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Description et propriétés des métaux, leurs applications et dépôts.

Yoins WW

Il est impossible d’imaginer la vie moderne sans ce métal. Les emballages pour comprimés, contenants de boissons, garnitures de réfrigérateur et bien plus encore sont tous en aluminium.

Métal aluminium

Qu’est-ce que

Éléments en aluminiumL’aluminium est un métal, qui est un élément du système d’éléments DI Mendeleev numéro 13. La substance commune avec une seule formule symbolique est Al.

Désignation internationale – Al (aluminium)

Le réseau est un cube centré sur la face.

La couleur était initialement blanche. Mais un film d’oxyde d’argent est créé dans l’air.

Selon la classification des métaux non ferreux, il est considéré comme léger. (Avec le titane et le magnésium)

L’aluminium est le métal le plus abondant dans la croûte terrestre et est le troisième des éléments chimiques après l’oxygène et le silicium.

Comment a-t-il été ouvert?

La bauxite et l’alumine sont connues des hommes depuis des siècles. Ils ne connaissaient l’aluminium en tant que métal qu’au milieu du XIXe siècle.

Expérience de classe mondiale

L’histoire des découvertes est une expérience d’un seul scientifique:

  • La première tentative fut faite par Paracelse (XVIe siècle) qui sépara «l’alun de terre» de l’alun, qui contenait des oxydes métalliques inconnus. (aluminium)
  • Deux siècles plus tard, le processus a été répété par le chimiste allemand Andreas Marggraf. Il a également obtenu des oxydes métalliques, auxquels il a donné le nom d’alumine. (« Tricot »)
  • Le premier milligramme de métal a été isolé par Dane Hans Oersted, un physicien en exercice, choisissant le chlorure d’aluminium comme source. En chauffant et en mélangeant de l’amalgame de potasse, il a obtenu le métal pur.
  • Friedrich Wöhler utilise du potassium pur et non des amalgames. Après la restauration du métal (Il s’avère que plusieurs comprimés.) Il explique ses propriétés.
  • Le français Saint-Clair de Ville va encore plus loin. Il a fabriqué une tige métallique en utilisant la méthode Wöhler. Mais au lieu du potassium, j’ai utilisé du sodium, Deville a présenté le lingot de métal au public à l’Exposition Universelle de Paris (1855), créant un buzz. Un an plus tard, il a reçu le métal par électrolyse. Cette réalisation est compréhensible: les scientifiques ont été soutenus par Napoléon III lui-même, dans l’espoir d’adapter le métal aux besoins militaires.

La production industrielle de métal est l’œuvre de l’Américain Charles Hall et du Français Paul Héroux. Les uns les autres librement dans l’année. 1886 Ils mettent au point une technique de fusion de l’alumine dans la chrysolite par électrolyse.

Le métal en Russie

Des scientifiques russes expérimentent également l’alumine. La méthode proposée par KIBayer est devenue la solution classique pour l’industrie de l’aluminium dans le monde.

La première usine d’aluminium – Volkhovsky – a été mise en service à l’époque soviétique (1932).

Lire :  Propriétés, portée et description des formules de dépôt

La production de matières premières est calculée en milliers de tonnes. L’industrie a un compte spécial: ses produits assurent les capacités de défense de l’État.

Actuellement, le monopole de l’extraction et du traitement des matières premières est la société Rusal (Russian Aluminium).

Nouvel « or »

Le premier aluminium était plus cher que l’or:

  • Les aristocrates européens utilisent des ustensiles en aluminium. (Argent ou or pour faciliter les convives) la mode était déterminée par le décret de l’empereur de France Napoléon III
  • Fabrication de bijoux de luxe
  • L’Anglais est un cadeau précieux au génie russe Dmitri Mendeleev – des balances avec un bol en or et en aluminium.

La méthode bon marché est apparue au début du XXe siècle, en 1911 la première série de métal a été publiée dans le Duren français, elle a été nommée d’après la ville. Et l’aluminium entre dans la catégorie des bijoux fantaisie.

Histoire du nom

Les mots latins remontent aux racines. Lumen… C’est le nom d’un alun utilisé par les médecins depuis l’Antiquité.

En Russie, ce métal s’appelle «L’argent de l’argile» car l’alumine est le principal composant de l’argile.

7,4 à 8,1% de la croûte terrestre est en aluminium. Naturellement, ils sont représentés par des roches et des minéraux qui composent la croûte terrestre.

La plupart du temps, ce sont des composés d’aluminium:

  • Bauxite (oxydes contenant du silicium, du calcium, du fer)
  • Alumine (kaolin-sable ou chaux avec magnésium)
  • Néphéline (contient du potassium)
  • kaolin.
  • corindon.

En corindon, sable blanc et bijoux «durs»: saphir et rubis coexistent. La structure du treillis est la même.

Gemmes « aluminium »: saphir, rubis, émeraude, aigue-marine, alexandrite.

Les composés d’aluminium se trouvent dans les eaux des rivières, des mers et des océans. Dans sa forme pure – uniquement dans les évents volcaniques.

Dépôts et méthodes d’extraction

La principale matière première pour la production d’aluminium est l’aluminium. Leurs gisements sont concentrés dans les régions tropicales et subtropicales.

Extraction d'aluminium
Extraction d’aluminium

La Russie est riche en minéraux néphéliniques, originaires du nord du pays (péninsule de Kola et région de Kemerovo).

Les réserves mondiales de matières premières sont estimées à plusieurs millions de tonnes.

La production est réalisée de manière ouverte ou fermée.

Caractéristiques physicochimiques

Pour des raisons pratiques, les propriétés suivantes de l’aluminium sont importantes:

  • Conductivité thermique (Plus élevé pour le cuivre et l’argent uniquement)
  • Plasticité
  • Conductivité (uniquement cuivre, or et argent à l’avant)
  • Résistant à la corrosion Cette propriété provient d’un film d’oxyde solide qui recouvre le métal dans l’air. Il n’est pas non plus oxydé. Réaction nulle avec les métaux acide-eau. Lorsque le film est retiré, sa réactivité est rétablie.
  • Résistance au froid (Pas cassant au gel)
Lire :  Propriétés, formules d'utilisation, dépôts et leur origine.
Propriétés atomiques
Nom, symbole, numéro Aluminium / Aluminium (Al), 13
Groupe de durée de bloc 13, 3,
Masse atomique
(Masse molaire)
26,9815386 (8) g. (G / mol)
Configuration électronique [Ne] 3s2 3p1
Électrons par coquilles 2, 8, 3
Rayon atomique 14 h
Propriétés chimiques
Rayon covalent 121 ± 16 h
Rayon de Van der Waals 184 heures
Rayon ionique 51 (+ 3e) après-midi
Électronégativité 1,61 (taille Pauling)
Le potentiel de l’électrode −1,66 volts
État d’oxydation 0; +3
Énergie d’ionisation À 1: 577,5 (5,984) kJ / mol (eV)

2e place: 1816,7 (18,828) kj/Môle (eV)

Propriétés thermodynamiques des substances simples.
Phase thermodynamique solide
Densité (au na) 2,6989 g / cm
Température de fusion 660 ° C, 933,5 K
Température d’ébullition 2518,82 ° C, 2792 K.
Ud. Chaleur de fusion 10,75 kJ
Ud. Chaleur de vaporisation 284,1 kJ
Capacité thermique molaire 24,35 24,2 J / (K mol)
Volume molaire 10,0 cm / mol
Réseau cristallin de substances ordinaires
Structure maillée Cube centré sur la face
Paramètres de maillage 4 050
Debye température 394 mille
Autres caractéristiques
Conductivité thermique (300 K) 237 W / (m K)
Vitesse du son 5200 m / s
Numero CAS 7429-90-5

Enfin, il est facile de travailler avec. Ce métal convient à tous types de traitement (emboutissage, étirage, forgeage, laminage, polissage).

La microstructure de l'aluminium sur la surface gravée du lingot a une pureté de 99,9998%.
La microstructure de l’aluminium sur la surface gravée du lingot a une pureté de 99,9998%.

Comment avoir

La bauxite est de l’alumine (45-58%) plus le fer, le titane, la silice. Il a été transporté à l’usine de transformation.

Pour la purification de l’alumine, le procédé KI Bayer est utilisé:

  1. Le minerai est placé dans un autoclave, qui est chauffé avec de la soude caustique et refroidi.
  2. La précipitation solide est séparée.
  3. Les hydroxydes précipitent et s’enflamment.

Le résultat est de l’alumine, c’est-à-dire de l’alumine pure. Il est testé pour l’étalonnage et la pureté, puis converti en aluminium.

Les propriétés de l’aluminium rendent impossible l’utilisation des méthodes classiques de récupération des métaux.

Métal aluminium

Le métal est désormais libéré selon une méthode inventée à la fin du XIXe siècle (méthode Hall-Heroult).

La faisabilité de produire de l’aluminium métallique est à l’étude en réduisant partiellement sa taille. Le carbure d’aluminium forgé, qui se décompose à 1950 ° C, est calculé comme étant plus rentable que le carbure classique.

La soude, la potasse, le ciment, les engrais sont obtenus simultanément à partir de la néphéline.

Aluminium vs cuivre

Ces métaux sont compétitifs sur le marché. Chacun d’eux a ses propres avantages et inconvénients.

Le principal avantage concurrentiel de l’aluminium est sa légèreté, sa plasticité …

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