты.
В пробирку поместить два кусочка алюминия и один мл. раствора кислоты. Если реакция не происходит, содержимое пробирки слегка нагреть.
Опыт II. Взаимодействие алюминия с раствором щелочи.
В пробирку поместить два кусочка алюминия и один мл. раствора щелочи. Если реакция не происходит – нагреть.
И в I и во II опыте реакции сразу не идут, хотя алюминий – активный металл, так как мешает оксидная пленка, дальше идет бурная реакция, так как пленка разрушена.
(2Аl + 2NaОН + 2Н2О = 2NaАlO2 + 3Н2) – алюминат натрия
Составьте схемы уравнений реакций.
– Какой можно сделать вывод об активности металла? (Активный металл.)
Алюминий – химически активен, он может реагировать с неметаллами, водой, кислотами.
Ребята, ученые доказали, что:
Алюминий нам судороги вызывает
И память у людей снижает.
Он угнетает ряд ферментов,
Особенно кроветворенья центры,
И слабоумие – его работа!
Почему же тогда из алюминия делают посуду!
Получается, что алюминиевой посудой нельзя пользоваться? Можно, так как на ее поверхности что образуется? Оксидная пленка! Которая предохраняет алюминий от воздействия факторов внешней среды. Только в ней нельзя готовить кислые и щелочные продукты, значит, картофель (который содержит крахмал) можно.
Для того чтобы алюминий начал реагировать, с его поверхности нужно удалить оксидную пленку. Иногда в алюминиевых кастрюлях на дне мы видим черные пятна, произошло разрушение оксидной пленки. Вот такой посудой пользоваться нельзя.
III. Первичная проверка усвоения знаний.
Следующая станция – “Выбери задание”. В течение 4 мин. вам необходимо выполнить одно из трех заданий своего варианта (по выбору). Выбирайте только то задание, с которым вы справитесь. (Смотрите маршрутную карту.)
· Закончите уравнение реакции. Напишите его в полном и сокращенном ионном виде:
Аl + НСl –> . (вариант I);
· Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой:
· Определите неизвестное вещество и напишите уравнения реакций в соответствии со схемой:
Аl –> . –> АlСl3 (вариант II).
IV. Первичное закрепление знаний
Вы достигли последней станции. В ваших тетрадях получился опорный конспект урока.
– Если бы мы продолжили путешествие, на каких станциях вам необходимо было еще побывать? (“Нахождение в природе”, “Получение”, “Применение”.)
Алюминий – самый распространенный из металлов в земной коре. На его долю приходится 8,8% от ее массы. Однако промышленный способ его получения был открыт сравнительно недавно. В 1886 г. к профессору Иветту вбежал молодой американский инженер Чарльз Мартин Холл, держа на протянутой ладони 12 маленьких шариков алюминия, впервые полученного электролитическим способом.
Но этот материал вы изучите на следующем уроке.
V. Подведение итогов занятия. Рефлексия
Вернемся к теме сегодняшнего урока.
– Какую проблему мы поставили в начале его?
– Удалось ли нам ее решить?
– К какому выводу мы пришли?
Элементы и атомы
В менделеевский взятые круг,
Сделали химию самой богатой.
И самой творческой из наук.
Цель: изучить положение алюминия в Периодической системе, строение атома элемента, физические и химические свойства простого вещества.
Станция 1. “Визитка химического элемента”
Время стоянки 3 минуты. Работая индивидуально, определите местоположение элемента в периодической системе, составьте электронную формулу атома. Сделайте записи:
химический знак: атомная масса Аr(Аl) =
порядковый номер:
период:
группа:
подгруппа-ряд:
строение атома:
электронная конфигурация:
химическая формула:
молекулярная масса Мr(Аl) –
Станция 2. “Физические свойства простого вещества”
Время стоянки 5 минут. Работайте в парах. Запишите в маршрутной карте физические свойства вещества
цвет:
агрегатное состояние:
пластичность:
металлический блеск:
теплопроводность:
электропроводность:
плотность:
температура плавления:
сплавы:
Станция 3. “Химические свойства простого вещества”
Время стоянки 10 минут. Работая в группах по 4 человека, составьте уравнение химической реакции взаимодействия алюминия с веществами. Сделайте выводы. Одно уравнение химической реакции запишите в окислительно-восстановительной форме. Покажите переход электронов.
Урок-исследование "Серебро из глины"
“Мы отнюдь не властвуем над природой, все наше господство состоит в том, что мы, в отличие от других существ, умеем познавать ее законы и правильно их применять.”
Ф. Энгельс.
- Дидактические. Систематизировать знания о свойствах элементов по их положению в Периодической системе Д.И. Менделеева. Продолжить формирование умений составлять уравнения химических реакций.
- Развивающие. Продолжить формирование интеллектуальных умений –анализ, синтез, сравнение, индукция, развивать произвольное внимание.
- Воспитательные. Продолжить формирование научного мировоззрения на процессы превращения веществ; нравственной сферы личности учащихся; интереса к предмету.
На доске: Дата, теме урока, эпиграф, домашнее задание.
На демонстрационном столе: изделия из алюминия (фольга, банки из напитков, посуда, алюминиевая пудра, демонстрационный столик, тигель, сухое горючее, ложечка для сжигания веществ.
На столах учащихся: таблицы “Физические свойства некоторых металлов”, коллекция “Алюминий”, спиртовка, спички, лабораторный штатив, штатив с пробирками, кусочек фольги, гранулы алюминия, серная кислота, гидроксид натрия.
Оборудование: мультимедийная приставка, компьютер, диск “Неорганическая химия” 8 класс, часть 2 (фрагмент “Реакция алюминия с йодом”), диск “Неорганическая химия” 9 класс Металлы главных подгрупп (фрагмент “Плавление алюминия”).
1. Организационный момент.
2. Учитель. В 60-ые годы 19 века любая модница в своем гардеробе должна была непременно иметь изделие из этого металла. Наполеон III приказал изготовить из этого металла столовые приборы и на торжественных приемах ставил приборы только дорогим гостям, остальные кушали еду из серебряных приборов. В 1889 году Менделееву подарили игрушку сделанную из этого металла. В своем романе “Что делать” Н.Г. Чернышевский говорил, что этому металлу принадлежит будущее. Что же это за удивительный металл?
Посмотрите на слайд, на нем изображено вещество, которое называют боксит, найдите его в коллекциях. Вы видите, что оно красно– бурого цвета, похоже на глину, но именно из него получают сегодня элемент, о котором мы будем сегодня говорить, и который будем исследовать.
Так почему очень дорогой в 19 веке, этот элемент так доступен сейчас.
Учитель. Итак, алюминий открыли и нашли место в Периодической системе. Скажите каким цветом алюминий окрашен в периодической системе? (Ответ: зеленым, так как его соединения обладают амфотерными свойствами)
А теперь дадим характеристику алюминию по его положению в таблице.
(Ответ: соседями по подгруппе являются бор и галлий, алюминий более металличен, чем бор, так как у алюминия больше радиус атома, но менее металличен, чем галлий, так как у него меньше радиус атома; соседями по периоду являются магний и кремний, алюминий более металличен, чем кремний, так как у него больше радиус атома и меньше электронов на внешнем уровне, алюминий менее металличен, чем магний, так как у него меньше радиус атома и больше электронов на внешнем уровне. Запишем электронное строение атома алюминия, видим, что на внешнем уровне три электрона, значит алюминий нетипичный металл. Степень окисления у него “+3”, высший оксид – Al2O3, протонов – 13, электронов – 13, нейтронов – 14, Ar = 27.)
Учитель. А теперь рассмотрим физические свойства алюминия (работа с коллекцией “Алюминий”, таблицами “Физические свойства некоторых металлов”.
(Ответ: алюминий занимает 4 место по электропроводимости, плотность 2,7, температура плавления -660, температура кипения -2327, отражает 90% белого света.)
А теперь посмотрим как плавится алюминий. (Фрагмент “Металлы главных подгрупп.)
Учитель. А теперь посмотрим диаграмму нахождения элементов в земной коре.
(Ответ: 1 место – кислород, 2 место – кремний, 3 место – алюминий.)
Опыт. Алюминиевая пудра насыпается в огонь.
Итак, с чем реагирует алюминий? Почему реакция идет так бурно? Запишите уравнение реакции, представьте его с точки окисления – восстановления)
(Ответ: с кислородом, в пудре на алюминии нет оксидной пленки.)
Учитель. С какими простыми веществами еще может реагировать алюминий? Запишите дома эти реакции, рассмотрите их с точки зрения ОВР.
(Ответ: с галогенами, серой, фосфором, углеродом.)
Учитель. А теперь давайте вспомним с какими сложными веществами могут реагировать металлы?
(Ответ: С водой и кислотами.)
Учитель. Алюминий активный металл и с водой реагирует только если убрать оксидную пленку, давайте посмотрим эту реакцию, а затем запишем уравнение, но для реакции мы возьмем алюминиевую фольгу, превратив ее в комочек.
(Опыт. Взаимодействие алюминия с водой.)
Учитель. Я думаю, что сейчас время физкульминутки и проведем ее под песню Виктора Цоя “Алюминиевые огурцы”. (Выполнение несложных упражнений для шеи, рук и головы.)
А теперь проведите реакцию взаимодействия алюминия с серной кислотой, запишите уравнение и представьте его как ОВР, не забудьте, чтобы реакция прошла быстрее, что нужно сделать? Как определите продукты?
(Ответ. Немного нагреть, продукт – водород, его можно определить если поднести горящую спичку, по звуку “пах”.)
Учитель. На столах вы видите реактив, гидроксид натрия, давайте попробуем провести реакцию алюминия с ним и проверить продукты реакции, а затем записать уравнение данной реакции вместе.
(Ответ: при взаимодействии алюминия с гидроксидом натрия то же выделяется водород, который можно обнаружить по звуку “пах”.)
Учитель. Кроме водорода образуется вещество – комплексная соль тетрагидроксоалюминат натрия, она растворимая. Какой мы можем сделать вывод?
(Ответ: алюминий переходный элемент, который проявляет свойства и металла, и неметалла.)
Учитель. Так как алюминий металл стоящий до водорода в электрохимическом ряду напряжений металлов, поэтому он может вытеснить металлы, стоящие после него. Давайте проведем опыт прильем к алюминиевой фольге немного сульфата меди (II). Опыт идет какое – то время, поэтому посмотрим результаты опыта поставленного вчера. Что вы наблюдаете?
(Ответ: на фольге налет красного цвета – это медь.)
Учитель. Итак, мы рассмотрели физические, химические свойства алюминия, а теперь должны обсудить как он влияет на организм. Посмотрим слайд.
Пищевая добавка Е173 – алюминий.
В теле взрослого человека 140мг алюминия.
Суточная потребность человека в алюминии 2,45мг.
Алюминий найдет свое место и в производстве новой так называемой “умной” одежды. Уже сейчас производители создали ткань, покрытую тонким слоем этого металла, которая получила название алюминированная ткань. Обладая интересными свойствами, такими как последовательное согревание и охлаждение, она может применяться в различных областях. Например, если на окне висят занавески, выполненные из этой ткани, то они будут отражать тепловые лучи в жаркие дни, но пропустят свет. Таким образом, в комнате будет прохладно и светло. Зимой занавески можно перевернуть металлической стороной в комнату, это позволит вернуть тепло в помещение. Такую ткань можно считать универсальной – обладатель плаща из алюминированной ткани может не опасаться ни зноя, ни холода. При этом в зависимости от погоды плащ нужно перевернуть той или иной стороной.
Кстати, налажено и производство алюминированных одеял. Хотя одним из основных их составляющих является металл, весят такие покрывала не более 55 граммов. Если “металлическое” одеяло свернуть, оно поместится в небольшой футляр по размеру чуть больше портсигара. Без сомнений, в недалеком будущем в жарких странах панамы, зонты и шляпы из алюминия будут пользоваться огромным спросом. К тому же, алюминированная одежда для туристов, рыбаков, геологов – всех тех, кому приходится много бывать на солнце, безусловно, найдет своих покупателей. Уместным будет использование “алюминиевых” технологий и в производстве формы для пожарных.
Учитель. Эрстед назвал алюминий металлом из глины, так как это металл с удивительно разнообразными свойствами всего за два века с момента своего появления сумел завоевать весь мир, став синонимом технического прогресса. Недаром алюминий называют "крылатым" металлом, он стал символом устремления людей ввысь, в небеса. В первую очередь алюминий ассоциируется с реактивными самолетами и космическими ракетами, которые без него просто невозможно было бы создать. А 21 век, по всеобщему признанию, и вовсе обещает стать веком алюминия. Поэтому дома вы должны составить таблицу, в которой отразить свойство алюминия и область его применения.
Читайте также: