Tlenek glinu (Al2O3): struktura chemiczna, zastosowania, właściwości
Tlenek glinu (Al 2 O 3 o wzorze chemicznym), zwany również tlenkiem glinu, tlenkiem glinu, korundem lub trójtlenkiem glinu, jest tlenkiem metalu wytwarzanym w reakcji między metalem i tlenem (O). Znany jest również jako tlenek zasadowy, dla łatwości tworzenia wodorotlenków, gdy reagują z wodą.
Dzieje się tak, ponieważ aluminium z rodziny IIIA układu okresowego ma tendencję do uzyskiwania elektronów o ostatnim poziomie energii. Ta tendencja wynika z jej metalicznego charakteru i niskiej elektroujemności (1, 61 w skali Paulinga), która nadaje jej właściwości elektropozytywne i przekształca ją w kation.
W przeciwieństwie do tego, tlen jest niemetalem i jest bardziej elektroujemny z powodu jego wysokiej elektroujemności (3, 44 w skali Paulinga). Dlatego ma tendencję do stabilizowania energii elektronicznej swojego ostatniego poziomu poprzez akceptowanie elektronów, co czyni go anionem.
Powstałe wiązania są mocnymi wiązaniami, co daje wielką wytrzymałość tlenku glinu. W naturze aluminium nie występuje w rodzimej postaci, takiej jak złoto, srebro, miedź, siarka i węgiel (diament).
Oznacza to, że aluminium nie jest łączone z żadnym innym elementem; Metal ten jest mieszany ze związkami tworzącymi tlen, takimi jak korund lub szmergiel, które są wysoce odpornymi i ściernymi związkami.
Formuła i struktura chemiczna
Wzór cząsteczkowy: Al 2 O 3
Właściwości fizyczne
- Jest dostępny w handlu jako biały proszek, bezwonny i nietoksyczny.
- Jako związek mineralny odpowiada grupie hematytu. Jest to bardzo twardy materiał, który ma wysoką odporność na zużycie, dlatego jest używany jako materiał ścierny.
- Łatwo przewodzi prąd elektryczny i jest również dobrym przewodnikiem termicznym.
- Jest odporny na reakcje z kwasami i zasadami w wysokich temperaturach.
- Może występować w różnych kolorach: czerwonym lub rubinowym (gdzie jony aluminium zostały zastąpione przez Cr3 +), żółtym, różowym, szafirowym niebieskim, fioletowym, zielonym, szarym, a nawet bezbarwnym.
- Jego jasność jest szklista lub adamantine (diament)
- Ma bardzo delikatny biały pasek dzięki swojej twardości.
- Jego twardość w skali Mohsa wynosi 9. Oznacza to, że może zarysować inne minerały o niższej twardości niż to; nie może jednak porysować diamentu o twardości 10 w tej samej skali.
- Jego gęstość wynosi 3, 96 g / cm3
- Jego masa cząsteczkowa (masa molowa) wynosi 101, 96 g / mol.
- Jego temperatura topnienia wynosi 2040 ° C
- Jego temperatura wrzenia wynosi 2977 ° C
- Jest nierozpuszczalny w wodzie.
Właściwości chemiczne
Tlenek glinu nie reaguje z wodą, chyba że jest w obecności silnej zasady.
Jednak gdy reaguje z kwasami zachowuje się tak, jakby był bazą:
Pokazuje także właściwości kwasu, gdy reaguje z zasadami:
Chociaż w tej reakcji nie powstaje woda, uważa się ją za zasadę kwasową, ponieważ Al 2 O 3 neutralizuje NaOH. Dlatego Al 2 O 3 jest klasyfikowany jako tlenek amfoteryczny, ponieważ ma zarówno właściwości kwasowe, jak i zasadowe.
W tworzeniu alkenów i cykloalkenów jedną z najczęściej stosowanych form w przemyśle i laboratorium jest odwodnienie alkoholi.
W tym celu opary alkoholu cyrkulują na gorącym katalizatorze z tlenku glinu lub tlenku glinu (Al2O3); w tym przypadku jest to kwas Lewisa.
Używa
- Tlenek glinu jest stosowany w przemyśle do uzyskiwania aluminium.
- Jest stosowany jako materiał ceramiczny ze względu na jego wysoką odporność na korozję w wysokich temperaturach i na zużycie.
- Jest używany jako izolacja termiczna, zwłaszcza w ogniwach elektrolitycznych.
- Ma zdolność do wchłaniania wody, dzięki czemu nadaje się do stosowania jako środek suszący.
- Jest stosowany jako czynnik katalityczny w reakcjach chemicznych
- Ze względu na wysoką stabilność termiczną jest stosowany jako utleniacz w reakcjach chemicznych przeprowadzanych w wysokich temperaturach.
- Zapobiega utlenianiu katody i końcówek anodowych w ogniwie elektrolitycznym.
- Ze względu na swoją dużą twardość i odporność jest stosowany w stomatologii do przygotowywania elementów dentystycznych.
- To dobry izolator elektryczny w świecach zapłonowych pojazdów, które pracują z benzyną.
- Jest szeroko stosowany w młynach kulowych do przygotowywania ceramiki i emalii.
- Ze względu na niewielką wagę, w procesach inżynieryjnych służy do produkcji samolotów.
- Ze względu na jego wysoką temperaturę wrzenia, jest on używany do wytwarzania przyborów kuchennych, takich jak patelnie i patelnie ogniotrwałe.
- Jest wykorzystywany w oprzyrządowaniu maszyn do badań termicznych.
- W przemyśle elektronicznym jest on wykorzystywany do produkcji elementów pasywnych do połączeń elektrycznych oraz do produkcji rezystorów i kondensatorów.
- Jest używany do produkcji wypełniaczy do spawania.
- Tlenek glinu stosuje się do powlekania tlenku tytanu (pigmentu używanego do farb i papierów z tworzyw sztucznych). Zapobiega to reakcjom środowiska i tego typu pigmentów, które nie rozkładają się ani nie utleniają.
- Jest stosowany jako środek ścierny w pastach do zębów.
- Jest stosowany w hemodializie.
- Jako dodatek w przemyśle spożywczym, ponieważ jest stosowany jako środek dyspergujący.
- Jest środkiem antyperspiracyjnym dezodorantów.
- Tlenek aluminium był używany jako materiał ortopedyczny. Ponieważ jest to obojętny i porowaty materiał, nadaje się do stosowania w tego typu implantach. Implanty te umożliwiają wzrost naczyń krwionośnych, dlatego fibroblasty i osteoblasty szybko proliferują w tym materiale.
- Implant bioceramiczny wykonany jest z tlenku glinu. Jest lekki i ma jednolitą strukturę porów, bardzo dobrze ze sobą połączone. Struktura mikrokrystaliczna jest gładsza niż szorstka powierzchnia. Po okresie pooperacyjnym wykazuje mniejszą palność w porównaniu z innymi materiałami stosowanymi do implantów.
- Płatki tlenku glinu wytwarzają efekty odblaskowe wewnątrz farb używanych w samochodach.
- W niektórych rafineriach tlenek glinu jest używany do przekształcania toksycznych gazów siarkowodoru w siarkę elementarną.
- Forma tlenku glinu, zwana aktywowanym tlenkiem glinu, ma ogromne zalety w oczyszczaniu ścieków, takich jak warstwy wodonośne ze względu na jego zdolność do adsorbowania wielu zanieczyszczeń szkodliwych dla środowiska, a także do filtrowania odpadów, które są rozpuszczone w wodzie, czyli większy niż por arkuszy tlenku glinu.
