Οξείδιο του αργιλίου (Al2O3) Χημική δομή, χρήσεις, ιδιότητες

Το οξείδιο του αργιλίου (Al₂Ο₃ χημικός τύπος), που ονομάζεται επίσης αλουμίνα, οξείδιο του αργιλίου, κορούνδιο ή τριοξείδιο του αργιλίου, είναι ένα οξείδιο μετάλλου που παράγεται από την αντίδραση μεταξύ ενός μετάλλου και οξυγόνο (Ο). Είναι επίσης γνωστό ως βασικό οξείδιο, για την ευκολία σχηματισμού υδροξειδίων όταν αντιδρούν με νερό.

Αυτό συμβαίνει επειδή το αλουμίνιο που είναι στην οικογένεια IIIA του περιοδικού πίνακα έχει την τάση να αποδίδει τα ηλεκτρόνια του τελευταίου ενεργειακού επιπέδου. Αυτή η τάση οφείλεται στην μεταλλική φύση της και χαμηλή ηλεκτραρνητικότητα του (1.61 στην κλίμακα Pauling), τα οποία δίνουν ηλεκτροθετικών ιδιότητες και να το καταστήσει ένα κατιόν.

Αντίθετα, το οξυγόνο είναι μη μεταλλικό και είναι πιο ηλεκτροαρνητικό λόγω της υψηλής ηλεκτροαγγελίας του (3,44 στην κλίμακα Pauling). Επομένως, τείνει να σταθεροποιήσει την ηλεκτρονική ενέργεια του τελευταίου επιπέδου της με την αποδοχή των ηλεκτρονίων, γεγονός που την καθιστά ανιόν.

Οι δεσμοί που σχηματίζονται είναι ισχυροί δεσμοί, που δίνουν στο οξείδιο του αλουμινίου μεγάλη αντοχή. Στη φύση, το αλουμίνιο δεν βρίσκεται στη φυσική του μορφή, όπως χρυσός, ασήμι, χαλκός, θείο και άνθρακας (διαμάντι).

Αυτό σημαίνει ότι το αλουμίνιο δεν συνδυάζεται με κανένα άλλο στοιχείο. Αυτό το μέταλλο αναμειγνύεται με ενώσεις που σχηματίζουν οξυγόνο όπως το κορούνδιο ή το σμύριδα, οι οποίες είναι εξαιρετικά ανθεκτικές και λειαντικές ενώσεις.

Ευρετήριο

• 1 Τύπος και χημική δομή
• 2 Φυσικές ιδιότητες
• 3 Χημικές ιδιότητες
• 4 Χρήσεις
• 5 Αναφορές

Τύπος και χημική δομή

Μοριακός τύπος: ΑΙ₂Ο₃

Φυσικές ιδιότητες

- Βρίσκεται στο εμπόριο ως λευκή σκόνη, άοσμη και μη τοξική.

- Ως ανόργανη ένωση αντιστοιχεί στην ομάδα του αιματίτη. Είναι ένα πολύ σκληρό υλικό που έχει μεγάλη αντοχή στη φθορά, επομένως χρησιμοποιείται ως λειαντικό υλικό.

- Κάνει εύκολα ηλεκτρική ενέργεια και είναι επίσης καλός θερμικός αγωγός.

- Είναι ανθεκτικό στις αντιδράσεις με οξέα και βάσεις σε υψηλές θερμοκρασίες.

- Μπορεί να εμφανιστεί σε διαφορετικά χρώματα: κόκκινο ή ρουμπίνι (όπου τα ιόντα αλουμινίου έχουν αντικατασταθεί από Cr³⁺), κίτρινο, ροζ, ζαφείρι μπλε, πορφυρό, πράσινο, γκρι και ακόμη και άχρωμο.

- Η φωτεινότητα του είναι υαλώδης ή αδαμαντίνη (διαμάντι)

- Έχει μια πολύ λεπτή λευκή λωρίδα λόγω της σκληρότητάς της.

- Η σκληρότητα της στην κλίμακα του Mohs είναι 9. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να γρατσουνίσει άλλα μέταλλα με λιγότερη σκληρότητα από αυτό. Ωστόσο, δεν μπορεί να χαράξει το διαμάντι που έχει σκληρότητα 10 στην ίδια κλίμακα.

- Η πυκνότητά του είναι 3,96 g / cm³

- Το μοριακό βάρος (μοριακή μάζα) είναι 101,96 g / mol.

- Το σημείο τήξης του είναι 2040 ° C.

- Το σημείο βρασμού του είναι 2977 ° C.

- Είναι αδιάλυτο στο νερό.

Χημικές ιδιότητες

Το οξείδιο του αλουμινίου δεν αντιδρά με το νερό εκτός εάν υπάρχει παρουσία ισχυρής βάσης.

Ωστόσο, όταν αντιδρά με οξέα, συμπεριφέρεται σαν να ήταν μια βάση:

Παρουσιάζει επίσης ιδιότητες οξέος όταν αντιδρά με βάσεις:

Παρόλο που δεν σχηματίζεται νερό σε αυτή την αντίδραση, θεωρείται όξινη βάση επειδή η Al₂Ο₃ εξουδετερώνει το ΝθΟΗ. Ως εκ τούτου, το Al₂Ο₃ Είναι ταξινομημένο ως αμφοτερικό οξείδιο επειδή έχει και τις δύο ιδιότητες: όξινο και βασικό.

Στο σχηματισμό αλκενίων και κυκλοαλκένια, μία από τις μορφές που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία και εργαστηριακές είναι με αφυδάτωση των αλκοολών.

Γι 'αυτό, οι ατμοί αλκοόλης κυκλοφορούν σε ένα θερμό καταλύτη αλουμίνας ή οξειδίου του αργιλίου (Al₂Ο₃) · στην περίπτωση αυτή θεωρείται οξύ Lewis.

Χρησιμοποιεί

- Η αλουμίνα χρησιμοποιείται στη βιομηχανία για την απόκτηση αλουμινίου.

- Χρησιμοποιείται ως κεραμικό υλικό για την υψηλή αντοχή στη διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες και φθορά.

- Χρησιμοποιείται ως θερμικός μονωτήρας, ειδικά σε ηλεκτρολυτικά κύτταρα.

- Έχει την ικανότητα να απορροφά το νερό, γεγονός που το καθιστά κατάλληλο για χρήση ως παράγοντα ξήρανσης.

- Χρησιμοποιείται ως καταλυτικός παράγοντας στις χημικές αντιδράσεις

- Λόγω της υψηλής θερμικής σταθερότητάς του, χρησιμοποιείται ως οξειδωτικό σε χημικές αντιδράσεις που εκτελούνται σε υψηλές θερμοκρασίες.

- Αποτρέπει την οξείδωση των καθοδικών και ανοδικών ακροδεκτών σε ηλεκτρολυτικό κύτταρο.

- Λόγω της μεγάλης σκληρότητας και της αντοχής του, χρησιμοποιείται στην οδοντιατρική για την προετοιμασία των οδοντικών τεμαχίων.

- Είναι ένας καλός ηλεκτρικός μονωτήρας στα μπουζί των οχημάτων που λειτουργούν με βενζίνη.

- Χρησιμοποιείται ευρέως σε μύλους σφαιρών για την παρασκευή κεραμικών και σμάλτων.

- Λόγω του ελαφρού βάρους του, στις μηχανικές διαδικασίες χρησιμοποιείται για την κατασκευή αεροσκαφών.

- Λόγω του υψηλού σημείου ζέσεώς του, χρησιμοποιείται για να κάνει εργαλεία κουζίνας όπως τηγάνια και πυρίμαχα.

- Χρησιμοποιείται για την οργάνωση μηχανημάτων θερμικής δοκιμής.

- Στη βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών χρησιμοποιείται στην κατασκευή παθητικών εξαρτημάτων για ηλεκτρική διασύνδεση και στην κατασκευή αντιστάσεων και πυκνωτών.

- Χρησιμοποιείται για την κατασκευή συγκολλητικών ουσιών πλήρωσης.

- Το οξείδιο του αλουμινίου χρησιμοποιείται για την επικάλυψη του οξειδίου του τιτανίου (χρωστική ουσία που χρησιμοποιείται για χρώματα και πλαστικά χαρτιά). Αυτό αποτρέπει τις αντιδράσεις μεταξύ του περιβάλλοντος και αυτού του τύπου χρωστικών ουσιών, το οποίο δεν αποσυντίθεται ή σκουριάζει.

- Χρησιμοποιείται ως λειαντικό στις οδοντόκρεμες.

- Χρησιμοποιείται στην αιμοκάθαρση.

- Ως πρόσθετο στη βιομηχανία τροφίμων, δεδομένου ότι χρησιμοποιείται ως παράγοντας διασποράς.

- Είναι αντιιδρωτικός παράγοντας αποσμητικών.

- Το οξείδιο του αλουμινίου έχει χρησιμοποιηθεί ως ορθοπεδικό υλικό. Επειδή είναι ένα αδρανές και πορώδες υλικό, το καθιστά κατάλληλο για χρήση σε αυτό το είδος εμφυτεύματος. Αυτά τα εμφυτεύματα επιτρέπουν την ινοβλαστική ανάπτυξη, γι 'αυτό οι ινοβλάστες και οι οστεοβλάστες πολλαπλασιάζονται γρήγορα σε αυτό το υλικό.

- Το βιοκεραμικό εμφύτευμα κατασκευάζεται με αλουμίνα. Είναι ελαφρύ και έχει ομοιόμορφη δομή πόρου πολύ καλά διασυνδεδεμένη μεταξύ τους. Η μικροκρυσταλλική δομή είναι ομαλότερη από την τραχιά επιφάνεια. Παρουσιάζει μικρότερη ευφλεκτότητα μετά από μετεγχειρητική περίοδο σε σύγκριση με άλλα υλικά που χρησιμοποιούνται για εμφυτεύματα.

- Τα νιφάδες οξειδίου του αργιλίου παράγουν αντανακλαστικά αποτελέσματα στα χρώματα που χρησιμοποιούνται για τα αυτοκίνητα.

- Σε ορισμένα διυλιστήρια χρησιμοποιείται οξείδιο αργιλίου για τη μετατροπή των τοξικών αερίων υδρόθειου σε στοιχειακό θείο.

- Η μορφή της αλουμίνας που ονομάζεται ενεργοποιημένης αλουμίνας έχει μεγάλα πλεονεκτήματα στην θεραπευτική αγωγή των λυμάτων ως υδροφόρους ορίζοντες λόγω της ικανότητάς τους να προσροφούν πολλές επιβλαβών ρύπων για το περιβάλλον, καθώς επίσης και να φιλτράρουν υπολειμματικό υλικό διαλύεται σε νερό και είναι της μεγαλύτερο από το μέγεθος πόρου των φύλλων αλουμίνας.

Αναφορές

1. Chang, R; Χημεία, 1992, (τέταρτη έκδοση), Μεξικό. McGraw-Hill Interamericana της Μεξικό.
2. Pine.S; Hendrickson, J; Cram, D; Hammond, Ο (1980), Οργανική Χημεία, (τέταρτη έκδοση), Μεξικό, McGraw-Hill de México
3. Kinjanjui, L., (s.f) Ιδιότητες και χρήσεις οξειδίου αργιλίου,Εξακολουθεί να λειτουργεί, Ανάκτηση, histillworks.com
4. Panjian L., Chikara, O., Tadashi, Κ, Kazuki, Ν, Naohiro, S., "και" Klaas G., (1994). Ο ρόλος του ενυδατωμένου διοξειδίου του πυριτίου, της τιτανίας και της αλουμίνας στην πρόκληση απατίτη στα εμφυτεύματα. Journal of Biomedicals Materials Research. Τόμος 18, σελ. 7-15. DOI: 10.1002 / jbm.820280103.
5. Πλήρης οδηγός πληροφοριών για τους βράχους, τα ορυκτά και τους πολύτιμους λίθους., Mineral.net., Ανακτημένος, minerals.net
6. LaNore, S. (2017), Φυσικά χαρακτηριστικά του οξειδίου του αργιλίου, Sciencing,Ανακτηθεί, sciencing.com