الوصال
مدير الموقع
 عدد الرسائل : 392
العمر : 104
تاريخ التسجيل : 10/04/2008
بطاقة الشخصية
أ:
 |  موضوع: تعريف الألمنيوم  الجمعة أغسطس 08, 2008 1:43 pm | |
|  الصلاة والسلام على سيدنا محمد مفتاح الفرج والمنجي من الضيق و الحرج صلاة تنزع عنا بها الكرب والمرض وتشفنا من الغضب صلاة تنجنا من الزلال قبل قدوم الأجل
السلام عليكم ورحمته وبركاته
و أشهد أن لا اله إلاّ الله وحده لا شريك له شهادة مالها حدود وأشهد أن محمدًا عبده و رسوله أشرف ما في الوجود
ألألمنيوم نافع جداً
وهو يوجد في صخر البوكسيت
وصخر البوكسيت عبارة عن خامة الألمنيوم تحتوي على الأكسجين
ولذلك يلزم التخلص من الأكسجين حتى نحصل على الألمنيوم بصورة نقية
ولكن الأكسجين والألمنيوم يرتبطان مع بعضهما البعض بقوة يصعب التغلب عليها بطرق الصهر العادية التي تستخدم مع الفلزات الأخرى
ولذلك فإن أفضل الطرق لفصل الأكسجين عن الألمنيوم هو إمرار تيار كهربائي خلالهما وهذه العملية تسمى التحليل الكهربائي .
يتم أولاً إزالة الرمل والصخور من خامة الألمنيوم فنحصل على مسحوق أبيض يسمى أكسيد الألمنيوم الذي يتكون من ذرات الألمنيوم متحدة مع ذرات الأكسجين ويذاب المسحوق في صهريج به كيميائيات ويسخن لدرجة حرارة 950 درجة سلسيوس مئوي عندئذ ينصهر أكسيد الألمنيوم ويتحول إلى سائل.
قدرة التحليل الكهربائي
يغمس قضيبان مصنوعان من الكربون داخل أكسيد الألمنيوم المنصهر .ويمرر تيار كهربائي خلال هذا السائل المنصهر حيث يدخل من أحد القضيبين وبخرج عن طريق الكربون المبطن للصهريج .عندما يحدث ذلك فإن التيار يفكك أكسيد الألمنيوم المنصهر إلى عنصر الألمنيوم وعنصر الأكسجين ويهبط فلز الألمنيوم المنصهر إلى قاع الصهريج بينما تتصاعد فقاقيع غاز الأكسجين حول قضبان الكربون الموجبة . بعد ذلك يسحب الألمنيوم المنصهر النقي إلى بوتقة ثم يصب في قوالب ويترك ليبرد. يتصلب الألمنيوم البارد إلى كتل
تعرف باسم التماسيح أو كتل الصب
لعدد الذري : 13
الكتلة الذرية : 26.981539
درجة الإنصهار : 660.37 درجة مئوية
درجة الغليان : 2467.0درجة مئوية
الكثافه : 2.702 جم/سم3
عدد الأكسدة : +3
التوزيع الألكتروني : Ne]3s2.3p1
تاريخ الألمنيوم ووجودة في الطبيعة
اصل التسمية ترجع الى الكلمة اليونانية alumen . وقد اكتشف الألمنيوم عام 1825م بواسطة العالم هانز كريستيم اورستيد وظل حتى نهاية القرن التاسع عشر شيئاً غريباً غالياً , يستخدم لصناعة الحلي . بالرغم من انه اكثر الفلزات وثالث العناصر شيوعاً في القشرة الأرضية بعد الأكسجين والسيليكون إذ يدخل في تكوين معظم انواع الصخور والطمي
ويوجد في الطبيعة على عدة اشكال اهمها سيليكات الألمنيوم Al2 (SiO3)3 والبوكسايتAl2O3.XH2O والكريوليت Na3AlF6 .
لم يبدأ استخدام الألمنيوم على نطاق واسع الابعد مطلع القرن العشرين بعد ان تبين ان سبائكة مع فلزات اخرى لها نفس قوة الصلب بثلث الوزن تقريباً, واصبح الألمنيوم يحتل المركز الثاني في الإستخدامات بين الفلزات بعد الحديد واهم الخصائص التي اوصلتة الى هذا المركز هي خفة وزنة , فوزنه النوعي 2.75(الوزن النوعي للحديد يتراوح بين 7,3الى 7,9 والنحاس 8,95 ) .
استخلاص الألمنيوم
كان الألمنيوم حتى عام 1866يحضر باختزال الاوكسيد بالصوديوم .
x 6Na +Al2 O3 --------> 2Al +3Na2O
ونظراً لارتفاع تكاليف الصوديوم وخطورة استخدامة , كان لابد من ايجاد طريقة اقل تكلفة واقل خطراً .
ففي عام 1886توصل كلاً من بول هيرولت وشارل هول "دون اتصال بينهما" الى استخلاص الألمنيوم بالتحليل الكهربي للبوكسايت Al2O3 النقي في مصهور الكريوليت Na3AlF6 عند درجة 1000درجة مئوية .
حيث يستخدم وعاء من حديد الصلب مبطن بالجرافيت قطباً سالباً ,بينما يكون القطب الموجب من قضبان كبيرة من الجرافيت تتدلى داخل مصهور Al2O3 _ Na3AlF6) ( ويتكون الألمنيوم النقي على القطب السالب ويهبط الى القعر ويسحب من مخرج خاص .
اهم تفاعلات الألمنيوم
1- يحترق الألمنيوم إذا سخن في الهواء خاصة إذا كان مسحوقاً , وقد وجد ان مخلوطاً من دقائق الألمنيوم والهواء قابل للانفجار . واحد اسباب ذلك ان تفاعلة مع الأكسجين يولد كمية كبيرة من الحرارة :
حرارة + x2Al + 3 O2 -----> 2Al2O3
2- يتفاعل مع الهالوجينات :
x 2Al + 3X2 -------> 2AlX3
3- يتفاعل مع حامض الهيدروكلوريك :
x 2Al + 6HCl ------> 2AlCl3 + 3H2
4- يتفاعل مع محلول هيدروكسيد الصوديوم المائي :
x 2Al + 6NaOH --------> x 2Na3AlO3 + 3H2
خواصه
يعتبر من اوفر الفلزات في القشرة الأرضية ولا يفوقة من العناصر الإ السيليكون والأكسجين .
لايوجد الألمنيوم بشكل حر وإنما على هيئة مركبات .
الالمنيوم فلز فضي اللون ,لين نوعاً ما , لكنة يكتسب صلابة بسبكة مع معادن اخرى كالمغنيسيوم, يمتاز بالمتانة والخفة .
كثافتة منخفضة .
- قابل للطرق والسحب .
- موصل جيد للحرارة والكهرباء .
- عنصر نشط .
- لايتآكل في الجو بسبب تكون طبقة واقية من اكسيدة عند تعرضة للجو .
- عنصر متردد لتفاعلة مع الاحماض والقواعد
بعض استخداماته
نظراً لكثافتة القليلة ومتانتة فإنة يستخدم في الأغراض التي تتطلب متانة وخفة في الوقت نفسة كصناعة الطائرات واستكمال بناء السفن,ونوافذ وابواب المساكن
تحضير الألمنيوم النقي
الألمنيوم مثله في ذلك معظم الفلزات نافع جداً وهو يوجد في صخر البوكسيت وصخر البوكسيت عبارة عن خامة الألمنيوم تحتوي على الأكسجين ولذلك يلزم التخلص من الأكسجين حتى نحصل على الألمنيوم بصورة نقية ولكن الأكسجين والألمنيوم يرتبطان مع بعضهما البعض بقوة يصعب التغلب عليها بطرق الصهر العادية التي تستخدم مع الفلزات الأخرى ولذلك فإن أفضل الطرق لفصل الأكسجين عن الألمنيوم هو إمرار تيار كهربائي خلالهما وهذه العملية تسمى التحليل الكهربائي .
يتم أولاً إزالة الرمل والصخور من خامة الألمنيوم فنحصل على مسحوق أبيض يسمى أكسيد الألمنيوم الذي يتكون من ذرات الألمنيوم متحدة مع ذرات الأكسجين ويذاب المسحوق في صهريج به كيميائيات ويسخن لدرجة حرارة 950 درجة سلسيوس مئوي عندئذ ينصهر أكسيد الألمنيوم ويتحول إلى سائل.
قدرة التحليل الكهربائي
يغمس قضيبان مصنوعان من الكربون داخل أكسيد الألمنيوم المنصهر .ويمرر تيار كهربائي خلال هذا السائل المنصهر حيث يدخل من أحد القضيبين وبخرج عن طريق الكربون المبطن للصهريج .عندما يحدث ذلك فإن التيار يفكك أكسيد الألمنيوم المنصهر إلى عنصر الألمنيوم وعنصر الأكسجين ويهبط فلز الألمنيوم المنصهر إلى قاع الصهريج بينما تتصاعد فقاقيع غاز الأكسجين حول قضبان الكربون الموجبة . بعد ذلك يسحب الألمنيوم المنصهر النقي إلى بوتقة ثم يصب في قوالب ويترك ليبرد. يتصلب الألمنيوم البارد إلى كتل تعرف باسم التماسيح أو كتل الصب.
نشاهد استعمالات مختلفة ومتعددة للألمنيوم, من علب المشروبات الخفيفة وإطارات الأبواب والنوافذ إلى استعماله كوقود لدفع صواريخ المكوك الفضائي.
/*/*/*/*/*/*/*/*/
يعد الألمنيوم أكثر العناصر انتشارا في القشرة الأرضية ويوجد في الطبيعة بأشكال صخرية مختلفة. لكن أهمها البوكسيت ( Bauxite ) وتعتمد طريقة الاستخلاص على التحليل الكهربائي للمركب, التي تستهلك كمية كبيرة من الطاقة – من الطريف أن نعرف انه حتى عام 1886 م كان الألمنيوم أغلى ثمنا من الفضة والذهب, فلقد استعمله إمبراطور فرنسا نابليون الثالث ( 1808 – 1873 م ) كصفائح لعمل تماثيل ومجسمات كهدايا ثمينة لضيوفه. لكن ألان يستعمل الألمنيوم كرقائق من اجل التسخين في مطبخ المنزل!!
استخلاص الألمنيوم
يستخلص الألمنيوم النقي من خام البوكسيت ( Bauxite ) وهو عبارة عن أكسيد الألمنيوم المختلط مع شوائب أخري. تم الاستخلاص بطريقة صناعة تسمى طريقة بار (Bayer) . وتبدأ بخلط البوكسيت مع الصودا الكاوية بتأثير ضغط وحرارة كبيرين, وينتج هذا الخلط مادة شبيهه ببلورات السكر وهى عبارة عن أكسيد الألمنيوم النقي.ثم تضاف الكربولايت(cryolit) وتتركب من فلوريد الصوديوم وفلوريد الألمنيوم بخفض درجة الانصهار.أخيرا يستخدم التحليل الكهربائي لفصل الألمنيوم عن الأكسجين للحصول على الألمنيوم النقي.
صورة من احدى مصانع الالمنيوم
المصدر المركز العالمي للمعادن
| |
|
