Karakterisoi alumiini jaksollisen aseman mukaan. Opettajan esittely. D. I. Mendelejev esitteli hänelle kemiallisen tasapainon, jossa yksi kuppi oli tehty kullasta, toinen - alumiinista. Kuppi alumiinia on tullut kalliimpaa kuin kulta. vastaanottamisesta

Oppitunnin tavoitteet:

Koulutus -opiskele fyysistä ja kemialliset ominaisuudet   alumiini ja sen laajuus. Näytä ominaisuus kemiallinen alkuaine   alumiinia ja tutkia atomin rakennetta.

Kehitys -   kehittää taitoja kokeen suorittamiseen siirtämällä tieteellis-kognitiivisen tekstin sisältöä kaavioiden muodossa; kommunikatiivisten kykyjen, kuuntelutaitojen kehittäminen, kyky ilmaista ajatuksiaan oikein.

Koulutus -edistää kemikaalien kanssa työskentelykulttuuria, turvallisuusmääräysten noudattamista, edistää tietoista kurinalaisuutta, selkeyttä ja työn organisointia.

Opiskelijoiden tulisi tietää:

alumiiniatomin rakenne, alumiinin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet yksinkertaisena aineena, soveltamisala.

Opiskelijoiden tulee kyetä:

karakterisoivat alumiinia, sekä kemiallista alkuainetta että yksinkertaista ainetta. Kirjoita reaktioyhtälöt, jotka osoittavat alumiinin kemialliset ominaisuudet molekyyli- ja redox-muodossa.

Oppitunnin tyyppi:

uuden materiaalin oppiminen.

Opiskelijoiden koulutustoiminnan organisoinnin muoto:

ryhmätyö, yksilöllinen, kemiallinen koe.

Opetusmenetelmät ja tekniikat:

haku, osittainen tutkimus, kemiallinen esittely, ryhmätyö, suulliset vastaukset taululle, itsenäinen työ   teksteillä, keskinäinen valvonta.

Oppitunnin varustus:

tieteelliset ja kasvatustekstit oppitunnin aiheesta, tehtäväkortit kunkin ryhmän aineiston tutkintasuunnitelman yksittäisiin kysymyksiin, PSE,
   Kokoelma “Alumiini ja sen yhdisteet”, alumiinifolio, suolahappo ja natriumhydroksidi, alumiini, laboratoriolaitteet.

1. Organisaation hetki.

Opettaja toivottaa opiskelijat tervetulleiksi.

2. Tukitietojen päivittäminen, aiheen viestintä, tehtävät ja oppitunnin rakenne:

Opettajan esittely

  Sinä itse teet kaiken
  ja rakkailleen ja itselleni,
  ja jos työssä ei ole menestystä,
  vika ei ole ongelma, yritä uudelleen.
D. Mendeleev.

Tutkimme edelleen metallien suurta ja tärkeää aihetta. Tänään oppitunnissa meidän on tutustuttava metalliin, jonka tunnet lapsuudesta lähtien. Haluan aloittaa tämän oppitunnin legendalla.
   ”Kerran muukalainen tuli Rooman keisarin Tiberiuksen luo. Lahjaksi keisarille hän toi kullan, jonka hän oli valmistanut kiiltävästä metallista, kuten hopeasta, mutta erittäin kevyestä metallista. Mestari kertoi minulle, että hän sai tämän metallin Clay Earthilta. Mutta keisari pelkäsi kullan ja hopean olevan arvoton, käski mestarin leikata ja hänen työpajansa tuhota. " Mistä metallista me puhumme?

(Tietoja alumiinista)

opettaja:

Siksi oppitunnimme teema on: "Alumiini on kemiallinen elementti ja yksinkertainen aine."
   Oppitunnin tavoitteet on muotoiltu.

Suunnitelma aiheen tutkimiseksi ryhmissä:

1. Fysikaaliset ominaisuudet   alumiinia.
2. Alumiinin kemialliset ominaisuudet.
3. Alumiinin käyttö ja sen läsnäolo luonnossa.

Ryhmätyösuunnitelma:

Tutki teksti ja korosta kysymykseesi liittyvät tiedot;
   - suorittaa ehdotetut tehtävät
   - valmistele aiheesta esitys esityksen lyhyyden, selvyyden ja selkeyden perusteella

Ryhmätyö materiaalin tutkimiseen.

Puheen valmistelu aiheesta.

Ryhmä 1.

Alumiinin kemiallisen elementin karakterisointi sen aseman perusteella PSChE: ssä.

asetus:

1. Katso teksti.
2. Anna alumiinin ominaisuudet PSHE: n tilanteen mukaan suunnitelman mukaan:

A) sarjanumero.
   B) atomimassa.
   C) ajanjakso (pieni, iso).
   D) ryhmä (alaryhmä: pää- tai toissijainen).
   D) kemiallinen merkki.
   E) Atomirakenne (ydinvaraus, protonien lukumäärä, elektronit, neutronit, elektroninen kaava).
   I) oksideja.
   K) haihtuvat vetyyhdisteet.

2. Keskustele tuloksista ryhmässä ja vastaa kysymyksiin:

1. Kuinka monta elektronia on alumiiniatomin ulkotasolla?
2. Lähettääkö tai vastaanottaako alumiini nämä elektronit?
3. Minkä hapettumisasteen alumiini-ioni saa tässä tapauksessa?
4. Tee johtopäätös: Mihin yhdisteluokkaan alumiini (metalli tai ei-metalli) kuuluu?
5. Vertaa alumiinin kemiallisen alkuaineen aktiivisuutta saman ajanjakson ryhmien 1 ja 2 alkioihin.
6. Valmista esitys aiheesta esityksen lyhyestä, selkeästä ja selkeästä esityksestä.

Ryhmä 2

Alumiinin fysikaaliset ominaisuudet.

asetus:

1. Katso teksti.
2. Korosta kysymykseesi liittyvä materiaali.
3. Selaa Alumiini ja sen seokset -kokoelmaa.
4. Keskustele ryhmän kysymyksistä:

• a) Yhdistelmätila, väri, kiilto, tiheys (kevyt tai raskas), sulavuus (helppo tai tulenkestävä), sähkö- ja lämmönjohtavuus, muovi.
• b) Piirrä saadut tiedot kaaviona.

5. Valmistele esitys esitettyyn kysymykseen, perustuu selvyyden lyhyisyydestä.

Ryhmä 3.

Alumiinin kemialliset ominaisuudet.

asetus:

1. Katso teksti.
2. Korosta kysymykseesi liittyvä materiaali.
3. Opi kuinka alumiini käyttäytyy monimutkaisten aineiden suhteen?
4. Suorita laboratoriotyöt ohjeiden avulla

asetus:

A) Suorita kokeet.
   B) Keskustele havaittuista ilmiöistä ryhmässä.
   C) Kirjoita reaktioyhtälö.
   D) Tee johtopäätökset.

5. Valmistele esitys aiheesta perustuen esityksen lyhyisyyteen, selkeyteen ja selkeyteen.

  Ryhmä 4.

Alumiinin käyttö.

asetus:

1. Katso teksti.
2. Korosta kysymykseesi liittyvä materiaali.
3. Keskustele seuraavista kysymyksistä ryhmässä:

a) Mikä on alumiinin merkitys ihmisen elämässä?
   b) Alumiinin käyttö yksinkertaisena aineena.

1. Tee kaavio, joka kuvaa alumiinin laajuutta.
2. Valmista esitys aiheesta, perustuu lyhyyteen, selkeyteen ja selkeyteen
3. Tutkimusryhmien raportti.

Kukin ryhmä, joka on suorittanut kaikki tehtävät, esittelee kysymyksensä kaavamaisesti keskusteluineen ja kommentteineen, opiskelijat tekevät muistiinpanoja, siirtävät ehdotetut kaaviot muistikirjoihin ja kaikkien ryhmien tuloksena kootaan vaiheittain oppitunnin tukeva yhteenveto.

Päätelmät oppitunnin aiheesta:

Kuinka monta elektronia on alumiiniatomin ulkoisella energiatasolla.
   - Missä määrin hapettuminen on alumiiniatomilla? Miksi? Entä ioni?
   - Millä kokeilla olemme osoittaneet, että alumiini on aktiivinen metalli?
   - Mitä aineita kutsutaan amfoteerisiksi?
   - Mihin ominaisuuksiin seuraavat sovellukset perustuvat?
   - Missä rungossa on eniten alumiinia?
   - onko mahdollista kauan   varastoida ruoka alumiinipakkauksiin?

1. kotitehtäviä:§ 13 - s. 60,? 1, 4. Valmistele esitys alumiinin käytöstä.
2. Opettajan lopullinen sana.

Opettaja kiittää opiskelijoita yhteistyöstä ja merkitsee puhujat taululle.

Ohje.

Alumiinia.
   Ryhmän III pääryhmään kuuluvat elementit: boori, alumiini, gallium, indium, tallium. Ulommassa elektronisessa kerroksessa näiden elementtien atomit sisältävät kolme elektronia (... ns2np1). Ne ovat p-elementtejä. Reaktioissa näiden elementtien atomit ovat pelkistäviä aineita, paitsi ei-metalliboori, se voi olla hapettava aine. Kaikilla tämän alaryhmän elementeillä on korkea hapetustila (+3). Ne muodostavat korkeammat oksidit E2O3 ja hydroksidit E (OH) 3, jotka osoittavat amfoteeriset ominaisuudet. Suurinta kiinnostusta tässä alaryhmässä ovat alumiini.

Alumiini vapaassa muodossaan on hopeanvalkoinen metalli, sillä on kiiltävä, korkea lämmönjohtavuus (tässä suhteessa kuparia huonompi), kevyt (tiheys 2,7 g / cm3) ja samalla se on kestävä metalli. Se on pehmeää, muovautuvaa metallia, se voidaan rullata folioon, vetää lankaksi. Se sulaa 6600C: n lämpötilassa. 6000 ° C: ssa alumiini muuttuu hauraaksi ja voidaan murskata jyväksi tai jauheeksi.
   Alumiini on metalli, jonka pinta on yleensä päällystetty ohuella, vahvalla oksidikalvolla. Lastujen ja jauheen muodossa se palaa kirkkaasti ilmassa, lähettäen paljon lämpöä.

   Huoneenlämpötilassa se reagoi aktiivisesti halogeenien kanssa, kuumennettuna se reagoi rikin (2000С), typen (8000 С) ja muiden ei-metallien kanssa.

Alumiinin ja monimutkaisten aineiden välinen suhde:

Alumiini liukenee suolahappoon minkä tahansa konsentraation:

Alumiini liukenee alkaliliuoksiin:

   Alumiinilla on tärkeä rooli. biologinen rooli   ihmisen elämässä. Hän osallistuu epiteeli- ja sidekudosten rakentamiseen. Alumiinipitoisuus ihmiskehossa (70 painokiloa kohti) on 61 mg. Sitä on kaikissa elimissä ja kudoksissa: ennen kaikkea maksassa, keuhkoissa ja aivojen luissa. Suurin alumiinin saanti kehossa on ruoka - se on leipomotuotteita, teetä (20 - 200 mg / 100 g tuotetta), perunoita - 4 mg / 100 g. tuote, keltainen nauri - 46 mg / 100 g tuotetta.

Kun valmistetaan ja varastoidaan ruokia alumiiniastioissa, alumiinin pitoisuus tuotteissa kaksinkertaistuu. Veren alumiinisisällön lisääntyminen stimuloi keskushermostoa. Kun elimistössä on liikaa alumiinia, motorinen aktiivisuus, kouristukset, muistin heikkeneminen, maksa- ja munuaissairaudet ovat heikentyneet. Alumiinipitoisuuden vähentyessä tapahtuu keskushermoston inhiboituminen.

Alumiinin laajuudet ovat erittäin lukuisia. Kevyyden ja lujuuden vuoksi alumiinia ja sen seoksia käytetään lentokone- ja rakettotieteessä (alumiinia kutsutaan siivekäsmetalli), alusten ja autojen rakennuksessa; rakentamisessa - ikkunakehysten ja ovien valmistukseen alumiinin keveyttä ja hyvää sähkönjohtavuutta käytetään voimajohtojen sähköjohtojen valmistuksessa. Lämmönjohtavuus ja myrkyttömyys ovat tärkeitä valmistettaessa alumiinisia keittiövälineitä ja folioita elintarvikkeiden varastointia varten. Alumiinijauhe on hopeamaalin valmistuksen perusta suojaamaan rautatuotteita korroosiolta. Alumiinin kykyä palaa ilmassa kirkkaassa liekissä käytetään värikkäiden ilotulitusten valmistukseen ja kipinöimien valmistukseen.

MÄÄRITYS

alumiini   sijaitsevat kolmannella jaksolla, jaksollisen taulukon pääryhmän (A) ryhmä III. Tämä on 3. jakson ensimmäinen p-elementti.

Metallia. Nimi - Al. Sarjanumero - 13. Suhteellinen atomimassa - 26.981 amu

Alumiiniatomin elektroninen rakenne

Alumiiniatomi koostuu positiivisesti varautuneesta ytimestä (+13), jonka sisällä on 13 protonia ja 14 neutronia. Ydintä ympäröivät kolme kuorta, joita pitkin 13 elektronia liikkuu.

Kuva 1. Kaavioesitys alumiiniatomin rakenteesta.

Elektronien jakautuminen kiertoradalle on seuraava:

13Al) 2) 8) 3;

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 .

Alumiinin ulkoisella energiatasolla on kolme elektronia, kaikki kolmannen alatason elektronit. Energiakaavio on seuraava:

Alumiiniatomille on teoriassa mahdollista virittynyt tila vapaan 3 läsnäolon takia dorbitaalien. Kuitenkin elektronien pariliitos 3 s- alatasoa ei todellakaan tapahdu.

Esimerkkejä ongelmien ratkaisemisesta

Esimerkki 1

Päivämäärä _____________ Luokka _______________
Aihe: Alumiini. Alumiinin sijainti jaksollinen järjestelmä   ja sen atomin rakenne. Oleminen luonnossa. Alumiinin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet.Oppitunnin tavoitteet: ota huomioon alumiinin jakautuminen luonnossa, sen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet sekä sen muodostamien yhdisteiden ominaisuudet.

Työn eteneminen

1. Oppitunnin organisatorinen hetki. 2. Uuden materiaalin tutkimus. alumiiniPääryhmäIII   jaksollisen järjestelmän ryhmät ovat boori (B), alumiini (Al) gallium (Ga), indium (In) ja tallium (Tl). Kuten yllä olevista tiedoista voidaan nähdä, kaikki nämä elementit avattiin vuonna 2006XIX luvulla. Pääryhmän metallien löytö III   ryhmät

1806 g	1825	1875	1863	1861
G. Lussac,	G. H. Oersted	L. de Bouabodran	F. Reich,	W. Crookes
L. Tenard	(Tanska)	(Ranska)	I. Richter	(Englanti)
(Ranska)			(Saksa)

Boori on ei-metalli. Alumiini on siirtymämetalli, ja gallium, indium ja tallium ovat täysmetalleja. Siten, kun jaksollisen järjestelmän kunkin ryhmän elementtien atomien säteet kasvavat, metalliset ominaisuudet yksinkertaiset aineet   monistettiin.Tässä luennossa tarkastellaan lähemmin alumiinin ominaisuuksia.1. Alumiinin sijainti D. I. Mendelejevin taulukossa. Atomin rakenne, esitetty hapetusaste. Alumiinielementti sijaitseeIII   ryhmä, pääasiallinen A-alaryhmä, jaksollisen järjestelmän 3 jaksoa, sarjanumero 13, suhteellinen atomimassaAr (Al ) \u003d 27. Sen naapuri taulukon vasemmalla puolella on magnesiumia - tyypillistä metallia, ja oikealla puolella - piitä - jo ei-metallia. Siksi alumiinilla on oltava joitain välituoteominaisuuksia ja sen yhdisteet ovat amfoteerisia.Al +13) 2) 8) 3, p on elementti, Pohjatila

1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 1

Innoissaan tila 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 1 3 p 2

Alumiinilla on hapetustila +3 yhdisteissä:Al 0 - 3 e - → Al +3 2. Fysikaaliset ominaisuudet Vapaa alumiini on hopeanvalkoinen metalli, jolla on korkea lämmön ja sähkönjohtavuus. Sulamispiste 650   noin C. Alumiinilla on pieni tiheys (2,7 g / cm2) 3 ) on noin kolme kertaa vähemmän kuin rautaa tai kuparia, ja samalla se on vahva metalli.3. Oleminen luonnossa Levinneisyys luonnossa vie1. metallien joukossa ja 3. elementtien joukossa toinen vain happea ja piitä. Alumiinin prosenttiosuus maankuori   eri tutkijoiden mukaan se on 7,45 - 8,14% maankuoren massasta.Luonnossa alumiinia esiintyy vain yhdisteissä   (Minerals). Jotkut heistä:  boksiitit - Al 2 O 3 H 2 O (epäpuhtauksilla SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)  nefeliini - KNa 3 4  aluniitit - KAl (SO 4) 2 2 Al (OH) 3  Alumiinioksidi (kaoliiniseokset hiekan SiO: n kanssa)   2, kalkkikivi CaCO 3, magnesiitti MgCO 3)  Korundi - Al 2 O 3  Maasälpä (ortoklaasi) - K   2 O × Al 2 O 3 × 6SiO 2  Kaoliniitti - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O · Aluniitti - (Na, K) 2SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al (OH) 3 Beryyli - 3BeO Al 2O 3 6SiO 2

bauksiitin

Al 2 O 3	korundi
	rubiini
	safiiri

4. Alumiinin ja sen yhdisteiden kemialliset ominaisuudet Alumiini on helposti vuorovaikutuksessa hapen kanssa, kun normaalit olosuhteet   ja päällystetty oksidikalvolla (se antaa mattapinnan).Sen paksuus on 0,00001 mm, mutta sen ansiosta alumiini ei syöpi. Alumiinin kemiallisten ominaisuuksien tutkimiseksi oksidikalvo poistetaan. (Hiekkapaperilla tai kemiallisesti: upotus ensin alkaliliuokseen oksidikalvon poistamiseksi ja sitten elohopeasuolojen liuokseen amalgaamialumiiniseoksen muodostamiseksi elohopean kanssa).
minä . Yhteisvaikutukset yksinkertaisten aineiden kanssa Jo huoneenlämpötilassa alumiini reagoi aktiivisesti kaikkien halogeenien kanssa muodostaen halogenideja. Kuumennettuna se on vuorovaikutuksessa rikin (200 ° C), typen (800 ° C), fosforin (500 ° C) ja hiilen (2000 ° C) kanssa jodin kanssa katalyytin - veden läsnä ollessa:2A l + 3 S \u003d A l 2 S 3   (alumiinisulfidi),2Al + N2 \u003d 2AlN   (alumiininitridi),A l + P \u003d A l P (alumiinifosfidi),4A1 + 3C \u003d A 1 4 C3   (alumiinikarbidia).2 Al + 3 I 2 \u003d 2 A II 3   (alumiinijodidi)Kaikki nämä yhdisteet hydrolysoidaan kokonaan alumiinihydroksidin ja vastaavasti vetysulfidin, ammoniakin, fosfiinin ja metaanin muodostamiseksi: Al 2 S 3   + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3   + 3H 2 SAl 4 C 3   + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4 Lastujen tai jauheen muodossa se palaa kirkkaasti ilmassa ja vapauttaa suuren määrän lämpöä:4A1 + 3 O 2 \u003d 2A I 2 O 3 + 1676 kJ.
II. Yhteisvaikutukset monimutkaisten aineiden kanssa Veden vuorovaikutus : 2 Al + 6 H20 \u003d 2 Al (OH) 3 + 3 H2 ei oksidikalvoa Yhteisvaikutukset metallioksidien kanssa: Alumiini on hyvä pelkistin, koska se on yksi aktiivisista metalleista. Se on sarjassa toimintoja heti alkalimetallimetallien jälkeen. siksipalauttaa metallit niiden oksidista . Tällaista reaktiota - aluminotermiaa - käytetään puhtaan harvinaisten metallien, kuten volframin, vanadiinin jne. Tuottamiseen.3 Fe 3 O 4 + 8 Al \u003d 4 Al 2 O 3 + 9 Fe + Q Termite seos Fe 3 O 4   ja Al (jauhe) - käytetään myös termiittihitsauksessa. С r 2 О 3 + 2А l \u003d 2С r + А l 2 О 3 Happovuorovaikutus : Rikkihappoliuoksella: 2 Al + 3 H   2SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3 H2 Kylmällä väkevällä rikkihapolla ja typpi ei reagoi (passivoi). Siksi typpihappo kuljetetaan alumiinisäiliöissä. Kuumennettuna alumiini pystyy palauttamaan nämä hapot ilman vedyn muodostumista:2А l + 6Н 2 SO 4 (conc) \u003d А l 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 + 6Н 2 О, А + 6Н NO 3 (conc) \u003d А l (NO 3) 3 + 3 NO 2 + 3H20. Alkali-vuorovaikutus . 2Al + 2 NaOH + 6H20 \u003d 2 Na2Al (OH) 4 + 3H2 na[A l(OH) 4 ] – natriumtetrahydroksoaluminaatti Kemisti Gorbovin ehdotuksesta Venäjän ja Japanin sodassa tätä reaktiota käytettiin vedyn tuottamiseen ilmapalloihin. Suolaliuoksilla: 2Al + 3 CuS04 \u003d Al2 (S04) 3 + 3 Cu Jos alumiinin pinta hierotaan elohopeaisuolalla, reaktio tapahtuu: 2 Al + 3 HgO 2 = 2 AICI 3 + 3 hgVapautunut elohopea liuottaa alumiinin muodostaen amalgaamin. 5. Alumiinin ja sen yhdisteiden käyttö
Alumiinin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ovat johtaneet sen laajaan käyttöön tekniikassa.Suurin alumiinin kuluttaja on ilmailuala. : 2/3 lentokoneesta koostuu alumiinista ja sen seoksista. Teräskone olisi liian raskas ja voisi kuljettaa paljon vähemmän matkustajia.Siksi alumiinia kutsutaan siivekäsmetalli. Kaapelit ja johdot on valmistettu alumiinista : jolla on sama sähkönjohtavuus, niiden massa on 2 kertaa pienempi kuin vastaavat kuparituotteet.Koska alumiinin korroosionkestävyys, siitätee typpihappolaitteiden ja säiliöiden osia . Alumiinijauhe on hopeamaalin valmistuksen perusta suojaamaan rautatuotteita korroosiolta, samoin kuin heijastamaan lämpöä, säiliöt ja palomiesten puvut peittävät tällaisen maalin.Alumiinioksidilla valmistetaan alumiinia sekä tulenkestäviä materiaaleja.Alumiinihydroksidi on maaloxin, almagelin, tunnettujen lääkkeiden pääkomponentti, joka vähentää mahamehun happamuutta. Alumiinisuolat hydrolysoituvat. Tätä ominaisuutta käytetään vedenpuhdistusprosessissa. Alumiinisulfaattia ja pieni määrä hiottua kalkkia johdetaan puhdistettuun veteen syntyvän hapon neutraloimiseksi. Seurauksena on, että alumiinihydroksidista vapautuu irtotavaraosa, joka laskeutuessaan kantaa suspendoituneita sameushiukkasia ja bakteereja.Siten alumiinisulfaatti on koagulantti.6. Alumiinin tuotanto 1) American Hall ja ranskalainen Eru keksivät nykyaikaisen, kustannustehokkaan alumiinin valmistusmenetelmän vuonna 1886. Se koostuu alumiinioksidiliuoksen elektrolyysistä sulassa kryoliitissa. Sulan kryoliitti Na   3 AlF6 liuottaa AI203: n,   kuinka vesi liuottaa sokeria. Alumiinioksidin ”liuoksen” elektrolyysi sulassa kryoliitissa tapahtuu ikään kuin kryoliitti olisi vain liuotin ja alumiinioksidi olisi elektrolyytti.2Al 2 O 3 sähkövirta → 4Al + 3O 2 Englantilaisessa poikien ja tyttöjen tietosanakirjassa alumiinia käsittelevä artikkeli alkaa seuraavilla sanoilla: ”23. helmikuuta 1886 sivilisaation historiassa alkoi uusi metallikausi - alumiinin aika. Sinä päivänä 22-vuotias kemisti Charles Hall tuli ensimmäisen opettajansa laboratorioon kymmenellä pienellä hopeanvalkoisesta alumiinista koostuvilla palloilla kädessään ja uutisten kanssa, että hän oli löytänyt tavan valmistaa tämä metalli edullisesti ja suurina määrinä. " Joten Hallista tuli amerikkalaisen alumiiniteollisuuden perustaja ja anglosaksi kansallinen sankariihmisenä, joka on tehnyt hienoa yritystä tieteestä. 2) 2Al 2 O 3 + 3 C \u003d 4 AI + 3 CO 2 TÄMÄ on mielenkiintoista:

Tanskalainen fyysikko Hans Christian Oersted tunnisti alumiinimetallin ensimmäisen kerran vuonna 1825. Ohjaamalla kaasumainen kloori hiilen kanssa sekoitetun kuuman alumiinioksidikerroksen läpi, eristettiin eristetty alumiinikloridi ilman mitään kosteutta. Metallisen alumiinin palauttamiseksi Oersted joutui käsittelemään alumiinikloridia kaliumamalgaamilla. Kahden vuoden kuluttua saksalainen kemisti Friedrich Wöller. Parannettu menetelmä korvaamalla kaliumamalgaami puhtaalla kaliumilla. 18–19-vuosisatojen aikana alumiini oli tärkein korumetalli. Vuonna 1889 Lontoon D.I. Mendeleev sai arvokkaan lahjan ansioistaan \u200b\u200bkemian kehittämisessä - kullasta ja alumiinista valmistetut vaa'at. Vuoteen 1855 mennessä ranskalainen tutkija Saint-Clair Deville kehitti menetelmän metallisen alumiinin tuottamiseksi teknisessä mittakaavassa. Mutta menetelmä oli erittäin kallis. Deville nautti Ranskan keisari Napoleon III: n erityisestä suojelusta. Merkkinä omistautumisestaan \u200b\u200bja kiitollisuudestaan \u200b\u200bPaholainen teki vastasyntyneen prinssin Napoleonin pojalle tyylikkäästi kaiverretun helistin - ensimmäiset "kulutustavarat", jotka on valmistettu alumiinista. Napoleon aikoi jopa varustaa vartijansa alumiinirunkoilla, mutta hinta oli kohtuullinen. Tuolloin 1 kg alumiinia oli arvoltaan 1 000 markkaa, ts. 5 kertaa kalliimpaa kuin hopea. Vasta elektrolyyttisen prosessin keksimisen jälkeen alumiinista tuli arvonsa yhtä suuri kuin tavalliset metallit. Mutta tiesitkö, että alumiini, joutuessaan ihmiskehoon, aiheuttaa hermoston häiriöitä. Ylimääräisenä aineenvaihdunta häiriintyy. Suoja-aine on C-vitamiini, kalsiumyhdiste, sinkki. Kun alumiini palaa happea ja fluoria, vapautuu paljon lämpöä. Siksi sitä käytetään lisäaineena rakettipolttoaineeseen. Saturnuksen raketti polttaa lennon aikana 36 tonnia alumiinijauhetta. Ajatuksen metallien käytöstä rakettipolttoaineen osana ilmaisi ensin F. A. Zander.

3. Tutkittavan materiaalin kiinnittäminen №1. Alumiinin saamiseksi alumiinikloridista voidaan pelkistysaineena käyttää kalsiummetallia. Tee yhtälö tästä kemiallinen reaktio, kuvaile tätä prosessia elektronisella vaa'alla.
Think! Miksi tätä reaktiota ei voida suorittaa vesiliuoksessa? №2. Täytä kemiallinen yhtälö:
Al + H2S04 (liuos) -\u003e
Al + CuCl2 -\u003e
Al + HN03 (konc) - t -\u003e
Al + NaOH + H20 -\u003e Ei. 3. Ratkaise ongelma:
Alumiinin ja kuparin seokselle vaikutti ylimäärä väkevää natriumhydroksidiliuosta kuumennettaessa. 2,24 litraa kaasua erottui (n.o.). Laske seoksen prosentuaalinen koostumus, jos sen kokonaismassa oli 10 g?4. Kotitehtävät A.42, ohjaus. 1-11. Tehtävät 1-3 sivulla 131

VARALLINEN TALOUSARVION KOULUTUSLAITOKSEN

YLEINEN KOULU № 81

Alumiinia. Alumiinin sijainti jaksollisessa järjestelmässä ja sen atomin rakenne. Oleminen luonnossa. Alumiinin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet.

kemian opettaja

MBOU OSH №81

2013

Oppitunnin teema: Alumiini. Alumiinin sijainti jaksollisessa järjestelmässä ja sen atomin rakenne. Oleminen luonnossa. Alumiinin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet.
Oppitunnin tavoitteet: ota huomioon alumiinin jakautuminen luonnossa, sen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet sekä sen muodostamien yhdisteiden ominaisuudet.

Työn eteneminen

1. Oppitunnin organisatorinen hetki. 2. Uuden materiaalin tutkimus. alumiiniPääryhmäIII   jaksollisen järjestelmän ryhmät käsittävät boorin (B), (Al) gallium (Ga), indium (In) ja tallium (Tl). Kuten yllä olevista tiedoista voidaan nähdä, kaikki nämä elementit avattiin vuonna 2006XIX luvulla.

Pääryhmän metallien löytö III   ryhmät

Boori on ei-metalli. Alumiini on siirtymämetalli, ja gallium, indium ja tallium ovat täysmetalleja. Siten, kun jaksollisen järjestelmän kunkin ryhmän elementtien atomien säteet kasvavat, yksinkertaisten aineiden metalliset ominaisuudet kasvavat.Tässä luennossa tarkastellaan lähemmin alumiinin ominaisuuksia.1. Alumiinin sijainti D. I. Mendelejevin taulukossa. Atomin rakenne, esitetty hapetusaste. Alumiinielementti sijaitseeIII   ryhmä, pääasiallinen A-alaryhmä, jaksollisen järjestelmän 3 jaksoa, sarjanumero 13, suhteellinen atomimassaAr (Al ) \u003d 27. Sen naapuri taulukon vasemmalla puolella on magnesiumia - tyypillistä metallia, ja oikealla puolella - piitä - jo ei-metallia. Siksi alumiinilla on oltava joitain välituoteominaisuuksia ja sen yhdisteet ovat amfoteerisia.

Al +13) 2) 8) 3, p on elementti,

Pohjatila

1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 1

Alumiinilla on hapetustila +3 yhdisteissä:Al 0 - 3 e - → Al +3 2. Fysikaaliset ominaisuudet Vapaa alumiini on hopeanvalkoinen metalli, jolla on korkea lämmön ja sähkönjohtavuus. Sulamispiste 650   noin C. Alumiinilla on pieni tiheys (2,7 g / cm2) 3 ) on noin kolme kertaa vähemmän kuin rautaa tai kuparia, ja samalla se on vahva metalli.3. Oleminen luonnossa Levinneisyys luonnossa vie1. metallien joukossa ja 3. elementtien joukossa toinen vain happea ja piitä. Eri tutkijoiden mukaan alumiinin osuus maankuoressa on 7,45 - 8,14% maankuoren massasta.Luonnossa alumiinia esiintyy vain yhdisteissä   (Minerals). Jotkut heistä:  boksiitit - Al 2 O 3 H 2 O (epäpuhtauksilla SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)  nefeliini - KNa 3 4  aluniitit - KAl (SO 4) 2 2Al (OH) 3 Alumiinioksidi (kaoliiniseokset hiekan SiO: n kanssa)   2, kalkkikivi CaCO 3, magnesiitti MgCO 3)  Korundi - Al 2 O 3  Maasälpä (ortoklaasi) - K   2 O × Al 2 O 3 × 6SiO 2  Kaoliniitti - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O · Aluniitti - (Na, K) 2SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al (OH) 3 Beryyli - 3BeO Al 2O 3 6SiO 2

bauksiitin

4. Alumiinin ja sen yhdisteiden kemialliset ominaisuudet Alumiini on helposti vuorovaikutuksessa hapen kanssa normaaleissa olosuhteissa ja se on päällystetty oksidikalvolla (se antaa mattapinnan).Sen paksuus on 0,00001 mm, mutta sen ansiosta alumiini ei syöpi. Alumiinin kemiallisten ominaisuuksien tutkimiseksi oksidikalvo poistetaan. (Hiekkapaperilla tai kemiallisesti: upotus ensin alkaliliuokseen oksidikalvon poistamiseksi ja sitten elohopeasuolojen liuokseen amalgaamialumiiniseoksen muodostamiseksi elohopean kanssa).
minä . Yhteisvaikutukset yksinkertaisten aineiden kanssa Jo huoneenlämpötilassa alumiini reagoi aktiivisesti kaikkien halogeenien kanssa muodostaen halogenideja. Kuumennettuna se on vuorovaikutuksessa rikin (200 ° C), typen (800 ° C), fosforin (500 ° C) ja hiilen (2000 ° C) kanssa jodin kanssa katalyytin - veden läsnä ollessa:2A l + 3 S \u003d A l 2 S 3   (alumiinisulfidi),2Al + N2 \u003d 2AlN   (alumiininitridi),A l + P \u003d A l P (alumiinifosfidi),4A1 + 3C \u003d A 1 4 C3   (alumiinikarbidia).2 Al + 3 I 2 \u003d 2 A II 3   (alumiinijodidi)Kaikki nämä yhdisteet hydrolysoidaan kokonaan alumiinihydroksidin ja vastaavasti vetysulfidin, ammoniakin, fosfiinin ja metaanin muodostamiseksi: Al 2 S 3   + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3   + 3H 2 SAl 4 C 3   + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4 Lastujen tai jauheen muodossa se palaa kirkkaasti ilmassa ja vapauttaa suuren määrän lämpöä:4A1 + 3 O 2 \u003d 2A I 2 O 3 + 1676 kJ.
II. Yhteisvaikutukset monimutkaisten aineiden kanssa Veden vuorovaikutus : 2 Al + 6 H20 \u003d 2 Al (OH) 3 + 3 H2 ei oksidikalvoa Yhteisvaikutukset metallioksidien kanssa: Alumiini on hyvä pelkistin, koska se on yksi aktiivisista metalleista. Se on sarjassa toimintoja heti alkalimetallimetallien jälkeen. siksipalauttaa metallit niiden oksidista . Tällaista reaktiota - aluminotermiaa - käytetään puhtaan harvinaisten metallien, kuten volframin, vanadiinin jne. Tuottamiseen.3 Fe 3 O 4 + 8 Al \u003d 4 Al 2 O 3 + 9 Fe + Q Termite seos Fe 3 O 4   ja Al (jauhe) - käytetään myös termiittihitsauksessa. С r 2 О 3 + 2А l \u003d 2С r + А l 2 О 3 Happovuorovaikutus : Rikkihappoliuoksella: 2 Al + 3 H   2SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3 H2 Kylmällä väkevällä rikkihapolla ja typpi ei reagoi (passivoi). Siksi typpihappo kuljetetaan alumiinisäiliöissä. Kuumennettuna alumiini pystyy palauttamaan nämä hapot ilman vedyn muodostumista:2А l + 6Н 2 SO 4 (conc) \u003d А l 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 + 6Н 2 О, А + 6Н NO 3 (conc) \u003d А l (NO 3) 3 + 3 NO 2 + 3H20. Alkali-vuorovaikutus . 2Al + 2 NaOH + 6H20 \u003d 2 Na2Al (OH) 4 + 3H2 na[A l(OH) 4 ] – natriumtetrahydroksoaluminaatti Kemisti Gorbovin ehdotuksesta Venäjän ja Japanin sodassa tätä reaktiota käytettiin vedyn tuottamiseen ilmapalloihin. Suolaliuoksilla: 2Al + 3 CuS04 \u003d Al2 (S04) 3 + 3 Cu Jos alumiinin pinta hierotaan elohopeaisuolalla, reaktio tapahtuu: 2 Al + 3 HgO 2 = 2 AICI 3 + 3 hgVapautunut elohopea liuottaa alumiinin muodostaen amalgaamin. 5. Alumiinin ja sen yhdisteiden käyttö
Alumiinin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ovat johtaneet sen laajaan käyttöön tekniikassa.Suurin alumiinin kuluttaja on ilmailuala. : 2/3 lentokoneesta koostuu alumiinista ja sen seoksista. Teräskone olisi liian raskas ja voisi kuljettaa paljon vähemmän matkustajia.Siksi alumiinia kutsutaan siivekäsmetalli. Kaapelit ja johdot on valmistettu alumiinista : jolla on sama sähkönjohtavuus, niiden massa on 2 kertaa pienempi kuin vastaavat kuparituotteet.Koska alumiinin korroosionkestävyys, siitätee typpihappolaitteiden ja säiliöiden osia . Alumiinijauhe on hopeamaalin valmistuksen perusta suojaamaan rautatuotteita korroosiolta, samoin kuin heijastamaan lämpöä, säiliöt ja palomiesten puvut peittävät tällaisen maalin.Alumiinioksidilla valmistetaan alumiinia sekä tulenkestäviä materiaaleja.Alumiinihydroksidi on maaloxin, almagelin, tunnettujen lääkkeiden pääkomponentti, joka vähentää mahamehun happamuutta. Alumiinisuolat hydrolysoituvat. Tätä ominaisuutta käytetään vedenpuhdistusprosessissa. Alumiinisulfaattia ja pieni määrä hiottua kalkkia johdetaan puhdistettuun veteen syntyvän hapon neutraloimiseksi. Seurauksena on, että alumiinihydroksidista vapautuu irtotavaraosa, joka laskeutuessaan kantaa suspendoituneita sameushiukkasia ja bakteereja.Siten alumiinisulfaatti on koagulantti.6. Alumiinin tuotanto 1) American Hall ja ranskalainen Eru keksivät nykyaikaisen, kustannustehokkaan alumiinin valmistusmenetelmän vuonna 1886. Se koostuu alumiinioksidiliuoksen elektrolyysistä sulassa kryoliitissa. Sulan kryoliitti Na   3 AlF6 liuottaa AI203: n,   kuinka vesi liuottaa sokeria. Alumiinioksidin ”liuoksen” elektrolyysi sulassa kryoliitissa tapahtuu ikään kuin kryoliitti olisi vain liuotin ja alumiinioksidi olisi elektrolyytti.2Al 2 O 3 sähkövirta → 4Al + 3O 2 Englantilaisessa poikien ja tyttöjen tietosanakirjassa alumiinia käsittelevä artikkeli alkaa seuraavilla sanoilla: ”23. helmikuuta 1886 sivilisaation historiassa alkoi uusi metallikausi - alumiinin aika. Sinä päivänä 22-vuotias kemisti Charles Hall tuli ensimmäisen opettajansa laboratorioon kymmenellä pienellä hopeanvalkoisesta alumiinista valmistetulla pallolla kädessään ja uutisten kanssa, että hän oli löytänyt tavan valmistaa tämä metalli edullisesti ja suurina määrinä. " Joten Hallista tuli amerikkalaisen alumiiniteollisuuden perustaja ja anglosaksinen kansallinen sankari mieheksi, joka teki tieteestä hienoa liiketoimintaa. 2) 2Al 2 O 3 + 3 C \u003d 4 AI + 3 CO 2 TÄMÄ on mielenkiintoista:

Tanskalainen fyysikko Hans Christian Oersted tunnisti alumiinimetallin ensimmäisen kerran vuonna 1825. Ohjaamalla kaasumainen kloori hiilen kanssa sekoitetun kuuman alumiinioksidikerroksen läpi, eristettiin eristetty alumiinikloridi ilman mitään kosteutta. Metallisen alumiinin palauttamiseksi Oersted joutui käsittelemään alumiinikloridia kaliumamalgaamilla. Kahden vuoden kuluttua saksalainen kemisti Friedrich Wöller. Parannettu menetelmä korvaamalla kaliumamalgaami puhtaalla kaliumilla. 18–19-vuosisatojen aikana alumiini oli tärkein korumetalli. Vuonna 1889 Lontoon D.I. Mendeleev sai arvokkaan lahjan ansioistaan \u200b\u200bkemian kehittämisessä - kullasta ja alumiinista valmistetut vaa'at. Vuoteen 1855 mennessä ranskalainen tutkija Saint-Clair Deville kehitti menetelmän metallisen alumiinin tuottamiseksi teknisessä mittakaavassa. Mutta menetelmä oli erittäin kallis. Deville nautti Ranskan keisari Napoleon III: n erityisestä suojelusta. Merkkinä omistautumisestaan \u200b\u200bja kiitollisuudestaan \u200b\u200bPaholainen teki vastasyntyneen prinssin Napoleonin pojalle tyylikkäästi kaiverretun helistin - ensimmäiset "kulutustavarat", jotka on valmistettu alumiinista. Napoleon aikoi jopa varustaa vartijansa alumiinirunkoilla, mutta hinta oli kohtuullinen. Tuolloin 1 kg alumiinia oli arvoltaan 1 000 markkaa, ts. 5 kertaa kalliimpaa kuin hopea. Vasta elektrolyyttisen prosessin keksimisen jälkeen alumiinista tuli arvonsa yhtä suuri kuin tavalliset metallit. Mutta tiesitkö, että alumiini, joutuessaan ihmiskehoon, aiheuttaa hermoston häiriöitä. Ylimääräisenä aineenvaihdunta häiriintyy. Suoja-aine on C-vitamiini, kalsiumyhdiste, sinkki. Kun alumiini palaa happea ja fluoria, vapautuu paljon lämpöä. Siksi sitä käytetään lisäaineena rakettipolttoaineeseen. Saturnuksen raketti polttaa lennon aikana 36 tonnia alumiinijauhetta. Ajatuksen metallien käytöstä rakettipolttoaineen osana ilmaisi ensin F. A. Zander.

3. Tutkittavan materiaalin kiinnittäminen №1. Alumiinin saamiseksi alumiinikloridista voidaan pelkistysaineena käyttää kalsiummetallia. Tee yhtälö tälle kemialliselle reaktiolle, karakterisoi tämä prosessi elektronisella vaa'alla.
Think! Miksi tätä reaktiota ei voida suorittaa vesiliuoksessa? №2. Täytä kemiallinen yhtälö:
Al + H2S04 (liuos) -\u003e
Al + CuCl2 -\u003e
Al + HN03 (konc) - t -\u003e
Al + NaOH + H20 -\u003e Ei. 3. Ratkaise ongelma:
Alumiinin ja kuparin seokselle vaikutti ylimäärä väkevää natriumhydroksidiliuosta kuumennettaessa. 2,24 litraa kaasua erottui (n.o.). Laske seoksen prosentuaalinen koostumus, jos sen kokonaismassa oli 10 g?4. Kotitehtävät Huomaa: Esitystä voidaan käyttää oppitunnissa.   "Alumiini. Alumiinin sijainti jaksollisessa järjestelmässä ja sen atomin rakenne. Oleminen luonnossa. Alumiinin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ".