पृथ्वी की भूपर्पटी में कौन सी धातु सर्वाधिक प्रचुर मात्रा में पाई जाती है? एल्युमीनियम पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम धातु है। पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम अलौह धातु है।

एल्युमीनियम प्रकृति में सबसे आम तत्वों में से एक है, केवल ऑक्सीजन और सिलिकॉन से आगे है, और धातुओं में यह प्रचुर मात्रा में पहले स्थान पर है। इसकी मात्रा इतनी अधिक है कि विशेषज्ञों का अनुमान है कि पृथ्वी की पपड़ी में इसका द्रव्यमान अंश 8% तक है। एक रासायनिक तत्व के रूप में, एल्यूमीनियम बड़ी संख्या में खनिजों में पाया जाता है, उदाहरण के लिए, यह नीलम और माणिक में, ग्रेनाइट और फेल्डस्पार में, पन्ना में और निश्चित रूप से, बॉक्साइट - एल्यूमीनियम अयस्क में पाया जाता है।

एल्यूमीनियम के गुण

एल्यूमीनियम के मुख्य भौतिक गुणों में, निम्नलिखित पर विशेष रूप से ध्यान दिया जाना चाहिए:

बहुत कम घनत्व, स्टील, जस्ता और तांबे के घनत्व से तीन गुना कम (एल्यूमीनियम एक हल्की धातु है);
- उच्च विद्युत चालकता, जिसका मूल्य तांबे और चांदी के बाद दूसरे स्थान पर है;
- उच्च तापीय चालकता;
- जंग प्रतिरोध;
- उच्च लचीलापन (मुलायम धातु);
- परावर्तक क्षमता;
- अनुचुम्बकत्व;
- अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातु बनाने की क्षमता;
- बहुत कम तापमान पर लचीलापन बनाए रखना और ताकत बढ़ाना;
- गैर विषैला.

एल्यूमीनियम को यांत्रिक तरीकों से आसानी से संसाधित किया जा सकता है; इसे ठंडे और गर्म प्रसंस्करण के अधीन किया जा सकता है, सबसे पतली पन्नी और तार में लपेटा जा सकता है और पाउडर में बदला जा सकता है।

अपने शुद्ध रूप में, एल्यूमीनियम एक बहुत सक्रिय धातु है जो एसिड और क्षार, ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन, हैलोजन, पानी और अन्य पदार्थों के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करता है।

विरोधाभासी रूप से, एल्यूमीनियम का उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध धातु की रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता पर आधारित है। हवा में, एल्युमीनियम को तुरंत Al2O3 फिल्म से ढक दिया जाता है, जो सामान्य परिस्थितियों में धातु को किसी भी अन्य प्रतिक्रिया से मज़बूती से बचाता है। इसलिए, एल्युमीनियम व्यावहारिक रूप से कभी भी अपने मूल रूप में नहीं पाया जाता है, केवल यौगिकों के रूप में पाया जाता है।

एल्यूमीनियम का अनुप्रयोग

विज्ञान और उत्पादन की विभिन्न शाखाओं में एल्युमीनियम एक अत्यंत लोकप्रिय धातु है। इसका उत्पादन प्रति वर्ष लाखों टन होता है, हर साल इससे भी अधिक। नई आधुनिक मिश्रित सामग्रियों के निर्माण में एल्यूमीनियम का उपयोग बहुत आशाजनक है।

एल्यूमीनियम से बना:

विभिन्न मिश्रधातुएँ, जो एल्यूमीनियम के कम घनत्व को विरासत में मिली हैं, टिकाऊ हैं, जो उन्हें पाइप, प्रोफाइल, पिस्टन और बीयरिंग जैसे संरचनात्मक तत्वों, विमान के हिस्सों और ऑटोमोबाइल इंजन और आवास के उत्पादन के लिए उपयुक्त बनाती हैं;
- तार, केबल, बिजली लाइनों के लिए तार और माइक्रोचिप्स के लिए कंडक्टर;
- भोजन तैयार करने और भंडारण के लिए व्यंजन और कंटेनर;
- इंजन के हिस्से, कूलिंग और हीटिंग सिस्टम;
- दर्पण, दूरबीन परावर्तक, परावर्तक;
- उच्च पुनर्चक्रण दर वाली पैकेजिंग सामग्री;
- छत सामग्री;
- पेंट के उत्पादन के लिए एल्यूमीनियम पाउडर जो प्रतिकूल बाहरी परिस्थितियों के लिए प्रतिरोधी है;
- कैपेसिटर, इंसुलेटर, प्रिंटिंग उत्पादन, खाद्य पैकेजिंग के लिए एल्यूमीनियम पन्नी;
- विस्फोटक और आतिशबाज़ी मिश्रण के घटक, ठोस रॉकेट ईंधन, मोटी दीवार वाली संरचनाओं की वेल्डिंग के लिए थर्माइट मिश्रण।

इसके अलावा, एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है:

एक महत्वपूर्ण रासायनिक अभिकर्मक के रूप में - एक कम करने वाला एजेंट;
- धातुकर्म में;
- क्रायोजेनिक प्रौद्योगिकी में;
- एल्युमिनाइजिंग के लिए (एल्यूमीनियम की एक पतली परत के साथ कोटिंग)।

प्राइम केमिकल्स ग्रुप स्टोर में आप एल्युमीनियम को विभिन्न रूपों में अच्छे दामों पर खरीद सकते हैं - दानेदार, सल्फेट, फ्लोराइड, निर्जल, आदि। हम रासायनिक अभिकर्मकों, प्रयोगशाला उपकरण और यंत्र, प्रयोगशाला कांच के बर्तन भी प्रदान करते हैं। Mytishchi से शीघ्र डिलीवरी और पिकअप संभव है।

अजीब तरह से पर्याप्त - एल्यूमीनियम

पृथ्वी पर सबसे आम धातु एल्युमीनियम है। एल्युमीनियम (अव्य. एल्युमीनियम), अल मेंडेलीव की आवर्त सारणी के समूह III का एक रासायनिक तत्व है। परमाणु संख्या 13, परमाणु द्रव्यमान 26.9815। चाँदी-सफ़ेद हल्की धातु। एक स्थिर आइसोटोप 27Al से मिलकर बना है।

ऐतिहासिक सन्दर्भ

एल्युमिनियम नाम लैटिन भाषा से आया है। एलुमेन - तो 500 ईसा पूर्व में। इ। इसे एल्युमिनियम एलम कहा जाता है, जिसका उपयोग कपड़ों की रंगाई और चमड़े की टैनिंग के लिए मोर्डेंट के रूप में किया जाता था। 1825 में डेनिश वैज्ञानिक एच. के. ओर्स्टेड ने निर्जल AlCl 3 पर पोटेशियम मिश्रण के साथ क्रिया करके और फिर पारे को आसवित करके अपेक्षाकृत शुद्ध एल्युमीनियम प्राप्त किया। एल्यूमीनियम के उत्पादन के लिए पहली औद्योगिक विधि 1854 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ ए.ई. सेंट-क्लेयर डेविल द्वारा प्रस्तावित की गई थी: इस विधि में धात्विक सोडियम के साथ एल्यूमीनियम और सोडियम Na 3 AlCl 6 के डबल क्लोराइड की कमी शामिल थी। चांदी के रंग के समान, एल्युमीनियम पहले बहुत महंगा था। 1855 से 1890 तक केवल 200 टन एल्युमीनियम का उत्पादन हुआ। क्रायोलाइट-एल्यूमिना पिघल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा एल्यूमीनियम के उत्पादन की आधुनिक विधि 1886 में संयुक्त राज्य अमेरिका में सी. हॉल और फ्रांस में पी. हेरॉक्स द्वारा एक साथ और स्वतंत्र रूप से विकसित की गई थी।

प्रकृति में एल्युमीनियम का वितरण

प्रकृति में प्रचुरता की दृष्टि से एल्युमीनियम ऑक्सीजन और सिलिकॉन के बाद तीसरे स्थान पर और धातुओं में प्रथम स्थान पर है। पृथ्वी की पपड़ी में इसकी मात्रा भार के हिसाब से 8.80% है। एल्युमीनियम अपनी रासायनिक सक्रियता के कारण मुक्त रूप में नहीं पाया जाता है। कई सौ एल्यूमीनियम खनिज ज्ञात हैं, मुख्य रूप से एल्युमिनोसिलिकेट्स। बॉक्साइट, एलुनाइट और नेफलाइन औद्योगिक महत्व के हैं। बॉक्साइट की तुलना में नेफलाइन चट्टानों में एल्यूमिना की मात्रा कम होती है, लेकिन उनके जटिल उपयोग से महत्वपूर्ण उप-उत्पाद उत्पन्न होते हैं: सोडा, पोटाश, सल्फ्यूरिक एसिड। यूएसएसआर में नेफलाइन के एकीकृत उपयोग के लिए एक विधि विकसित की गई है। बॉक्साइट के विपरीत, यूएसएसआर में नेफलाइन अयस्क बहुत बड़े भंडार बनाते हैं और एल्यूमीनियम उद्योग के विकास के लिए व्यावहारिक रूप से असीमित अवसर पैदा करते हैं।

एल्युमीनियम के भौतिक गुण

एल्युमीनियम गुणों का एक बहुत ही मूल्यवान सेट जोड़ता है: कम घनत्व, उच्च तापीय और विद्युत चालकता, उच्च लचीलापन और अच्छा संक्षारण प्रतिरोध। इसे आसानी से गढ़ा जा सकता है, मुहर लगाई जा सकती है, रोल किया जा सकता है, खींचा जा सकता है। एल्यूमीनियम को गैस, संपर्क और अन्य प्रकार की वेल्डिंग द्वारा अच्छी तरह से वेल्ड किया जाता है। एल्युमीनियम जाली पैरामीटर a = 4.0413 Å के साथ घन फलक-केंद्रित है। इसलिए, सभी धातुओं की तरह एल्युमीनियम के गुण इसकी शुद्धता पर निर्भर करते हैं। उच्च शुद्धता एल्युमीनियम के गुण (99.996%): घनत्व (20°C पर) 2698.9 किग्रा/मीटर 3; टीपीएल 660.24°C; क्वथनांक लगभग 2500°C; थर्मल विस्तार का गुणांक (20° से 100°C तक) 23.86·10 -6 ; तापीय चालकता (190°C पर) 343 W/m·K, विशिष्ट ताप क्षमता (100°С पर) 931.98 J/kg·K। ; तांबे के संबंध में विद्युत चालकता (20 डिग्री सेल्सियस पर) 65.5%। एल्युमीनियम में कम ताकत (तन्य शक्ति 50-60 एमएन/एम2), कठोरता (ब्रिनेल के अनुसार 170 एमएन/एम2) और उच्च लचीलापन (50% तक) होती है। कोल्ड रोलिंग के दौरान, एल्युमीनियम की तन्यता ताकत 115 एमएन/एम2 तक बढ़ जाती है, कठोरता - 270 एमएन/एम2 तक, सापेक्ष बढ़ाव 5% (1 एमएन/एम2 ~ और 0.1 केजीएफ/एमएम2) तक कम हो जाता है। एल्युमीनियम अत्यधिक पॉलिश किया हुआ, एनोडाइज्ड होता है और इसमें चांदी के समान उच्च परावर्तन होता है (यह आपतित प्रकाश ऊर्जा का 90% तक परावर्तित करता है)। ऑक्सीजन के प्रति उच्च आकर्षण होने के कारण, हवा में एल्युमीनियम अल 2 ओ 3 ऑक्साइड की एक पतली लेकिन बहुत मजबूत फिल्म से ढका होता है, जो धातु को आगे ऑक्सीकरण से बचाता है और इसके उच्च जंग-रोधी गुणों को निर्धारित करता है। ऑक्साइड फिल्म की ताकत और इसका सुरक्षात्मक प्रभाव पारा, सोडियम, मैग्नीशियम, तांबा, आदि की अशुद्धियों की उपस्थिति में काफी कम हो जाता है। एल्युमीनियम वायुमंडलीय संक्षारण, समुद्र और ताजे पानी के लिए प्रतिरोधी है, व्यावहारिक रूप से केंद्रित या अत्यधिक पतला नाइट्रिक के साथ बातचीत नहीं करता है। अम्ल, कार्बनिक अम्ल, खाद्य उत्पाद।

एल्युमीनियम के रासायनिक गुण

एल्युमीनियम परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन आवरण में 3 इलेक्ट्रॉन होते हैं और इसकी संरचना 3s 2 3p 1 होती है। सामान्य परिस्थितियों में, यौगिकों में एल्युमीनियम 3-वैलेंट होता है, लेकिन उच्च तापमान पर यह मोनोवैलेंट हो सकता है, जिससे तथाकथित उप-यौगिक बनते हैं। एल्युमीनियम सबहैलाइड्स, एएलएफ और एसीएल, केवल गैसीय अवस्था में, निर्वात में या निष्क्रिय वातावरण में स्थिर होते हैं, जब तापमान कम हो जाता है, तो शुद्ध एएल और एएलएफ 3 या एसीएल 3 में विघटित (अनुपातहीन) हो जाते हैं और इसलिए अल्ट्राप्योर एल्युमीनियम का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। . गर्म करने पर, बारीक पिसा हुआ या पाउडर किया हुआ एल्युमीनियम हवा में तेजी से जलता है। एल्युमीनियम को ऑक्सीजन की धारा में जलाने से 3000°C से ऊपर का तापमान प्राप्त होता है। ऑक्सीजन के साथ सक्रिय रूप से संपर्क करने के एल्युमीनियम के गुण का उपयोग धातुओं को उनके ऑक्साइड (एल्युमिनोथर्मी) से पुनर्स्थापित करने के लिए किया जाता है। गहरे लाल रंग की गर्मी में, फ्लोरीन एल्युमीनियम के साथ ऊर्जावान रूप से संपर्क करता है, जिससे AlF 3 बनता है। कमरे के तापमान पर क्लोरीन और तरल ब्रोमीन एल्यूमीनियम के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, गर्म होने पर आयोडीन। उच्च तापमान पर, एल्युमीनियम नाइट्रोजन, कार्बन और सल्फर के साथ मिलकर क्रमशः AlN नाइट्राइड, Al 4 C 3 कार्बाइड और Al 2 S 3 सल्फाइड बनाता है। एल्युमीनियम हाइड्रोजन के साथ क्रिया नहीं करता है; एल्युमीनियम हाइड्राइड (AlH 3) X अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त किया गया था। एल्युमीनियम के डबल हाइड्राइड और MeH n · n AlH 3 संरचना की आवधिक प्रणाली के समूह I और II के तत्व, तथाकथित एल्युमीनियम हाइड्राइड, बहुत रुचिकर हैं। एल्युमीनियम क्षार में आसानी से घुल जाता है, हाइड्रोजन मुक्त करता है और एलुमिनेट बनाता है। अधिकांश एल्युमीनियम लवण पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। एल्युमीनियम लवण के विलयन जल अपघटन के कारण अम्लीय प्रतिक्रिया दर्शाते हैं।

एल्युमीनियम प्राप्त करना

उद्योग में, लगभग 950 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पिघले हुए क्रायोलाइट NaSAlF 6 में घुले एल्यूमिना अल 2 ओ 3 के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा एल्यूमीनियम का उत्पादन किया जाता है। तीन मुख्य डिजाइनों के इलेक्ट्रोलाइज़र का उपयोग किया जाता है: 1) निरंतर स्व-बेकिंग एनोड और साइड करंट सप्लाई वाले इलेक्ट्रोलाइज़र , 2) वही, लेकिन ऊपरी वर्तमान आपूर्ति के साथ और 3) बेक्ड एनोड के साथ इलेक्ट्रोलाइज़र। इलेक्ट्रोलाइट स्नान एक लोहे का आवरण है, जो अंदर गर्मी और विद्युतरोधी सामग्री - आग रोक ईंटों से ढका होता है, और कोयले के स्लैब और ब्लॉक से ढका होता है। कार्यशील मात्रा एक पिघले हुए इलेक्ट्रोलाइट से भरी होती है जिसमें 6-8% एल्यूमिना और 94-92% क्रायोलाइट (आमतौर पर एएलएफ 3 और पोटेशियम और मैग्नीशियम फ्लोराइड के लगभग 5-6% मिश्रण के साथ) होता है। कैथोड स्नान का निचला भाग है, एनोड इलेक्ट्रोलाइट में डूबे हुए जले हुए कार्बन ब्लॉक या स्व-बेकिंग इलेक्ट्रोड से भरा होता है। जब करंट प्रवाहित होता है, तो पिघला हुआ एल्युमीनियम कैथोड पर निकलता है, जो चूल्हे पर जमा हो जाता है, और एनोड पर - ऑक्सीजन, जो कार्बन एनोड के साथ CO और CO 2 बनाता है। एल्यूमिना, मुख्य उपभोज्य सामग्री, की शुद्धता और कण आकार के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं। इसमें एल्युमीनियम से अधिक विद्युत धनात्मक तत्वों के ऑक्साइड की उपस्थिति से एल्युमीनियम दूषित हो जाता है। पर्याप्त एल्यूमिना सामग्री के साथ, स्नान सामान्य रूप से 4-4.5 वी के क्रम के विद्युत वोल्टेज पर संचालित होता है। स्नान श्रृंखला में एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत से जुड़े होते हैं (150-160 स्नान की श्रृंखला में)। आधुनिक इलेक्ट्रोलाइज़र 150 kA तक की धारा पर काम करते हैं। एल्यूमीनियम को आमतौर पर वैक्यूम करछुल का उपयोग करके स्नान से हटा दिया जाता है। 99.7% की शुद्धता वाला पिघला हुआ एल्युमीनियम सांचों में डाला जाता है। उच्च शुद्धता वाला एल्युमीनियम (99.9965%) तथाकथित तीन-परत विधि का उपयोग करके प्राथमिक एल्युमीनियम के इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो Fe, Si और Cu अशुद्धियों की सामग्री को कम करता है। कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करके एल्यूमीनियम के इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन की प्रक्रिया के अध्ययन ने अपेक्षाकृत कम ऊर्जा खपत के साथ 99.999% की शुद्धता के साथ एल्यूमीनियम प्राप्त करने की मौलिक संभावना दिखाई है, लेकिन अब तक इस विधि की उत्पादकता कम है। एल्यूमीनियम के गहरे शुद्धिकरण के लिए, सबफ्लोराइड के माध्यम से ज़ोन पिघलने या आसवन का उपयोग किया जाता है।

एल्यूमिनियम का अनुप्रयोग

एल्युमीनियम के इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादन के दौरान बिजली का झटका, उच्च तापमान और हानिकारक गैसें हो सकती हैं। दुर्घटनाओं से बचने के लिए, बाथटब को विश्वसनीय रूप से इंसुलेटेड किया जाता है; कर्मचारी सूखे जूते और उपयुक्त सुरक्षात्मक कपड़ों का उपयोग करते हैं। प्रभावी वेंटिलेशन द्वारा स्वस्थ वातावरण बनाए रखा जाता है। धात्विक एल्यूमीनियम और उसके ऑक्साइड से धूल के लगातार अंदर जाने से फुफ्फुसीय एल्युमिनोसिस हो सकता है। एल्युमीनियम उत्पादन में लगे श्रमिकों को अक्सर ऊपरी श्वसन पथ (राइनाइटिस, ग्रसनीशोथ, लैरींगाइटिस) की सर्दी होती है। धातु एल्यूमीनियम की धूल, इसके ऑक्साइड और मिश्र धातुओं की हवा में अधिकतम अनुमेय सांद्रता 2 mg/m 3 है।

एल्युमीनियम के भौतिक, यांत्रिक और रासायनिक गुणों का संयोजन प्रौद्योगिकी के लगभग सभी क्षेत्रों में इसके व्यापक उपयोग को निर्धारित करता है, विशेष रूप से अन्य धातुओं के साथ इसकी मिश्रधातु के रूप में। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, एल्युमीनियम सफलतापूर्वक तांबे की जगह लेता है, विशेष रूप से बड़े कंडक्टरों के उत्पादन में, उदाहरण के लिए, ओवरहेड लाइनों, हाई-वोल्टेज केबल, स्विचगियर बसों, ट्रांसफार्मर में (एल्यूमीनियम की विद्युत चालकता तांबे की विद्युत चालकता के 65.5% तक पहुंच जाती है, और यह तांबे की तुलना में तीन गुना अधिक हल्का है; एक क्रॉस सेक्शन समान चालकता प्रदान करता है, एल्यूमीनियम तारों का द्रव्यमान तांबे का आधा होता है)। अल्ट्रा-शुद्ध एल्यूमीनियम का उपयोग विद्युत कैपेसिटर और रेक्टिफायर के उत्पादन में किया जाता है, जिसकी क्रिया केवल एक दिशा में विद्युत प्रवाह को पारित करने के लिए एल्यूमीनियम ऑक्साइड फिल्म की क्षमता पर आधारित होती है। ज़ोन पिघलने से शुद्ध अल्ट्राप्योर एल्युमीनियम का उपयोग ए III बी वी प्रकार के अर्धचालक यौगिकों के संश्लेषण के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग अर्धचालक उपकरणों के उत्पादन के लिए किया जाता है। शुद्ध एल्युमीनियम का उपयोग विभिन्न प्रकार के दर्पण परावर्तकों के उत्पादन में किया जाता है। उच्च शुद्धता वाले एल्यूमीनियम का उपयोग धातु की सतहों को वायुमंडलीय जंग (क्लैडिंग, एल्यूमीनियम पेंट) से बचाने के लिए किया जाता है। अपेक्षाकृत कम न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन के कारण, एल्यूमीनियम का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है।

बड़ी क्षमता वाले एल्यूमीनियम टैंक तरल गैसों (मीथेन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, आदि), नाइट्रिक और एसिटिक एसिड, साफ पानी, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और खाद्य तेलों को संग्रहीत और परिवहन करते हैं। एल्युमीनियम का व्यापक रूप से खाद्य उद्योग के उपकरण और उपकरणों में, खाद्य पैकेजिंग (पन्नी के रूप में) और विभिन्न प्रकार के घरेलू उत्पादों के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। इमारतों, वास्तुशिल्प, परिवहन और खेल संरचनाओं की सजावट के लिए एल्यूमीनियम की खपत तेजी से बढ़ी है।

धातुकर्म में एल्युमीनियम

धातु विज्ञान में, एल्यूमीनियम (इस पर आधारित मिश्र धातुओं के अलावा) Cu, Mg, Ti, Ni, Zn और Fe पर आधारित मिश्र धातुओं में सबसे आम मिश्रधातु योजकों में से एक है। एल्युमीनियम का उपयोग स्टील को सांचे में डालने से पहले डीऑक्सीडाइज़ करने के लिए भी किया जाता है, साथ ही एलुमिनोथर्मी विधि का उपयोग करके कुछ धातुओं के उत्पादन की प्रक्रियाओं में भी किया जाता है। एल्युमीनियम पर आधारित, पाउडर धातु विज्ञान का उपयोग करके एसएपी (सिन्डर्ड एल्यूमीनियम पाउडर) बनाया गया था, जिसमें 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर उच्च ताप प्रतिरोध होता है।

एल्युमीनियम का उपयोग विस्फोटकों (अमोनल, एलुमोटोल) के उत्पादन में किया जाता है। विभिन्न एल्यूमीनियम यौगिकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

एल्युमीनियम का उत्पादन और खपत लगातार बढ़ रही है, जो स्टील, तांबा, सीसा और जस्ता के उत्पादन की वृद्धि दर को काफी पीछे छोड़ रही है।

एल्यूमिनियम की भू-रसायन विज्ञान

एल्युमीनियम की भू-रासायनिक विशेषताएं ऑक्सीजन के प्रति इसकी उच्च आत्मीयता (खनिजों में, एल्युमीनियम ऑक्सीजन ऑक्टाहेड्रा और टेट्राहेड्रोन में शामिल है), स्थिर संयोजकता (3), और अधिकांश प्राकृतिक यौगिकों की कम घुलनशीलता से निर्धारित होती हैं। मैग्मा के जमने और आग्नेय चट्टानों के निर्माण के दौरान अंतर्जात प्रक्रियाओं में, एल्यूमीनियम फेल्डस्पार, अभ्रक और अन्य खनिजों - एलुमिनोसिलिकेट्स के क्रिस्टल जाली में प्रवेश करता है। जीवमंडल में, एल्युमीनियम एक कमजोर प्रवासी है; यह जीवों और जलमंडल में दुर्लभ है। आर्द्र जलवायु में, जहां प्रचुर वनस्पति के विघटित अवशेष कई कार्बनिक अम्ल बनाते हैं, एल्युमीनियम मिट्टी और पानी में ऑर्गेनोमिनरल कोलाइडल यौगिकों के रूप में स्थानांतरित होता है; एल्युमीनियम कोलाइड्स द्वारा अवशोषित होता है और मिट्टी के निचले हिस्से में अवक्षेपित हो जाता है। एल्यूमीनियम और सिलिकॉन के बीच का बंधन आंशिक रूप से टूट जाता है और उष्णकटिबंधीय में कुछ स्थानों पर खनिज बनते हैं - एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड्स - बोहेमाइट, डायस्पोर्स, हाइड्रार्जिलाइट। अधिकांश एल्युमीनियम एल्युमिनोसिलिकेट्स - काओलिनाइट, बीडेलाइट और अन्य मिट्टी के खनिजों का हिस्सा है। कमजोर गतिशीलता आर्द्र उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों की अपक्षय परत में एल्यूमीनियम के अवशिष्ट संचय को निर्धारित करती है। इसके फलस्वरूप जलोढ़ बॉक्साइट बनता है। पिछले भूवैज्ञानिक युगों में, बॉक्साइट उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में झीलों और समुद्र के तटीय क्षेत्रों में भी जमा हुआ था (उदाहरण के लिए, कजाकिस्तान के तलछटी बॉक्साइट)। मैदानों और रेगिस्तानों में, जहां बहुत कम जीवित पदार्थ हैं और पानी तटस्थ और क्षारीय हैं, एल्युमीनियम लगभग पलायन नहीं करता है। एल्युमीनियम का स्थानांतरण ज्वालामुखीय क्षेत्रों में सबसे अधिक ऊर्जावान है, जहां अत्यधिक अम्लीय नदी और एल्युमीनियम से भरपूर भूजल देखा जाता है। उन स्थानों पर जहां अम्लीय पानी क्षारीय पानी के साथ मिश्रित होता है - समुद्री जल (नदियों और अन्य के मुहाने पर), बॉक्साइट जमा के निर्माण के साथ एल्युमीनियम जमा हो जाता है।

शरीर में एल्युमीनियम

एल्युमीनियम जानवरों और पौधों के ऊतकों का हिस्सा है; स्तनधारियों के अंगों में 10 -3 से 10 -5% एल्युमीनियम (कच्चे आधार पर) पाया गया। एल्युमीनियम लीवर, अग्न्याशय और थायरॉयड ग्रंथियों में जमा हो जाता है। पादप उत्पादों में, एल्युमीनियम की मात्रा 4 मिलीग्राम प्रति 1 किलोग्राम शुष्क पदार्थ (आलू) से लेकर 46 मिलीग्राम (पीली शलजम) तक होती है, पशु मूल के उत्पादों में - 4 मिलीग्राम (शहद) से 72 मिलीग्राम प्रति 1 किलोग्राम शुष्क पदार्थ ( गाय का मांस)। दैनिक मानव आहार में एल्युमीनियम की मात्रा 35-40 मिलीग्राम तक पहुँच जाती है। उदाहरण के लिए, एल्युमीनियम को सांद्रित करने के लिए जाने जाने वाले जीव हैं, मॉस (लाइकोपोडियासी), जिनकी राख में 5.3% तक एल्युमीनियम होता है, और मोलस्क (हेलिक्स और लिथोरिना), जिनकी राख में 0.2-0.8% एल्युमीनियम होता है। फॉस्फेट के साथ अघुलनशील यौगिक बनाकर, एल्युमीनियम पौधों के पोषण (जड़ों द्वारा फॉस्फेट का अवशोषण) और जानवरों (आंतों में फॉस्फेट का अवशोषण) को बाधित करता है।

Chem100.ru की सामग्री के आधार पर

कम रासायनिक गतिविधि वाली धातुएँ (Cu, Ag, Au, Pt, Hg) मुक्त रूप में या चट्टानों में समावेशन के रूप में पाई जाती हैं। अधिकांश धातुएँ प्रकृति में अयस्कों और यौगिकों के रूप में मौजूद हैं। वे ऑक्साइड, सल्फाइड, कार्बोनेट और अन्य रसायन बनाते हैं। शुद्ध धातुएँ प्राप्त करने और उनके आगे उपयोग के लिए, उन्हें अयस्कों से अलग करना और शुद्धिकरण करना आवश्यक है। यदि आवश्यक हो, तो धातुओं की मिश्रधातु और अन्य प्रसंस्करण किया जाता है। इसका अध्ययन धातु विज्ञान के विज्ञान द्वारा किया जाता है, जो लौह अयस्कों (लोहे पर आधारित) और अलौह अयस्कों (उनमें लोहा नहीं होता है, कुल मिलाकर लगभग 70 तत्व होते हैं) के बीच अंतर करता है। लगभग 16 तत्वों को एक अपवाद कहा जा सकता है: तथाकथित। उत्कृष्ट धातुएँ (सोना, चाँदी, आदि), और कुछ अन्य (उदाहरण के लिए, पारा, तांबा), जो अशुद्धियों के बिना मौजूद हैं।

इसके अलावा, वे समुद्री जल (1.05%, - 0.12%), पौधों और जीवित जीवों (एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हुए) में कम मात्रा में मौजूद हैं।

प्रकृति में पाई जाने वाली धातुएँ हैं:

• - मूल अवस्था में: चांदी, सोना, प्लैटिनम, तांबा, कभी-कभी पारा;
• - ऑक्साइड के रूप में: मैग्नेटाइट Fe 3 O 4, हेमेटाइट Fe 2 O 3, आदि।
• - मिश्रित ऑक्साइड के रूप में: काओलिन अल 2 ओ 3 * 2SiO 2 * 2H 2 O, एलुनाइट (Na,K) 2 O * AlO 3 * 2SiO 2, आदि।
• --विभिन्न लवण:

सल्फाइड: गैलेना पीबीएस, सिनेबार एचजीएस,

क्लोराइड: सिल्वाइट KS1, हेलाइट NaCl, सिल्विनाइट KSL* NaCl, कार्नेलाइट KSL * MgCl 2 * 6H 2 O,

सल्फेट्स: बैराइट BaSO 4, एनहाइड्राइड Ca 8 O 4

फॉस्फेट: एपेटाइट सीए 3 (पीओ 4) 2,

कार्बोनेट: चाक, संगमरमर CaCO 3, मैग्नेसाइट MgCO 3।

इस प्रकार, एल्यूमीनियम का बड़ा हिस्सा एल्युमिनोसिलिकेट्स में केंद्रित होता है, जिनमें से फेल्डस्पार सबसे आम हैं। उनके मुख्य प्रतिनिधि खनिज ऑर्थोक्लेज़ K, एल्बाइट Na और एनोराइट Ca हैं। अभ्रक समूह के खनिज बहुत आम हैं, उदाहरण के लिए, मस्कोवाइट काल 2 2, खनिज नेफलाइन (ना, के) 2 बड़े व्यावहारिक उपयोग के हैं (एल्यूमिना, सोडा उत्पादों और सीमेंट का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है)। अन्य खनिजों में से, बॉक्साइट Al 2 O 3 *nH 2 O और क्रायोलाइट Na 3 AlF 6 का व्यवहार में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। चट्टानों के विनाश का एक आम उत्पाद काओलिन है, जिसमें मुख्य रूप से मिट्टी के खनिज काओलिनाइट अल 2 ओ 3 * 2 एसआईओ 2 * 2 एच 2 ओ होते हैं।

अधिकांश कैल्शियम प्राकृतिक रूप से चूना पत्थर और चाक जमा के रूप में होता है, जिसमें मुख्य रूप से खनिज कैल्साइट सीएसीओ 3, साथ ही संगमरमर शामिल होता है। अन्य चट्टानों में, सबसे आम हैं डोलोमाइट CaCO 3 *MgCO 3 , एनहाइड्राइट CaSO 4 और जिप्सम CaSO 4 *2H 2 O, फ्लोराइट CaF 2 और एपेटाइट 3Ca 3 (PO 4) 2 *Ca(F, Cl) 2। कैल्शियम विभिन्न सिलिकेट्स में काफी मात्रा में पाया जाता है, उदाहरण के लिए CfO*3MgO*4SiO 2 (एस्बेस्टस), और एल्युमिनोसिलिकेट्स।

मैग्नीशियम प्रकृति में मैग्नेसाइट MgCO 3 और डोलोमाइट, सिलिकेट Mg 2 SiO 4 (ओलिवाइन), केनाइट KCl * MgSO 4 * 3H 2 O और कार्नलाइट KCl * MgCl 2 * 6H 2 O के रूप में आम है। क्षार धातुओं के प्राकृतिक यौगिक हैं सिल्विनाइट NaCl * KCl , हेलाइट NaCl, मिराबिलिट Na 2 SO 4 *10H 2 O।

दुनिया भर में एल्युमीनियम के बाद लोहा सबसे आम धातु है। यह कई खनिजों का हिस्सा है जो लौह अयस्कों का संचय बनाते हैं: हेमेटाइट Fe 2 O 3, मैग्नेटाइट Fe 3 O 4, हाइड्रोगोएथाइट HFeO 2 *nH 2 O, साइडराइट FeCO 3, आदि।

कभी-कभी, उल्कापिंड या स्थलीय मूल का देशी लोहा भी पाया जाता है।

कई धातुएँ अक्सर मुख्य प्राकृतिक खनिजों के साथ आती हैं: टिन और टंगस्टन अयस्कों में स्कैंडियम, जस्ता अयस्कों में अशुद्धता के रूप में कैडमियम, टिन अयस्कों में नाइओबियम और टैंटलम शामिल होते हैं। लौह अयस्कों के साथ हमेशा मैंगनीज, निकल, कोबाल्ट, मोलिब्डेनम, टाइटेनियम, जर्मेनियम और वैनेडियम होते हैं।

धातुएँ सरल पदार्थों का एक समूह है जिनमें विशिष्ट धात्विक गुण होते हैं। उनमें से कुछ को उनकी अद्भुत विशेषताओं के कारण सोने से भी अधिक महत्व दिया जाता है, जो उन्हें विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग करने की अनुमति देता है। कई धातुएँ पृथ्वी की पपड़ी में कम मात्रा में पाई जाती हैं। लेकिन आज हम देखेंगे कि पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम धातु कौन सी है।

हम एल्यूमीनियम के बारे में क्या जानते हैं?

हाँ, एल्युमीनियम सबसे आम धातु है। इसकी खोज 1825 में डेनिश वैज्ञानिक ओर्स्टेड ने की थी। हालाँकि, 500 ईसा पूर्व में, लोग तथाकथित एल्युमीनियम फिटकरी का उपयोग करते थे। इनका उपयोग कपड़ों की रंगाई और चमड़े की टैनिंग के लिए मोर्डेंट के रूप में किया जाता था।

चांदी के समान दिखने वाला एल्युमीनियम शुरू में बहुत मूल्यवान था। यह इस तथ्य के कारण है कि इसे शुद्ध रूप में प्राप्त करना काफी कठिन है। और यह ज्ञात नहीं था कि यह पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम धातु है। 19वीं शताब्दी में, 1855 से 1890 के बीच, केवल 200 टन शुद्ध धातु प्राप्त हुई थी।

हालाँकि, आज भूवैज्ञानिकों का दावा है कि पृथ्वी की पपड़ी का 8% हिस्सा एल्युमीनियम से बना है। पृथ्वी की पपड़ी में इसकी सामग्री के संदर्भ में यह ऑक्सीजन और सिलिकॉन के बाद दूसरे स्थान पर है। यह प्रकृति में मुक्त रूप में नहीं पाया जाता है।

वैज्ञानिकों के विकास की बदौलत यूएसएसआर के देशों में एल्युमीनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया गया। एल्युमीनियम उत्पादन की खोजी गई विधि ने एल्युमीनियम उद्योग के विकास के लिए असीमित अवसर प्रदान किए। इसके आधार पर, उन्होंने सक्रिय रूप से टेबलवेयर बनाया, जिसे हम में से प्रत्येक ने अपनी दादी-नानी की रसोई में देखा था। यूएसएसआर का पहला उपग्रह भी एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बना था। इसका उपयोग विद्युत उद्योग (केबल, सॉकेट, कैपेसिटर) में भी किया जाता है।

एल्यूमीनियम के मूल गुण

पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम धातु में कई गुण हैं जो इसे धातु संरचनाओं में सक्रिय रूप से उपयोग करने की अनुमति देते हैं। यह हल्का, मुलायम और मुहर लगाने में आसान है।

एल्युमीनियम में उच्च संक्षारण प्रतिरोध होता है। हवा के संपर्क में आने पर, यह एक फिल्म से ढक जाता है जो इसके ऑक्सीकरण को रोकता है। यह गैर-विषाक्त है (यदि यह बड़ी मात्रा में शरीर में प्रवेश नहीं करता है), और इसमें उच्च विद्युत और तापीय चालकता है। यह वह है जो पृथ्वी पर बिजली का संचरण सुनिश्चित करता है।

हालाँकि, धातु टिकाऊ नहीं है। इसलिए, धातु संरचनाओं के निर्माण में, अन्य धातुओं - तांबा, मैग्नीशियम - के साथ एल्यूमीनियम के मिश्र धातु का अक्सर उपयोग किया जाता है। ऐसी मिश्रधातुओं को ड्यूरालुमिन कहा जाता है।

धातु की विद्युत चालकता की तुलना तांबे से की जा सकती है, लेकिन यह सस्ता है, इसलिए इसका व्यापक उपयोग हुआ है। एल्यूमीनियम के कुछ नुकसानों में से एक यह है कि इसकी मजबूत ऑक्साइड फिल्म के कारण इसे सोल्डर करना मुश्किल है। वैसे, यह अत्यधिक ज्वलनशील है और यदि यह ऑक्साइड फिल्म न होती तो यह हवा में जल जाती।

एल्युमीनियम एक बहुमूल्य धातु है

दिलचस्प बात यह है कि 19वीं सदी में एल्युमीनियम को अत्यधिक महत्व दिया जाता था। एक किलोग्राम धातु के लिए उन्होंने लगभग 3,000 फ़्रैंक मांगे। इसलिए, ज्वैलर्स ने सक्रिय रूप से इसके आधार पर आभूषण बनाए। आखिरकार, धातु को संसाधित करना आसान है, इसमें एक सुंदर चांदी का रंग है और आपको उत्पाद को कोई भी आकार देने की अनुमति मिलती है।

हालाँकि, कुछ वर्षों के बाद इसकी कीमत में गिरावट शुरू हुई और जल्द ही यह फैशन से बाहर हो गया। कई एल्यूमीनियम आभूषण धातु के मूल्यह्रास से बच नहीं पाए। आज वे बहुत दुर्लभ हैं.

अभी हाल ही में पिट्सबर्ग (पेंसिल्वेनिया) के कार्नेगी संग्रहालय में आयोजित एक प्रदर्शनी का मुख्य विषय एल्युमीनियम बन गया। उसमें रुचि फिर से प्रकट होती है। आज पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम अलौह धातु का उपयोग धातु फोम के रूप में किया जाता है। यह नवीनतम विकास है, जिसके आधार पर जहाज के पतवार तक का निर्माण किया जा सकता है।

एल्युमीनियम के नुकसान

1960 में, वैज्ञानिकों ने पाया कि अल्जाइमर रोग से पीड़ित लोगों के मस्तिष्क में एल्युमीनियम की उच्च मात्रा मौजूद थी। हाल के अध्ययनों ने पुष्टि की है कि धातु मस्तिष्क कोशिकाओं की त्वरित उम्र बढ़ने का कारण बनती है और अपक्षयी तंत्रिका संबंधी रोगों का कारण बनती है। एल्युमीनियम की कम पाचनशक्ति शरीर के लिए इसकी सुरक्षा का गलत आभास देती है। लेकिन वास्तव में, इसकी छोटी खुराक के लंबे समय तक उपयोग से अंततः मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में न्यूरॉन्स बंद हो जाते हैं।

सोना सबसे अधिक पाई जाने वाली कीमती धातु है

सोना पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम उत्कृष्ट धातु है। एक समय में, लोग केवल 2 कीमती धातुओं को जानते थे - सोना और चाँदी। हालाँकि, बाद में सूची का विस्तार हुआ। आज उत्कृष्ट धातुएँ प्लैटिनम समूह की धातुएँ हैं। प्लैटिनम के अलावा, इस समूह में इसके तत्व भी शामिल हैं - रोडियम, ऑस्मियम, रूथेनियम और इरिडियम। वैसे, इरिडियम इस समूह की सबसे दुर्लभ धातु है। टेक्नेटियम को भी उत्कृष्ट माना जाता है, लेकिन रेडियोधर्मिता के कारण इसे कीमती धातुओं की सूची में शामिल नहीं किया गया था।

अन्य उत्कृष्ट धातुओं की तरह सोने में भी कई अद्वितीय गुण होते हैं। यह खुली हवा में चमकता है, पानी के लंबे समय तक संपर्क में रहने के साथ-साथ क्षार और एसिड और उच्च तापमान के संपर्क में आने से इसे कोई नुकसान नहीं होता है। सोने को संसाधित करना आसान है और इसका घनत्व उच्च है। धातु डली, रेत और अन्य तत्वों के संयोजन में पाई जाती है। हालाँकि, सोना मजबूती और स्थिरता में कई धातुओं से कमतर है। आज यह सबसे महंगी कीमती धातु से कोसों दूर है। इसकी कीमत 45 डॉलर प्रति 1 ग्राम है.