• Металлургия алюминия
  • Основные минералы и руды алюминия
  • Свойства алюминия
    • Физические свойства алюминия
    • Химические свойства
    • Химическая активность алюминия
    • Механические свойства алюминия
  • Применение алюминия
• Способы получения алюминия
• Альтернативные способы получения алюминия
• Основные компоненты электролита
• Свойства электролитов

Химическая активность алюминия

Алюминий обладает большой химической активностью; энергия образования его соединений с кислородом, серой и углеродом весьма велика. В ряду напряжений он находится среди наиболее электроотрицательных элементов, и его нормальный электродный потенциал равен -1,67 В. В обычных условиях, взаимодействуя с кислородом воздуха, алюминий покрыт тонкой (2-Ю-5 см), но прочной пленкой оксида алюминия А1203, которая защищает от дальнейшего окисления, что обусловливает его высокую коррозионную стойкость. Однако при наличии в алюминии или окружающей среде Hg, Na, Mg, Са, Si, Си и некоторых других элементов прочность оксидной пленки и ее защитные свойства резко снижаются.

Теплота образования АL203 очень высока (1670 кДж/моль), что позволяет эффективно использовать алюминий для восстановления других металлов из оксидов (алюминотермия). С серой алюминий взаимодействует при нагревании и образует сульфид алюминия (AL2S3). Хлорид (АLСL3) и фторид (A1F3) алюминия получаются при взаимодействии с соответствующими элементами с выделением значительного количества тепла: 680 и 1385 кДж/моль. При нагревании этих соединений в присутствии алюминия идут реакции образования субхлорида (АLСL) и субфторида (ALF) алюминия. При охлаждении субсоединения разлагаются на галогенид и алюминий.

Алюминий, взаимодействуя с азотом, при нагревании выше 800 °С дает нитрид алюминия (ALN). Взаимодействие алюминия с углеродом при температуре 1200 °С приводит к образованию карбида алюминия (АL4С3). В присутствии же расплавленных солей (криолит и др.) эта реакция протекает при меньшей температуре — около 1000 °С. Алюминий химически не взаимодействует с водородом, но этот газ в значительных количествах растворим как в твердом, так и в жидком алюминии. Считается, что и другие газы могут присутствовать в алюминии, если неметаллические соединения, присутствующие в расплаве, вступают в реакцию с окружающей атмосферой. Расплавленный алюминий активно реагирует с оксидом и диоксидом углерода и парами воды. Наибольший интерес представляет растворимость водорода в алюминии, так как присутствие водорода в металле негативно влияет на механические свойства алюминия и его сплавов. Водород в алюминии в количествах, превосходящих растворимость в твердом состоянии, рассматривается как вредная примесь.

Алюминий обладает амфотерными свойствами, т.е. реагируя с кислотами, образует соответствующие соли, а при взаимодействии с щелочами — алюминаты. Эта особенность существенно расширяет возможности извлечения алюминия из руд различного состава. Алюминий растворяется в серной и соляной кислотах, а также в щелочах, но концентрированная азотная и органическая кислоты на алюминий не действуют.