Алуминиев оксид (Al2O3): химическа структура, употреба, свойства

Алуминиевият оксид (А1203 с химична формула), наричан още алуминиев оксид, алуминиев оксид, корунд или алуминиев триоксид, е метален оксид, който се получава от реакцията между метал и кислород (О). Той е известен също като основен оксид, за лесното образуване на хидроксиди, когато те реагират с вода.

Това е така, защото алуминият, който е в IIIA семейството на периодичната таблица, има тенденция да дава електрони от последното енергийно ниво. Тази тенденция се дължи на металния му характер и ниската му електронегативност (1, 61 по скалата на Паулинг), което му придава електропозитивни свойства и я превръща в катион.

За разлика от това, кислородът е неметален и е по-електроотрицателен поради високата си електронегативност (3, 44 по скалата на Паулинг). Затова тя има тенденция да стабилизира електронната енергия на последното си ниво, като приема електрони, което я прави анион.

Образуваните връзки са силни връзки, което дава на алуминиевия оксид голяма сила. В природата алуминият не се намира в естествена форма като злато, сребро, мед, сяра и въглерод (диамант).

Това означава, че алуминият не е комбиниран с друг елемент; Този метал се смесва с съединения, образуващи кислород, като корунд или емери, които са високо устойчиви и абразивни съединения.

Формула и химична структура

Молекулна формула: А1203

Физични свойства

- Предлага се в търговската мрежа като бял прах, без мирис и нетоксичен.

- Като минерално съединение съответства на групата на хематита. Това е много твърд материал, който има висока устойчивост на износване, така че се използва като абразивен материал.

- Провежда електричество лесно и е добър топлопроводник.

- Устойчив е на реакции с киселини и основи при високи температури.

- Може да се появи в различни цветове: червено или рубинено (където алуминиевите йони са заменени с Cr3 +), жълто, розово, сапфирово синьо, лилаво, зелено, сиво и дори безцветно.

- Яркостта му е стъкловидно или адамантин (диамант)

- Има много деликатна бяла ивица поради своята твърдост.

- Твърдостта му в скалата на Моос е 9. Това означава, че може да надраска други минерали с по-ниска твърдост от него; Въпреки това, той не може да надраска диаманта, който има твърдост 10 в същия мащаб.

- плътността му е 3, 96 g / cm3

- Молекулното му тегло (моларна маса) е 101, 96 g / mol.

- Точката на топене е 2040 ° С.

- Точката на кипене е 2977 ° C.

- Неразтворим във вода.

Химични свойства

Алуминиевият оксид не реагира с водата, освен ако не е в силна основа.

Въпреки това, когато реагира с киселини, той се държи като основа:

Той също така показва киселинни свойства, когато реагира с основи:

Въпреки че при тази реакция водата не се образува, тя се счита за киселинно-базисна, тъй като Al ₂ O ₃ неутрализира NaOH. Ето защо, Al2O3 е класифициран като амфотен оксид, тъй като има както киселинни, така и основни свойства.

При образуването на алкени и циклоалкени една от най-използваните форми в промишлеността и лабораторията е чрез дехидратация на алкохоли.

За тази цел алкохолните пари циркулират върху горещ катализатор от алуминиев оксид или алуминиев оксид (А1203); в този случай се счита за киселина на Люис.

приложения

- Алуминият се използва в промишлеността за получаване на алуминий.

- Използва се като керамичен материал заради неговата висока устойчивост на корозия при високи температури и износване.

- Използва се като топлоизолация, особено в електролитни клетки.

- Той има способността да абсорбира вода, което го прави подходящ за използване като сушилен агент.

- Използва се като каталитичен агент при химични реакции

- Поради високата си термична стабилност, той се използва като окислител в химични реакции, които се провеждат при високи температури.

- Предотвратява окисляването на катодните и анодните терминали в електролитна клетка.

- Поради голямата си твърдост и устойчивост се използва в стоматологията за приготвяне на зъбни парчета.

- Това е добър електрически изолатор в свещите на превозни средства, които работят с бензин.

- Широко се използва в топкови мелници за приготвяне на керамика и емайл.

- Поради ниското си тегло, в инженерните процеси се използва за производство на самолети.

- Поради високата си точка на кипене, той се използва за приготвяне на кухненски прибори като тигани и огнеупорни тигани.

- Използва се в измервателните уреди за термични изпитателни машини.

- В електронната промишленост той се използва в производството на пасивни компоненти за електрическо свързване и в производството на резистори и кондензатори.

- Използва се при производството на пълнители за заваряване.

- Алуминиевият оксид се използва за покритие на титанов оксид (пигмент, използван за бои и пластмасови хартии). Това предотвратява реакциите между околната среда и този вид пигменти, които не се разлагат или окисляват.

- Използва се като абразив в пастите за зъби.

- Използва се при хемодиализа.

- Като добавка в хранителната промишленост, тъй като се използва като диспергиращо средство.

- Това е антиперспирантен агент на дезодорантите.

- Алуминиевият оксид се използва като ортопедичен материал. Тъй като е инертен и порест материал, той го прави подходящ за използване в този тип имплант. Тези импланти позволяват фибро-съсов растеж, поради което фибробластите и остеобластите се размножават бързо в този материал.

- Биокерамичният имплант се прави с алуминиев оксид. Той е лек и има еднаква структура на порите, много добре свързана помежду си. Микрокристалната структура е по-гладка от грапавата повърхност. Той показва по-малко запалимост след следоперативен период в сравнение с други материали, използвани за импланти.

- люспите от алуминиев оксид произвеждат отразяващи ефекти в бои, използвани за автомобили.

- В някои рафинерии алуминиевият оксид се използва за превръщане на токсичните газове от сероводород в елементарна сяра.

- Формата на двуалуминиев триоксид, наречен активиран алуминиев оксид, има големи ползи при третирането на отпадъчни води, като водоносните слоеве, поради способността му да абсорбира много вредни за околната среда замърсители, както и да филтрира отпадъчни материали, които се разтварят във вода и по-големи от порите на алуминиевите листове.