Nhôm là gì? Tính chất, ứng dụng và khái niệm nhôm từ A-Z

Nhôm là một chất quá quen thuộc và có thể dễ dàng bắt gặp trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. 

Vậy …

1. Nhôm có đặc điểm thế nào?
2. Tính chất của nhôm ra sao và ứng dụng của nó là gì?

Tất cả những thắc mắc đó sẽ được giải đáp trong bài viết về nhôm dưới đây, hãy cùng tìm hiểu nhé!

Định nghĩa nhôm là gì ?

Nhôm (bắt nguồn từ tiếng Pháp: aluminium, phiên âm tiếng Việt: a-luy-mi-nhôm) là tên của một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Al và số nguyên tử bằng 13.

Nhôm thuộc sắt kẽm kim loại, có sắc tố trắng ánh bạc, mềm và nhẹ. Nhôm có độ phản chiếu cao cũng như có tính dẫn nhiệt và dẫn điện lớn. Nhôm là sắt kẽm kim loại không độc và có tính chống mài mòn. Nhôm cũng là sắt kẽm kim loại có nhiều thành phần nhất .

Trong tự nhiên rất khó để tìm được nhôm nguyên chất, thông thường kim loại này được tìm thấy khi được kết hợp cùng oxygen cùng với những nguyên tố khác. Người ta vẫn thường gọi là hợp kim nhôm trong cuộc sống hàng ngày.

Đặc điểm của nhôm

Trong bảng tuần hoàn hóa học, nhôm ở vị trí số 13, chu kỳ luân hồi 3 và thuộc nhóm IIIA. Đây là một chất thường thấy trong tự nhiên. Vậy ở trạng thái tự nhiên, nhôm thường ở những dạng nào và đặc thù vật lý của nó ra làm sao ?

Trạng thái tự nhiên của nhôm

Nhôm là kim loại thường thấy phía bên trong vỏ trái đất (chiếm khoảng 8%). Trong tự nhiên, nhôm thường có trong các hợp chất như đất sét, boxit hay criolit.

Cụ thể :

1. Trong đất sất sét, nhôm thuộc hợp chất: Al2O3.2Sio2.2H2O.
2. Trong mica: K2O.Al2O3.6Sio2.2H2O.
3. Trong Boxit: Al2O3.nH2O.
4. Trong criolit Criolit: 3NaF.AlF3 hay (Na3AlF6).

Tính chất vật lý của nhôm

Đặc điểm của nhôm là có cấu trúc mạng lập phương tâm diện. Ngoài ra, khi nhắc tới tính chất của nhôm, và cụ thể là tính chất vật lý, ta không thể không nhắc tới tính dẫn điện của nhôm hay dẫn nhiệt tốt của hợp chất này. Nhôm nóng chảy ở nhiệt độ 660oC.

Bằng mắt thường, ta có thể thấy nhôm có màu trắng bạc, cứng, bền và dai. Người ta có thể dễ dàng kéo sợi hay dát mỏng nhôm. Khối lượng riêng của nhôm là 2,7 g/cm3.

Tính chất hóa học và hợp chất có trong nhôm

Những tính chất hóa học của nhôm cơ bản dưới đây sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nhôm phản ứng được với chất nào và trong nhôm có những hợp chất nào nhé.

Tác dụng với những phi kim

Trên thực tế, các vật liệu được làm từ nhôm đều có một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt. Nhôm phản ứng được với oxi trên bề mặt. Vì khi phản ứng, nhôm sẽ tạo ra một lớp màng oxit bao phủ bề mặt. Qua đó bảo vệ và ngăn cản nhôm tác dụng với oxi để tạo ra oxit.

• 2Al + 3O2 => Al2O3

Al2O3 là một oxit lưỡng tính, vì thế tính chất hóa học của Al2O3 sẽ thuộc dạng một oxit lưỡng tính. Tức là nó có thể phản ứng với cả axit và bazơ.

Bên cạnh đó, nhôm còn phản ứng được với những phi kim khác để tạo ra muối .
Ví dụ :

1. 2Al + 3Cl2 => 2AlCl3
2. ​2Al + 3S => Al2S3

Tác dụng với nước

Trên thực tế, Al sẽ không phản ứng được với nước vì được bảo vệ bởi lớp oxit mỏng. Khi lớp oxit được phá bỏ, nguyên tố al phản ứng trực tiếp với nước.

2Al + 6H2O => 2Al(OH)3 + 3H2

Tác dụng với oxit của sắt kẽm kim loại kém hoạt động giải trí hơn ( phản ứng nhiệt nhôm )

Al có thể khử được oxit của các kim loại đứng sau nó trong dãy hoạt động hóa học: 2Al + 3FeO => Al2O3 + 3Fe

Tác dụng với dung dịch axit

Với những axit khác nhau, nhôm sẽ có phản ứng khác nhau .

Cụ thể:

1. Với các axit HCl và H2SO4 loãng, nhôm có thể dễ dàng phản ứng và tạo ra muối và hidro: 2Al + 6HCl => 2AlCl3 + 3H2
2. Với H2SO4 loãng: 2Al + 3H2SO4 => Al2(SO4)3 + 3H2
3. Với các axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3 hoặc H2SO4 đậm đặc:
   1. Al + 4HNO3 => Al(NO3)3 + NO + 2H2O
   2. Al + 6HNO3 => Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
   3. 2Al + 6H2SO4 => Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Tác dụng với dung dịch bazơ

Al có thể dễ dàng tham gia những phản ứng với các dung dịch kiềm: Al + NaOH + H2O => NaAlO2 + 1,5 H2

Trước tiên, Al tham gia phản ứng với nước sau đó sẽ sinh ra Al ( OH ) 3. Đây là một hidroxit lưỡng tính hoàn toàn có thể tan được trong dung dịch kiềm .

Tác dụng với dung dịch muối

Al có thể đẩy được kim loại đứng sau trong dãy hoạt động kim loại ra khỏi dung dịch muối của chúng: 2Al + 3CuSO4 => Al2(SO4)3 + 3Cu

Phản ứng nhiệt nhôm

Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng hóa học toả nhiệt trong đó nhôm là chất khử ở nhiệt độ cao. Ví dụ điển hình nổi bật nhất là phản ứng nhiệt nhôm giữa oxit sắt III và nhôm :

• Fe2O3 + 2 Al → 2 Fe + Al2O3

Một số phản ứng khác như :

• 3CuO+ 2Al → Al2O3 + 3Cu
• 8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
• 3Mn3O4 + 8 Al → 4 Al2O3 + 9 Mn
• Cr2O3 + 2 Al→ Al2O3 + 2 Cr

Phản ứng này lần tiên phong được sử dụng để khử oxit sắt kẽm kim loại mà không sử dụng cacbon. Phản ứng này toả nhiệt rất cao, nhưng nó có một nguồn năng lượng hoạt hóa cao do những link giữa những nguyên tử trong chất rắn phải được phá vỡ trước. Oxit sắt kẽm kim loại được đun nóng với nhôm trong một lò đun. Phản ứng này chỉ hoàn toàn có thể sử dụng để sản xuất số lượng nhỏ vật tư .
Phản ứng nhiệt nhôm còn được sử dụng để điều chế những sắt kẽm kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao ( như crôm hay Von farm ). Do đặc thù thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội, người ta sẽ sử dụng thùng nhôm để chuyên chở hai loại axit này .
Người ta thường sử dụng những phản ứng này để hàn đường tàu tại chỗ, có ích cho việc setup phức tạp hoặc thay thế sửa chữa tại chỗ mà không hề được thực thi bằng cách sử dụng cách hàn đường tàu liên. Phản ứng nhiệt nhôm cũng được sử dụng để sản xuất phần đông kim loại tổng hợp sắt, ví dụ như ferroniobium từ niobium pentoxit và ferrovanadium từ Vanadi oxit. Các sắt kẽm kim loại khác cũng được sản xuất bằng giải pháp này .

Ứng dụng và điều chế nhôm

Điều chế nhôm

Hiện nay, cách điều chế hầu hết nhất là tách nhôm trong quặng boxit nhôm có lẫn SiO2 và Fe2O3 .
Trước tiên, người ta sẽ làm sạch nguyên vật liệu bằng cách cho phản ứng với dung dịch kiềm để tách riêng Al2O3. Sau đó dùng bình điện phân, điện phân nóng chảy Al2O3 xuất hiện criolit Na3AlF6. Để triển khai việc này, ta cần hạ nhiệt độ nóng chảy tử 2050 xuống 900 oC để tạo thành nhiều ion ngăn không cho oxi phản ứng lại với nhôm để tạo ra lớp oxit bảo vệ .

Ứng dụng của nhôm

Nhôm có rất nhiều ứng dụng trong đời sống. Kim loại này được những tên thương hiệu nhôm tại Nước Ta dùng để tạo thành vỏ máy bay do độ bền chắc và mỏng dính nhẹ của nó. Nhôm cũng được dùng để sản xuất những thiết bị và dụng cụ hoạt động và sinh hoạt như nồi, chảo, những đường dây tải điện, những loại cửa, …
Chúng ta thuận tiện hoàn toàn có thể thấy rằng nhôm được thông dụng và ứng dụng rất nhiều trong đời sống ví dụ điển hình như :

Trong ngành kiến thiết xây dựng

Ngành kiến thiết xây dựng sẽ được ứng dụng nhôm làm :

• Cửa đi chính
• Cửa sổ
• Khung sườn nhôm
• Vách ngăn
• Mặt dựng
• Mái hiên
• …

Trong ngành công nghiệp

Ứng dụng nhôm trong ngành công nghiệp sẽ tương quan đến :

• Khung máy
• Thùng xe tải
• Thanh tản nhiệt
• …

Trong hàng tiêu dùng

Ngoài ra, vật liệu nhôm vận dụng trong một số ít hàng tiêu dùng như :

• Tủ trưng bày
• Thanh treo màn
• Bảng treo tường
• Thang
• Giường
• Bàn ghế nhôm
• …

Từ các vật dụng trong đời sống đến những công trình xây dựng đều sử dụng vật liệu nhôm là chủ yếu, nhất là đối với nhôm nhật bản. Không những vậy, ứng dụng của nhôm trong y học cũng là một lĩnh vực đang được nghiên cứu và phát triển.

Vậy là chúng ta đã tìm hiểu xong về những tính chất của nhôm cũng như ứng dụng và vai trò của nó rồi. Đây là một kim loại phổ biến và có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống. Nếu có bất cứ thắc mắc nào về kim loại này cũng như có thêm đóng góp gì cho bài viết tính chất của nhôm, mời bạn để lại nhận xét bên dưới nhé!

Source: https://vh2.com.vn
Category: Ứng Dụng