Alumiiniumoksiid (Al2O3) Keemiline struktuur, kasutusalad, omadused

The alumiiniumoksiid (Al₂O₃ keemilise valemiga), mida nimetatakse ka alumiiniumoksiidiks, alumiiniumoksiidiks, korundiks või alumiiniumtrioksiidiks, on metallioksiid, mis saadakse metalli ja hapniku (O) vahelises reaktsioonis. Hüdroksiidide kergeks moodustamiseks, kui nad reageerivad veega, tuntakse seda ka naatriumoksiidina.

Seda seetõttu, et perioodilise tabeli IIIA perekonnas oleval alumiiniumil on kalduvus anda viimase energia taseme elektronid. See tendents on tingitud selle metallilisest iseloomust ja selle madalast elektronegatiivsusest (1,61 Paulingi skaalal), mis annab talle elektropositiivsed omadused ja muundab selle katiooniks..

Seevastu on hapnik mitte-metalliline ja on kõrgema elektronegatiivsuse tõttu (elektroonselt kõrgem) (3,44 Paulingi skaalal). Seetõttu kaldub see elektronide vastuvõtmisega stabiliseerima viimase taseme elektroonilist energiat, mis muudab selle aniooniks.

Moodustunud võlakirjad on tugevad sidemed, mis annavad alumiiniumoksiidile suure tugevuse. Looduses ei leidu alumiiniumit looduslikult, näiteks kuld, hõbe, vask, väävel ja süsinik (teemant).

See tähendab, et alumiinium ei ole ühendatud ühegi teise elemendiga; See metall segatakse hapnikku moodustavate ühenditega, nagu korund või smirg, mis on väga vastupidavad ja abrasiivsed ühendid.

Indeks

• 1 Valem ja keemiline struktuur
• 2 Füüsikalised omadused
• 3 Keemilised omadused
• 4 Kasutamine
• 5 Viited

Valem ja keemiline struktuur

Molekulivalem: Al₂O₃

Füüsikalised omadused

- See on kaubanduslikult valge pulber, lõhnatu ja mittetoksiline.

- Mineraalühendina vastab see hematiidi rühmale. See on väga kõva materjal, millel on kõrge kulumiskindlus, mistõttu seda kasutatakse abrasiivmaterjalina.

- See juhib elektrit kergesti ja on ka hea soojusjuht.

- See on vastupidav kõrgete temperatuuride hapete ja aluste reaktsioonidele.

- See võib esineda erinevates värvides: punane või rubiin (kus alumiiniumioonid on asendatud Cr³⁺), kollane, roosa, safiir sinine, lilla, roheline, hall ja isegi värvitu.

- Selle heledus on klaasjas või adamantiin (teemant)

- Selle kõvaduse tõttu on see väga õrn valge.

- Selle kõvadus Mohsi skaalal on 9. See tähendab, et see võib kriimustada teisi mineraale, mille kõvadus on väiksem kui see; Siiski ei saa see kriimustada teemandit, mille kõvadus on 10 sama skaalal.

- Selle tihedus on 3,96 g / cm³

- Selle molekulmass (molaarmass) on 101,96 g / mol.

- Selle sulamistemperatuur on 2040 ° C.

- Selle keemistemperatuur on 2977 ° C.

- See on vees lahustumatu.

Keemilised omadused

Alumiiniumoksiid ei reageeri veega, kui see pole tugeva aluse juuresolekul.

Siiski, kui see reageerib hapetega, käitub see nii, nagu oleks see alus:

See näitab ka happe omadusi, kui see reageerib alustega:

Kuigi selles reaktsioonis ei teki vett, peetakse seda happeliseks, sest Al₂O₃ neutraliseerib NaOH. Seega, Al₂O₃ See on klassifitseeritud amfoteerseks oksiidiks, kuna sellel on mõlemad omadused: happeline ja aluseline.

Alkeenide ja tsükloalkeenide moodustamisel on tööstuses ja laboris üks kõige kasutatavamaid vorme alkoholi dehüdratsiooni teel..

Selleks tsirkuleeritakse alkoholi aur alumiiniumoksiidi või alumiiniumoksiidi kuumal katalüsaatoril (Al₂O₃); sellisel juhul peetakse seda Lewise happeks.

Kasutamine

- Alumiiniumit kasutatakse tööstuses alumiiniumi saamiseks.

- Seda kasutatakse keraamilise materjalina kõrge korrosioonikindluse tagamiseks kõrgel temperatuuril ja kulumisel.

- Seda kasutatakse soojusisolaatorina, eriti elektrolüütilistes rakkudes.

- Selle võime absorbeerida vett, mis muudab selle sobivaks kasutamiseks kuivatusainena.

- Seda kasutatakse katalüütilise agensina keemilistes reaktsioonides

- Oma kõrge termilise stabiilsuse tõttu kasutatakse seda oksüdeerijana keemilistes reaktsioonides, mis viiakse läbi kõrgetel temperatuuridel.

- Väldib katoodi ja anoodiliste klemmide oksüdeerumist elektrolüüsis.

- Suure kõvaduse ja vastupidavuse tõttu kasutatakse seda hambaravis hambaproteeside valmistamiseks.

- See on hea elektriisolaator bensiiniga töötavate sõidukite süüteküünaldel.

- Seda kasutatakse laialdaselt keraamika ja emailide valmistamiseks mõeldud kuulveskites.

- Tänu oma kergele kaalule kasutatakse inseneriprotsessides õhusõidukite valmistamiseks.

- Tänu oma kõrgele keemispunktile kasutatakse seda köögitarvikute, näiteks praepannide ja tulekindlate materjalide valmistamiseks.

- Seda kasutatakse termotestimismasinate mõõteseadmetes.

- Elektroonikatööstuses kasutatakse seda elektriühenduste passiivsete komponentide valmistamiseks ja takistite ja kondensaatorite tootmiseks.

- Seda kasutatakse keevitamiseks mõeldud täiteainete valmistamiseks.

- Alumiiniumoksiidi kasutatakse titaanoksiidi katmiseks (pigment, mida kasutatakse värvide ja plastpaberite jaoks). See väldib reaktsioone keskkonna ja seda tüüpi pigmentide vahel, mis ei lagune ega roosteta.

- Seda kasutatakse hambapastade abrasiivainena.

- Seda kasutatakse hemodialüüsiks.

- Söödalisandina toiduainetööstuses, kuna seda kasutatakse dispergeeriva ainena.

- See on deodorantide higistamisvastane aine.

- Alumiiniumoksiidi on kasutatud ortopeedilise materjalina. Kuna tegemist on inertse ja poorse materjaliga, on see sobiv kasutamiseks sellist tüüpi implantaatides. Need implantaadid võimaldavad fibrovaskulaarset kasvu, mistõttu paljunevad fibroblastid ja osteoblastid selles materjalis kiiresti..

- Biokeraamiline implantaat on valmistatud alumiiniumoksiidiga. See on kerge ja sellel on ühtne pooride struktuur, mis on omavahel hästi ühendatud. Mikrokristalliline struktuur on siledam kui töötlemata pind. Pärast postoperatiivset perioodi on see vähem süttivust võrreldes teiste implantaatide puhul kasutatavate materjalidega.

- Alumiiniumoksiidi helbed toodavad peegeldavat mõju autode värvides.

- Mõnedes rafineerimistehastes kasutatakse alumiiniumoksiidi vesiniksulfiidi toksiliste gaaside muundamiseks elementaarseks väävlis.

- Alumiiniumoksiidi kujul, mida nimetatakse aktiveeritud alumiiniumoksiidiks, on suur kasu heitvee, näiteks põhjaveekihtide töötlemisel, kuna see on võimeline adsorbeerima paljusid keskkonnale kahjulikke saasteaineid ning filtreerima vees lahustunud jäätmematerjali. suurem kui alumiiniumoksiidi lehtede pooride suurus.

Viited

1. Chang, R; Keemia, 1992, (neljas väljaanne), Mehhiko. McGraw-Hill Interamericana de México.
2. Pine.S; Hendrickson, J; Cram, D; Hammond, G (1980), Orgaaniline keemia, (neljas trükk), Mehhiko, McGraw-Hill de México
3. Kinjanjui, L., (s.f) Alumiiniumoksiidi omadused ja kasutusalad,See ikka töötab, Taastatud, itstillworks.com
4. Panjian L., Chikara, O., Tadashi, K., Kazuki, N., Naohiro, S., ja "Klaas de G., (1994). Hüdraaditud ränidioksiidi, titaani ja alumiiniumoksiidi roll apatiidi indutseerimisel implantaatidele. Journal of Biomedicals materjalid Teadusuuringud. 18. köide, lk. 7-15. DOI: 10.1002 / jbm.820280103.
5. Täielik teave kaljude, mineraalide ja vääriskivide kohta., Mineral.net., Taastatud, minerals.net
6. LaNore, S. (2017), alumiiniumoksiidi füüsikalised omadused, Science,Taastatud, sciencing.com