Содержание
- 1 Алюминий и его реакция с водой
- 2 Окисление алюминия при переплаве алюминиевого лома
- 2.1 Реакция окисления алюминия
- 2.2 Толщина оксидной пленки на твердом алюминии
- 2.3 Окисление алюминиевой стружки
- 2.4 Удельная поверхность алюминиевого лома
- 2.5 Оксидная пленка на жидком алюминии
- 2.6 Зависимость интенсивности окисления жидкого алюминия от температуры
- 2.7 Оптимальная температура для расплава алюминия
- 3 Ржавеет ли алюминий? Стоит ли бояться коррозии этого металла?
- 4 Ржавеет ли алюминий в воде
- 5 Степень окисления и физические свойства алюминия
- 6 Вредна ли алюминиевая посуда и в чем ее вред
Алюминий и его реакция с водой
[Deposit Photos]
Впервые алюминий был получен лишь в начале XIX века. Cделал это физик Ганс Эрстед. Свой эксперимент он проводил с амальгамой калия, хлоридом алюминия и ртутью.
Кстати, название этого серебристого материала произошло от латинского слова «квасцы», потому что именно из них добывается этот элемент.
Квасцы [Wikimedia]
Квасцы – это природные минералы на основе металлов, которые объединяют в своем составе соли серной кислоты.
Раньше алюминий считался драгоценным металлом и стоил на порядок дороже, чем золото. Объяснялось это тем, что металл было довольно сложно отделить от примесей. Так что позволить себе украшения из алюминия могли только богатые и влиятельные люди.
Японское украшение из алюминия [Wikimedia]
Но в 1886 году Чарльз Холл придумал метод по добыче алюминия в промышленном масштабе, что резко удешевило этот металл и позволило применять его в металлургическом производстве. Промышленный метод заключался в электролизе расплава криолита, в котором растворен оксид алюминия.
Алюминий — очень востребованный металл, ведь именно из него изготавливаются многие вещи, которыми человек пользуется в быту.
Применение алюминия
Благодаря ковкости и легкости, а также защищенности от коррозии, алюминий является ценным металлом в современной промышленности. Из алюминия изготавливают не только кухонную посуду — он широко используется в авто- и авиастроительстве.
Также алюминий является одним из самых недорогих и экономичных материалов, так как его можно использовать бесконечно, переплавляя ненужные алюминиевые предметы, например, банки.
Алюминиевые банки [Deposit Photos]
Металлический алюминий безопасен, но его соединения могут оказывать токсическое действие на человека и животных (особенно хлорид, ацетат и сульфат алюминия).
Физические свойства алюминия
Алюминий — достаточно легкий металл серебристого цвета, который может образовывать сплавы с большинством металлов, особенно с медью, магнием и кремнием. Также он весьма пластичен, его без труда можно превратить в тонкую пластинку или же фольгу. Температура плавления алюминия = 660 °C, а температура кипения — 2470 °C.
Химические свойства алюминия
При комнатной температуре металл покрывается прочной пленкой оксида алюминия Al₂O₃, которая защищает его от коррозии.
С окислителями алюминий практически не реагирует из-за защищающей его оксидной пленки. Однако ее можно легко разрушить, чтобы металл проявил активные восстановительные свойства. Разрушить оксидную пленку алюминия можно раствором или расплавом щелочей, кислотами или же с помощью хлорида ртути.
Благодаря восстановительным свойствам алюминий нашел применение в промышленности — для получения других металлов. Этот процесс называется алюмотермией. Такая особенность алюминия заключается во взаимодействии с оксидами других металлов.
Алюмотермическая реакция с участием оксида железа (III) [Wikimedia]
Например, рассмотрим реакцию с оксидом хрома:
Cr₂O₃ + Al = Al₂O₃ + Cr.
Алюминий хорошо вступает в реакцию с простыми веществами. Например, с галогенами (за исключением фтора) алюминий может образовать иодид, хлорид, или бромид алюминия:
2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃
С другими неметаллами, такими как фтор, сера, азот, углерод и т.д. алюминий может реагировать только при нагревании.
Также серебристый металл вступает в реакцию и со сложными химическими веществами.Например, с щелочами он образует алюминаты, то есть комплексные соединения, которые активно используются в бумажной и текстильной промышленности. Причем в реакцию вступает как гидроксид алюминия
Al(ОН)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]),
так и металлический алюминий или же оксид алюминия:
2Al + 2NaOH + 6Н₂О = 2Na[Al(OH)₄] + ЗН₂.
Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]
С агрессивными кислотами (например, с серной и соляной) алюминий реагирует довольно спокойно, без воспламенения.
Если опустить кусочек металла в соляную кислоту, то пойдет медленная реакция — сначала будет растворяться оксидная пленка — но затем она ускорится. Алюминий растворяется в соляной кислоте с выделением водорода. В результате реакции получается хлорид алюминия:
Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂.
Хлорид алюминия [Wikimedia]
Здесь вы найдете интересные опыты на изучение химических свойств металлов.
Реакция алюминия с водой
Если опустить алюминиевую стружку в обычную воду, ничего не произойдет, потому что алюминий защищен оксидной пленкой, которая не дает этому металлу вступить в реакцию.
Только сняв защитную пленку хлоридом ртути, можно получить результат. Для этого металл нужно вымачивать в растворе хлорида ртути на протяжении двух минут, а затем хорошо его промыть. В результате получится амальгама, сплав ртути и алюминия:
3HgCI₂ + 2Al = 2AlCI₃ + 3Hg
Причем она не удерживается на поверхности металла. Теперь, опустив очищенный металл в воду, можно наблюдать медленную реакцию, которая сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида алюминия:
2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂.
Источник: https://melscience.com/RU-ru/articles/alyuminij-i-ego-reakciya-s-vodoj/
Окисление алюминия при переплаве алюминиевого лома
Алюминий имеет отрицательный окислительно-восстановительный потенциал (–1,66 В), а магний, его важный легирующий элемент, имеет даже более низкий потенциал (–2,38 В). Поэтому, как и большинство других металлов, алюминий встречается в природе только как очень стабильный оксид.
Химически это означает наиболее стабильное состояние на самом низком энергетическом уровне. При электролизе металл вынуждают отделиться от кислорода путем подъема его энергетического потенциала. При контакте с кислородом алюминий стремится вернуться к более низкому энергетическому уровню в виде оксида алюминия.
Из-за его высокого сродства к кислороду эта реакция происходит мгновенно.
Реакция окисления алюминия
Реакция окисления алюминия следует реакции
4Al + 3O2 —› 2Al2O3
Положительное изменение энтальпии ΔH этой реакции указывает на то, что окисление алюминия является экзотермическим процессом, то есть идет с выделением энергии. Это логично, так как алюминий при этом переходит в состояние с более низким энергетическим уровнем.
Толщина оксидной пленки на твердом алюминии
Толщина естественной оксидной пленки довольно тонкая – от 1 до 3 нм в зависимости от сплава и температуре образования оксида (до 300 °С). На рисунке 1 показано постепенное увеличение толщины оксидной пленки на чистом алюминии при ее образовании при температуре от комнатной до 400-500 °С.
Затем происходит разрыв в скорости окисления и резкое увеличение толщины оксидной пленки до 20 нм. Причиной этого считается переход от аморфной структуры оксида алюминия к его кристаллической структуре.
Именно поэтому при сушке измельченного алюминиевого лома и обжиге с него органических покрытий его не нагревают выше 400 °, чтобы избежать чрезмерного окисления.
Рисунок 1
В твердом состоянии алюминия оксид алюминия играет положительную роль, так как оксидная пленка имеет форму γ-Al2O3 и толщину несколько нанометров. Она надежно изолирует поверхность алюминия и останавливает дальнейшее окисление. При постоянной температуре толщина оксидной пленки растет сначала очень быстро, но затем скорость роста замедляется и сводится практически к нулю.
Окисление алюминиевой стружки
С особенностью роста оксидной пленки, которая показана на рисунке 1, связан интересный феномен. Он происходит при хранении алюминиевых отходов в виде стружки. Этот вид алюминиевого лома возникает при механической обработке алюминия и поступает на переплав в основном в виде токарной и сверлильной стружки.
Эта стружка имеет после механической обработке свежую, чистую поверхность, которая сразу же начинает окисляться. Так как стружка перед переплавом хранится в прессованных пакетах, то, казалось бы, окисляться должен только наружный их слой, а внутренние слои пакета сохраняться без окисления.
Однако по изменению веса пакета было установлено, что окисление его в целом продолжается в течение длительного времени. Причина этого в том, что в пакете есть щели и полости, через которые воздух медленно, но уверено проникает во внутренние его слои. Большинство отдельных стружек очень тонкие, и оксидный слой, хотя и еще более тонкий, дает значительную долю в общем весе пакета.
Поэтому при длительном хранении стружки потери металла возникают просто ниоткуда. Вывод из этого может быть только один – стружку необходимо переплавлять немедленно после ее поступления.
Удельная поверхность алюминиевого лома
Потеря алюминия из-за его окисления при переплаве в печи какой-нибудь загрузки лома пропорциональна удельной площади этого лома. Удельная площадь выражается соотношением
https://www.youtube.com/watch?v=rfySEfPGyJk
ауд = m/A,
где m – общая масса партии лома, A – общая площадь поверхности всех кусочков лома, составляющих эту загрузку.
Удельная площадь поверхности алюминиевых отходов является критическим параметром. Ее величина увеличивается с уменьшением размеров частиц лома. Так, у куба со стороной 10 см площадь поверхности равна 600 кв. см, а у эквивалентных по массе 1000 кубиков со стороной 1 см – в 10 раз больше. Поэтому скорость окисления этих кубиков будет в 10 раз больше, чем большого куба.
Оксидная пленка на жидком алюминии
За исключением операций сушки и обжига органических покрытий все окисление алюминиевого лома происходит в жидком состоянии. В ходе плавления защитная оксидная пленка разрушается, и окисление алюминия начинается снова, но уже при более высокой температуре. На невозмущенной поверхности расплава алюминия устанавливается стабильная оксидная пленка, толщина которой медленно увеличивается во времени.
Зависимость интенсивности окисления жидкого алюминия от температуры
С ростом температуры расплава скорость окисления алюминия возрастает. Она довольно медленно возрастает вплоть до интервала температуры от 760 до 780 °С, а затем следует резкое увеличение скорости окисления, как это показано на рисунке 2. Нагрев алюминиевого расплава выше этих температур приводит к повышенным потерям алюминия от его окисления. Эти потери часто называют «угар алюминия».
Рисунок 2
Оптимальная температура для расплава алюминия
С учетом резкого роста окисления алюминия при температуре расплава выше 760-780 °С, если нет особых причин для высокой температуры расплава (например, большая длина передающих металлопроводов), жидкий алюминий разогревают как раз до температуры, которая оптимальна для его разливки. В большинстве случаев эта температура составляет от 730 до 750 °С.
Источник: Ch. Schmitz, Handbook of Aluminium Recycling, 2006.
Источник: http://aluminium-guide.ru/okislenie-alyuminiya-pri-pereplave-alyuminievogo-loma/
Ржавеет ли алюминий? Стоит ли бояться коррозии этого металла?
Однако ученые посредством научных экспериментов доказали, что на самом деле посуда из алюминия не так и безвредна для человеческого здоровья.
А дело вот в чем: контактируя с пищевыми продуктами, мягкий металл без труда расщепляется на уровне молекул и оказывается в еде. Обыкновенно так случается во время приготовления пищи, в которой содержится большое количество кислоты.
В результате этот металл оказывается в человеческом организме и может спровоцировать сильнейшее пищевое отравление.
Вдобавок соли металлов, и алюминиевые в этом случае не исключение, могут накапливаться во внутренних органах, а также в тканях организма, что и является причиной развития многих недугов. Чаще всего по этой самой причине возникают онкологические заболевания.
Казалось бы, вред алюминиевой посуды очевиден. Однако, прежде чем выбросить любимый ковш либо вилку, помните, что даже пища, хорошо сдобренная уксусом, за короткое время впитывает в себя совсем не опасную дозу алюминия.
От такого незначительного количества данного металла организм легко избавится присущим ему природным путем, чего, к сожалению, нельзя сказать о свинце или стронции.
Вот почему сваренное в алюминиевой кастрюле блюдо, которое сразу было употреблено вами в пищу, не представляет особой опасности для здоровья.
Но ситуация меняется кардинальным образом, если продукт готовится и/или хранится в посуде из алюминия более восьми-двенадцати часов.
В этом случае еда напитывается алюминием уже в куда большем количестве и, что самое опасное, вследствие окисления металла в ней возникают ядовитые соединения.
Вот почему, открыв алюминиевую банку с консервами, следует сразу же переложить их в другую, более безопасную тару (например, стеклянную или керамическую).
Для того чтобы количество алюминия в организме человека достигло опасной черты, требуется довольно много времени, годы и даже десятилетия, но следует знать, что именно этот металл провоцирует развитие такого недуга, как болезнь Альцгеймера. В коре головного мозга людей, страдающих этим недугом, алюминия в несколько раз больше, чем положено по норме.
Что такое алюминий
Алюминий – это лёгкий металл, который отлично поддаётся литью и механической обработке. Он податлив, хорошо проводит тепло и не покрывается ржавчиной, так как на поверхности алюминиевого изделия образуется оксидная плёнка.
В былые времена алюминий являлся очень ценным металлом. Надеть на себя украшения из этого лёгкого серебристо-белого металла могли позволить только богатые люди. Сейчас же он используется в пищевой промышленности для производства посуды и фольги для запекания. Он издавна популярен в авиапромышленности, строительстве, теплотехнике, так как лёгкий и не поддаётся окислению.
Вред алюминия для человека
Вокруг алюминия в последнее время витает много противоречивой информации. Одни твердят, что, накапливаясь в организме, он разрушает нервную систему, другие, что он вызывает болезнь Альцгеймера. Однако имеет ли это отношение к алюминиевой посуде?
Алюминий и вправду токсичен для человека в больших количествах. Опасным для здоровья считается попадание в организм более 50 мг этого металла за сутки. Чем же так не угодила посуда? СМИ распространили информацию, что этот серебристо-белый металл:
- уничтожает нервные клетки;
- приводит к болезни Альцгеймера;
- разрушает мозг и ухудшает его деятельность;
- способствует росту новообразований;
- приводит к дисфункции почек;
- ухудшает обмен витаминов и минералов;
- тормозит выработку гемоглобина.
В 70-х годах прошлого столетия в Канаде проводились опыты, нацеленные обнаружить причину возникновения болезни Альцгеймера. Исследователи начали бить тревогу, так как у всех больных этим недугом выявили повышенное содержание алюминия в сравнении со здоровым человеком.
Однако учёные так и не смогли установить связь между этим фактом и этиологией возникновения этого тяжёлого заболевания. Природа сенильной деменции этого типа так и не выявлена по сей день, но одно известно наверняка – алюминиевая посуда никак не способствует проявлению этого заболевания.
Это и ещё многое другое приписывают этому природному металлу. Нельзя сказать, что эти обвинения беспочвенны – избыток любого вещества в организме приводит к сбоям. Но, позвольте заметить, что посуда тут совсем ни при чём.
Можно ли использовать алюминиевую посуду
Наши бабушки и дедушки не имели возможности принимать пищу из красивой посуды из нержавеющей стали с позолотой. Даже мельхиоровые столовые приборы были на вес золота. Тем не менее старшее поколение, которое пользовалось алюминиевой посудой, в большинстве своём здоровее и крепче нынешней молодёжи.
Дело в том, что даже если приготовить пищу в алюминиевой кастрюле, переложить её в алюминиевую миску, поесть из неё алюминиевой ложкой, а потом запить всё это из алюминиевой кружки, в организм не поступит более чем 2 г алюминия. Это вполне нормальный показатель – такое количество этого вещества никак не повлияет на жизнедеятельность и здоровье человека.
Кроме того, малые дозы алюминия нужны человеку для восстановления костной ткани, регенерации эпителия, регуляции выделения пищевых ферментов.
Он содержится в водопроводной воде, так как она проходит очистку сульфатом алюминия, в сухих антиперспирантах и даже в лекарственных препаратах, например, в Аспирине.
К тому же имея здоровые почки, можно не опасаться высокой концентрации алюминия в организме – он быстро выводится мочевыделительной системой.
Источник: https://zdorovo.live/otravleniya-i-yady/rzhaveet-li-alyuminij-stoit-li-boyatsya-korrozii-etogo-metalla.html
Ржавеет ли алюминий в воде
[Deposit Photos]
Впервые алюминий был получен лишь в начале XIX века. Cделал это физик Ганс Эрстед. Свой эксперимент он проводил с амальгамой калия, хлоридом алюминия и ртутью.
Кстати, название этого серебристого материала произошло от латинского слова «квасцы», потому что именно из них добывается этот элемент.
Квасцы [Wikimedia]
Квасцы – это природные минералы на основе металлов, которые объединяют в своем составе соли серной кислоты.
Раньше алюминий считался драгоценным металлом и стоил на порядок дороже, чем золото. Объяснялось это тем, что металл было довольно сложно отделить от примесей. Так что позволить себе украшения из алюминия могли только богатые и влиятельные люди.
Японское украшение из алюминия [Wikimedia]
Но в 1886 году Чарльз Холл придумал метод по добыче алюминия в промышленном масштабе, что резко удешевило этот металл и позволило применять его в металлургическом производстве. Промышленный метод заключался в электролизе расплава криолита, в котором растворен оксид алюминия.
Алюминий — очень востребованный металл, ведь именно из него изготавливаются многие вещи, которыми человек пользуется в быту.
Способы борьбы с коррозией алюминия
Алюминий – широко распространенный в промышленности и быту металл. Окисление алюминия на воздухе не происходит. Его инертность обусловлена тонкой оксидной пленкой, защищающей его. Однако под влиянием определенных факторов из окружающей среды этот метал все же подвергается разрушительным процессам, и коррозия алюминия — не такое уж и редкое явление.
Виды коррозии
Окисляется алюминий в атмосфере быстро, но на небольшую глубину. Этому препятствует защитная окисная пленка. Окисление ускоряется выше температуры плавления алюминия. Если нарушается целостность оксидной пленки, алюминий начинает корродировать. Причинами истончения его защитного слоя могут стать различные факторы, начиная с воздействия кислот, щелочей и заканчивая механическим повреждением.
Коррозия алюминия – саморазрушение металла под воздействием окружающей среды. По механизму протекания выделяют:
- Химическую коррозию – происходит в газовой среде без участия воды.
- Электрохимическую коррозию – протекает во влажных средах.
- Газовое разрушение – но сопровождает нагрев и горячую обработку алюминия. В результате взаимодействия кислорода с металлами возникает плотная окисная пленка. Вот почему алюминий не ржавеет, как и все цветные металлы.
На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.
Причины коррозии алюминия
Коррозионная стойкость алюминия зависит от нескольких факторов:
- чистоты – наличия примесей в металле;
- воздействующей среды – алюминий может одинаково подвергаться разрушению и на чистом сельском воздухе и в промышленно загрязненных районах;
- температуры.
Во многих случаях малоконцентрированные кислоты могут растворить алюминий. От возникновения коррозии не защищает естественная окисная пленка.
https://www.youtube.com/watch?v=4r1_Ou1fD6U
Мощные разрушители – фтор, калий, натрий. Алюминий и его сплавы корродируют при воздействии химических соединений брома и хлора, растворов извести и цемента.
Коррозия алюминия и его сплавов происходит в воде, воздухе, оксидах углерода и серы, растворах солей. Морская вода приводит к ускоренному разрушению. Алюминий считается активным металлом, но при этом отличается хорошими коррозионными свойствами.
Выделяют два основных фактора, которые влияют на интенсивность коррозийного процесса:
- степень агрессивности воздействующей окружающей среды – влажность, загрязненность, задымленность;
- химическая структура.
Источник: http://ooo-asteko.ru/rzhaveet-li-alyuminiy-v-vode/
Степень окисления и физические свойства алюминия
Степень окисления алюминия характеризует валентность химического элемента, отражает его способность образовывать соединения. Это свойство учитывается при разведке месторождений руд, богатых на ценный компонент, технологии их обогащения, очистки от примесей второстепенных соединений и применении в разных отраслях производства.
Окисление алюминия влияет на его использование в производстве
Физические и химические параметры элемента
Алюминий — химический элемент с атомным номером 13, представляющий собой металл серебристо-белого цвета. Его название происходит от латинского слова alumen — квасцы. Практически во всех соединениях химический элемент проявляет валентность 3.
- Кристаллизация химического элемента происходит в кубической гранецентрированной решетке. Металл может окисляться при комнатной температуре. При этом его поверхность покрывается тонкой оксидной пленкой, выполняющей защитную функцию.
- Температура плавления химически чистого алюминия 660 °C, кипения — 2450 °C. Плотность металла при нормальных условиях составляет 2,6989 г/см3.
- На воздухе алюминий окисляется с образованием тонкой пленки, которая препятствует дальнейшему реагированию с металлом. Такое защитное соединение формируется, если поместить алюминий в концентрат азотной кислоты.
- Металл активно взаимодействует с соляной кислотой. При реакции со щелочами сначала разрушается защитный оксидированный слой, а затем происходит реакция с образованием алюминатов натрия, калия (в зависимости от вида щелочного соединения).
- При нагревании химический элемент реагирует с бромом и хлором. При взаимодействии с серой образуется сульфид алюминия, который легко растворяется в воде. С водородом металл реагирует косвенно путем искусственного синтеза органических соединений. В результате образуется сильнейший восстановитель — полимерный гидрид алюминия.
- При сжигании порошкообразного металла на воздухе образуется тугоплавкий порошок оксида химического элемента, соединение которого обладает высокой прочностью. Это свойство используется для восстановления металлов из их окислов.
- В лабораторных условиях соединения алюминия, содержащие гидроксильную группу OH, можно получить в результате обменных реакций или за счет добавления в раствор соды или аммиака. Соединение алюминия оседает на дно в виде гелеобразного осадка.
Технологии извлечения алюминия
Химический элемент № 13 является самым распространенным в природе, его содержание в земной коре составляет около 9%. Металл входит в состав более 250 минералов, главным образом, алюмосиликатов, из которых состоит земная кора.
Продуктом разрушения образований является глина, состоящая из каолинита. В ней иногда содержится примесь железа, придающая бурый цвет.
Несмотря на то, что в природе существует много минеральных образований, не все они являются рудным материалом для извлечения ценного компонента. Для добычи используют бокситовые руды, в которых содержится промышленная концентрация металла.
Алюминий образует минерал корунд, по твердости уступающий алмазу. в алюминиевом соединении Al2O3 примеси оксида хрома, титана и железа формирует драгоценные минералы рубин и сапфир.
- Из обогащенной руды ценный компонент извлекают путем электролиза раствора оксида в расплавленном соединении фтора, натрия и алюминия (криолите). Такой способ позволяет проводить электролиз при температуре менее 1000 °C.
- Благодаря низкой плотности расплава, жидкое соединение опускается на дно, что облегчает извлечение. При электролитическом получении металла для начала из глинозема выделяют чистый оксид Al2O3.
- Перед использованием руду очищают от примесей соединений железа, кремния, кальция. При обжиге бокситов испаряется содержащаяся в минералах вода. Полученный материал разделяют при воздействии углекислого газа на соединение.
Широко применяется в производстве чистого алюминия химический способ. Он состоит в обработке руды щелочью NaOH при температуре 220 °C с получением Al (OH)2. В результате гидролиза раствора происходит окисление алюминия и осаждение его соединения.
https://www.youtube.com/watch?v=bNufZj1W9pg
Производят алюминий химическим способом
Потом в результате использования углекислого газа получают соду и поташ. Для получения химически чистого материала технический материал нагревают в парах AlF3 с последующим охлаждением. В результате изменения температуры происходит выделение чистого алюминия.
Производство металла высокой чистоты предусматривают разработку новых технологий и создание условий, при которых металл может оксидировать без дополнительных затрат энергии.
Один из новых методов предусматривает синтез оксида алюминия высокой чистоты методом каталитического окисления металла кислородом воды с применением ультразвуковых колебаний, разработку автокаталитического способа получения субмикронного порошка с последующим формирование брикет высокой плотности.
Сферы использования металла и его соединений
Значительное количество алюминия находится в фарфоре, кирпиче, цементе. По масштабам использования сплавы металла уступают место железу. Широкое применение алюминиевых материалов в различных отраслях связано с рядом физических и химических параметров:
- невысокая плотность;
- металл не ржавеет, обладает устойчивостью к коррозии;
- имеет высокую электропроводность;
- легко поддается штамповке, прокату и обладает ковкостью;
- пластичен и прочен;
- на поверхности алюминиевых сплавов легко наносятся декоративные и защитные покрытия.
При добавлении разных лигатурных компонентов сплавы на основе алюминия приобретают новые свойства, формируя интерметаллические соединения или твердые растворы.
Не все материалы способны образовывать оксидные пленки даже принудительно. Для сохранения антикоррозионных свойств материала кислотно-щелочной баланс должен соответствовать диапазону от 6 до 8 единиц.
Чистый алюминий практически не подвергается воздействию агрессивной среды. Даже тонкое покрытие поверхности металлом без примесей способно предотвратить реакцию.
Основную массу металла используют для получения легких сплавов:
- дюралюминия, в котором находится 94% алюминия, 4% меди, по 0,5% железа, марганца, кремния и магния;
- силумина — до 90% основа, до 14% кремний и натрий.Легкие сплавы — дюралюминий и силумин
В металлургии химический элемент используют в качестве лигатурной добавки в составы на основе меди, никеля, железа, магния. Такие соединения широко применяются в автомобилестроении, в быту, авиационной технике.
Из сплава с основным содержанием алюминия был изготовлен первый искусственный спутник планеты Земля. В виде порошка его используют как компонент ракетного топлива. Эта идея принадлежит Ф. А. Цандеру. Сплав металла с цирконием используют в строительстве ядерных реакторов, изготовлении взрывчатых материалов.
Электрохимическим способом на поверхности ювелирной бижутерии наносят защитные окрашенные пленки, по внешнему виду напоминающие золото. Сплав алюминия с золотом, обладающий насыщенным фиолетовым цветом, используют в качестве вставок в украшения.
При обращении с металлом в домашних условиях нужно соблюдать правила эксплуатации посуды из алюминия. Чтобы продукты не окислились, то их стоит хранить в эмалированной или стеклянной посуде.
Готовить в посуде из алюминия можно нейтральные жидкости, например, воду или молоко. Кислые блюда реагируют с металлом и приобретают неприятный вкус в результате разрушения оксидной пленки.
Металл можно расплавить в домашних условиях с целью изготовления различных деталей методом литья. В промышленном производстве в качестве материала для форм используют металл с высшей температурой плавления, а в кустарных условиях для этой цели применяют гипс.
Источник: https://ometallah.com/poleznoe/stepen-okisleniya-alyuminiya.html
Вредна ли алюминиевая посуда и в чем ее вред
Раньше вельможи ели из алюминиевой посуды и преподносили друг другу дары в виде столовых приборов из этого лёгкого металла. Спустя время этот элемент периодической таблицы научились добывать в достаточных количествах и его себестоимость постепенно снизилась. Так как предметы кухонной утвари из алюминия остались на полках магазинов, ученные захотели выяснить, вредна ли алюминиевая посуда для человеческого организма.
Правда о посуде из алюминия
Теперь стоило бы упомянуть о правдивой информации, связанной с посудой из лёгкого серебристо-белого металла. Используя алюминиевые кастрюли, сковороды и столовые приборы, помните:
- Посуда из алюминия вступает в реакцию с кислотами. Например, если вы наливаете в ложку уксус или лимонный сок, то выделится небольшое количество металла, который впоследствии попадёт в пищу. На самом деле, даже при самой активной реакции, более чем 3 г из посуды вытравить невозможно, поэтому вреда здоровью это не принесёт.
- Приготовленную пищу лучше не хранить в алюминиевой посуде. Это правда, так как вкусовые качества блюд могут измениться, к тому же алюминий периодически будет выделяться и вступать в реакцию с приготовленной едой. Опять же, вреда от этого не будет, но вкус пищи может измениться.
- Не нужно усердно тереть алюминиевые кастрюли и сковороды металлической губкой. Во-первых, поцарапается поверхность и внешний вид предмета кухонной утвари испортится, а во-вторых, сотрётся защитный слой, предупреждающий появление ржавчины.
Предложения современных производителей
Если есть опасения по поводу того, что алюминиевая посуда вступает в реакцию с пищей, то полезным будет узнать, что современные производители решили проблему окисления и вышли из положения двумя способами:
- защита от окисления с помощью специальной обработки, вследствие которой получают анодированный алюминий;
- заключение алюминия в нержавеющую сталь. Такая многослойная посуда более лёгкая и не менее долговечная, чем из других дорогостоящих сплавов.
Таким образом, можно приобрести красивую и абсолютно безвредную посуду по хорошей цене. Единственный момент – лучше отдавать предпочтение литым изделиям. Штампованные прослужат меньше.
Достоинства и недостатки алюминиевой посуды
Итак, то, что алюминиевая посуда не может нанести вред человеческому здоровью – это факт. Чем же она так хороша, а какие её характеристики оставляют желать лучшего?
- Она очень лёгкая. Это ценное свойство, особенно если нужно взять с собой столовые приборы и кружку в поездку или алюминиевый котелок в поход. Она настолько легковесна, что почти не утяжеляет ношу.
- Она быстро нагревается. За счёт того, что посуда из алюминия очень тонкая, вода в неё закипает гораздо быстрее, чем в новомодных кастрюлях с толстым семислойным дном.
- Она не покрывается ржавчиной. Купив набор такой посуды не нужно гадать, окислится она или нет. Дело в том, что при первом контакте с кислородом на поверхности этого лёгкого металла образуется оксидная плёнка, которая защищает его от ржавчины. Это большой плюс, так как при покупке дешёвой многослойной посуды из нержавеющей стали можно напороться на китайскую подделку, которая со временем покроется ржавчиной. За эти деньги лучше приобрести алюминиевый набор.
Теперь нужно упомянуть и о недостатках кухонной утвари из серебристо-белого металла. Среди них:
- такая посуда легко поддаётся деформации;
- при длительном использовании она истирается, особенно это касается днища кастрюль и сотейников. После этого пища начинает неравномерно нагреваться и может пригорать;
- она темнеет и весьма недолговечна, со временем такая утварь может настолько поизноситься, что стирается до дыр.
Чтобы пользоваться такой посудой долго, достаточно выбрать набор с многослойным покрытием – тогда износ не страшен. Дети обожают алюминиевые ложки, так как они удобные и лёгкие, а это то, что нужно, чтобы учиться кушать без помощи взрослых.
Алюминиевая посуда окисляется, в ней лучше не оставлять готовую пищу и не мыть её жёсткими губками. Она безопасна для здоровья, так как количество алюминия, что выделяется из неё при реакции с кислыми продуктами, ничтожно мало. Зато она удобная и лёгкая, быстро нагревается на плите. Сегодня выбор такой посуды очень велик, а цены на неё остаются доступными.
Источник: https://otravlenye.ru/polza-i-vred/predmety/opasno-li-polzovatsya-alyuminievoj-posudoj.html