1. 1
გაკვეთილი N19
საშინაო დავალების შემოწმება
1. m(Na2CO3) = 212გ
2. Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O
CaSO4 + Na2CO3 → Na2SO4 + CaCO3↓
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
9000
CaCO3 CaO + CO2
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2
700
Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2
3. t ≈ 1სთ და 20წთ 25 წამი
ალუმინი
ელემენტი ალუმინი მოთავსებულია ელემენტთა პერიოდული სისტემის III
პერიოდის III ჯგუფში. რიგობრივი ნომერია 13. M(Al)=27გ/მოლი. ამ ელემენტის
ატომის აღნაგობა შეიძლება ასე გამოვსახოთ
K L M
3d
3p
3s
+13 2 8 3
[1s2 2s2 2p6] 3s2 3p1
+3
Al - 3e Al
ნაერთებში მუდმივად +3 დაჟანგულობის ხარისხს ავლენს.
ბუნებაში ყველა მეტალზე უფრო ფართოდაა გავრცელებული. დედამიწის ქერქის
დაახლოებით 9% მოდის ალუმინზე. ის შედის მთის ქანების და თიხის
შემადგენლობაში ალუმოსილიკატის სახით.
მათ გარდა გვხვდება Al2O3 – კორუნდი, ლალი, საფირონი.
Al2O3 ⋅ nH2O – ბოქსიტი
Na3AlF6 – კრიოლიტი
მიღება
მიუხედავად იმისა, რომ დედამიწის ქერქში ალუმინი ყველა მეტალზე მეტია, ამ
ელემენტის მიღება თავისუფალი სახით სულ ორი საუკუნის წინ განხორციელდა,
სხვა მეტალებს კი კაცობრიობა რამოდენიმე ათასწლეულია იყენებს. ამის მიზეზი ის
არის, რომ წმინდა ქიმიური გზით ალუმინის მიღება შეუძლებელია. ალუმინი
მხოლოდ Al2O3–ის (თიხამიწა) ნალღობის ელექტროლიზით მიიღება. Al2O3–ს ძალიან
2. 2
მაღალი ლღობის ტემპერატურა აქვს (20450), ამიტომ მას ხსნიან გამლღვალ
კრიოლიტში დაახლოებით 10000C-ზე.
რეაქციას ატარებენ ფოლადის ყუთში, რომლის კედლებზე დაფენილია გრაფიტი.
გრაფიტი კათოდის როლს ასრულებს. გამღვალ ნარევში (კრიოლიტი + Al2O3)
ჩაშვებულია ნახშირის ღეროები, რომლებიც ანოდის როლს ასრულებენ. ნალღობში
ატარებენ მუდმივ დენს, რომლის ძაბვაა 4-6ვოლტი, ხოლო დენის ძალა ≈ 60000ამპ.
+
-
anu
Al2O3 ანუ Al AlO3 Al3+ + AlO33-
Al2O3 + Na3AlF6
კათოდზეe Al3+ + 3e
kaT o d z Al0
ano d z e
ანოდზე 2AlO33- - 6e Al2O3 + 3O
3C + 3O 3CO
გამოყოფილ ჟანგბადთან ურთიერთქმედებისას ნახშირის ანოდები თანდათან
იწვება და მათ ახლებით ცვლიან. კათოდზე წარმოქმნილი ალუმინი ლღვება და
ჩაედინება ჭურჭლის ფსკერზე, რომელსაც სპეციალური ხვრელიდან გადმოასხამენ.
ჭურჭელში უმატებენ ახალი ულუფა Al2O3-ს და პროცესი განუწყვეტლივ
მიმდინარეობს.
ალუმინი მოვერცხლისფრო თეთრი ფერის მეტალია, მსუბუქია (ρ=2,7გ/სმ3) კარგად
ატარებს ელექტრულ დენს. ელექტროსადენების დაახლოებით ნახევარი
ალუმინისგან მზადდება. ალუმინის შენადნობები ინარჩუნებენ სიმსუბუქეს და
იჩენენ საკმაო სიმაგრეს. ამის გამო ისინი ფართოდ გამოიყენებიან მშენებლობაში,
მანქანათმშენებლობაში. განსაკუთრებით კი ავიამშენებლობაში.
ალუმინი რეაგირებს არამეტალებთან, წყალთან, მჟავებთან, ტუტეებთან, მეტალთა
ოქსიდებთან.
1.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
4Al + 3O2 → 2Al2O3
2Al + 3S → 2Al2S3
2Al + N2 → AlN
Al + P → AlP
4Al + 3C → Al4C3
2. ჰაერთან შეხებისთანავე ალუმინის ზედაპირი იფარება ძალიან მტკიცე თხელი
ოქსიდური ფენით, რომელიც იცავს ალუმინს შემდეგი გარდაქმნისგან.
ამიტომაა, რომ საყოფაცხოვრებო ჭურჭელი შეიძლება დამზადდეს
ალუმინისგან. მასში ვადუღებთ წყალს და ამ დროს ალუმინსა და წყალს შორის
არავითარი ქიმიური რეაქცია არ მიმდინარეობს. მაგრამ საკმარისია რაიმე
მექანიკური საშუალებით ან ქიმიური რეაქციის შედეგად მოვაცილოთ
ალუმინს ოქსიდური ფენა, რომ ის შედის რეაქციაში წყალთან
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
3. 3
3. ჩვეულებრივი მჟავები (HCl, განზ H2SO4 და ა.შ. ადვილად ხსნიან ალუმინს
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2
ცივი კონცენტრირებული აზოტმჟავა და გოგირდმჟავა კი “აპასიურებს”
ალუმინს. თუმცა ეს რეაგენტები გაცხელებისა რეაგირებენ ალუმინთან. მაგ:
t0
2Al + 6H SO
2 4 Al (SO ) + 6H O + 3SO
2 4 3 2 2
(ko nc
(კონც))
4. ტუტის ხსნარი ალუმინს შემოაცლის დამცავ ოქსიდურ ფენას, რადგან Al2O3
ამფოტერული ოქსიდია და იხსნება ტუტეში. შემდეგ ალუმინი რეაგირებს
წყალთან:
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
წარმოქმნილი ალუმინის ჰიდროქსიდი რეაგირებს ტუტესთან.
2H3AlO3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + 4H2O
შევაჯამოთ ამ ორი რეაქციის ტოლობა:
2
2Al + 6H2O + 2Al(OH)3 + 2NaOH 2NaAlO2 + 4H2O + 2Al(OH)3 + 3H2
2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2
ნატრიუმის ალუმინატი NaAlO2 შეიძლება ჰიდრატირებული სახით ასეც
ჩაიწეროს:
Na[Al(OH)4]
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4]+3H2
5. ალუმინოთერმიის გზით შეიძლება მათი ოქსიდებიდან მივიღოთ Ca, Cr, Fe და
მრავალი სხვა მეტალი
3CaO + 2Al → Al2O3 + 3Ca
Cr2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Cr და ა.შ.
Al2O3 – თეთრი ფერის ძნელადლღობადი ნივთიერებაა. ამფოტერული ბუნებისაა.
ბუნებაში გვხვდება მინერალ კორუნდის სახით. კორუნდი ძალიან მაგარია და
გამოიყენება სახეხი და სალესი ქვების დასამზადებლად.
Al(OH)3 – თეთრი ნალექია. ამფოტერული ბუნებისაა. მიიღება ალუმინის
მარილებზე NH4OH-ის მოქმედებისას:
Al3+ + 3NH4OH → Al(OH)3 + 3NH4+
შეიძლება NaOH ან KOH გამოყენებაც, მაგრამ ამ დროს სინჯარაში უნდა ავიღოთ
ალუმინის მარილი, ხოლო ზემოდან უნდა დავაწვეთოთ ტუტის ხსნარი. ტუტის
დაწვეთება უნდა შევწყვიტოთ ნალექის მაქსიმალური რაოდენობის დაფიქსირებისას:
3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3↓ + 3NaCl
4. 4
თუ გავაგრძელებთ ტუტის დამატებას ალუმინის ჰიდროქსიდის ნალექი გაიხსნება.
NaOH + Al(OH)3 → Na[Al(OH)4] + 2H2O
NaAlO2 შეიძლება ასეც ჩაიწეროს Na[Al(OH)4]
როგორც ავღნიშნეთ Al2O3 და Al(OH)3 ამფოტერულებია, ე.ი. რეაგირებენ როგორც
მჟავებთან ისე ტუტეებთან:
Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2KOH 2KAlO2 + H2O
Al(OH) 3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O
Al(OH) 3 + KOH K[Al(OH) 4]
Al(OH) 3 + 3H+ Al3+ + 3H2O
i o nur ad
იონურად
Al(OH) 3 + OH- [Al(OH)4] -
საშინაო დავალება
1. შეადგინეთ შემდეგ გარდაქმნათა შესაბამისი ტოლობები:
Al2O3 NaAlO2
Al AlCl3
Al(OH)3 Na[Al(OH)4]
2. ალუმინის შემცველი 1,240გ მასალა დაამუშავეს ჭარბი ნატრიუმის ტუტის
ხსნარით. გამოყოფილი წყალბადის მოცულობაა 1,344ლ (ნ.პ.). როგორია ამ
ნიმუშში ალუმინის მასური წილი?
3. სპილენძისა და ალუმინის 10გ შენადნობი დაამუშავეს ნატრიუმის ტუტით.
გაუხსნელი ნივთიერება დაამუშავეს კონცენტრირებული აზოტმჟავათი.
მიღებული ხსნარი ააორთქლეს. ნალექი გაავარვარეს და მიიღეს 8გ ნაშთი.
გამოთვალეთ როგორი იყო საწყის ნარევში ალუმინის და სპილენძის მასური
წილები და დაწერეთ ყველა გარდაქმნის შესაბამისი რეაქციის ტოლობა.
4. ალუმინის და ქლორის ურთიერთქმედებისას 13,35გ ალუმინის ქლორიდი
მიიღეს. რამდენი გრამი MnO2 და რამდენი მლ 36%-იანი მარილმჟავას (ρ=1,18)
ხსნარია საჭირო იმისათვის, რომ მივიღოთ იმდენივე ქლორი, რომელიც
საკმარისია შესაბამისი AlCl3-ის მისაღებად?