при сплавлении, даже при доступе воздуха, не окисляется. Прессованием, проковкой, вальцеванием, плавлением можно придать ему любую форму, а поделки из этого металла можно шлифовать и украшать разнообразнейшими способами, посредством гильошировки и местного золочения или серебрения. Но не смотря на все эти преимущества, алюминий имеет сравнительно небольшое применение: до сих пор он служит преимущественно для выделки недорогих предметов роскоши, затем для устройства тех научных приборов, которые должны иметь по возможности незначительный вес, каковы, например: коромысла точных весов, трубы больших телескопов и т. д. Ежегодная добыча металла равняется приблизительно 2500 килогр.
В периодической системе элементов проф. Менделеева алюминий помещается в III группе, в 3-м ряду, чем и определяется большая часть его свойств, а также и его соединений. Алюминий способен соединяться с тремя атомами галоидов; но частица галоидных соединений алюминия является простою, напр. в виде АlСl3, только при температурах очень возвышенных, однако и при этих последних значительная часть вещества остается в полимеризованном состоянии, в виде удвоенной частицы Al2Cl6. Это становится легко понятным, если принять во внимание, что так называемые предельные формы соединений некоторых элементов способны давать еще дальнейшие соединения с другими частицами, чему пример мы видим в способности многих тел образовать кристаллические соединения с аммиаком, кристаллизационною водою и т. д. Так и в предельной форме соединения алюминия АlХ3 сильно развита способность давать такого рода соединения; а раз имеется способность соединяться с другими частицами, то становится возможным допускать и соединение тождественных частиц самих с собою, что мы имеем для А12Сl6=АlСl3+АlСl3.
Наиболее важные соединения алюминия следующие:
Хлористый алюминий Al2Cl6 получается при накаливании в струе хлора смеси чистого глинозема (окиси алюминия) и угля; такую смесь сначала замешивают в тестообразную массу с маслом, сахарным сиропом или дегтем, формуют из ее шарики и прокаливают их в закрытом тигле до тех пор, пока не перестанут выделяться горючие пары; по охлаждении вносят эти шарики в фарфоровую трубку или глиняную реторту и накаливают в струе хлора, причем образующийся хлористый алюминий улетучивается и сгущается в приемнике в белую кристаллическую, сильно гигроскопическую массу, легко растворимую в воде, алкоголе и эфире. В последнее время хлористый алюминий, а также АlВr3, и AlJ3 имеют огромное значение при синтезах многих сложных органических соединений, в особенности ароматического ряда (см. соч. Г. Г. Густавсона, «Органические соединения в их отношениях к галоидным солям алюминия», 1883 г.).
Соединение хлористого натрия с хлористым алюминием NaCI + AlCl3 = NaAlCl, исходный материал для получения алюминия. Образуется подобным же путем, как и хлористый алюминий, с той разницей, что к смеси глинозема с углем прибавляют еще соответственное количество хлористого натрия. Кристаллическая, бесцветная, улетучивающаяся при краснокалильном жаре, масса, легко растворимая в воде, но менее гигроскопическая, чем хлористый алюминий.
Соединение фтористого алюминия с фтористым натрием NaF + AlF3 = NaAlF4 образует минерал криолит.
Окись алюминия Аl2О4 (глинозем)встречается в природе в кристаллическом состоянии в виде различных минералов: окрашенная в красный цвет представляет рубин, в желтый или коричневый – корунд и восточный топаз, в синий – сапфир, в пурпурово-красный – восточный аметист ; мелкозернистая кристаллическая масса, с примесью кремнекислоты и соединений железа, называется шмиргелем или наждаком. Все эти кристаллические минералы немного уступают по твердости алмазу и не изменяются даже от действия крепких кислот. В аморфном виде глинозем получается при сильном прокаливании некоторых глиноземных солей или при умеренном нагревании гидрата окиси алюминия, в виде рыхлого белого, порошка, растворяющегося в слабых кислотах и щелочах, если только он не был предварительно нагрет слишком сильно.
Гидрат окиси алюминия, гидрат глинозема Al2(OH6). Кроме нормального глиноземного гидрата, с составом, указанным формулою, встречающегося в природе в виде минерала гидраргиллита (гиббсита), есть еще два других гидрата, а именно Al2O2(OH)2 – минерал диаспор и Al2O(OH)2 – боксит. Гидрат глинозема образуется в виде белого студенистого осадка при смешении растворимых глиноземных солей с водным аммиаком. В технике его получают сплавлением мелко измельченного боксита с содой, или при прокаливании криолита с известью; в обоих случаях образующийся алюминат натрия извлекают водою и из раствора осаждают глиноземный гидрат в виде плотного осадка пропусканием углекислоты, причем углекислый натрий переходит в раствор. При выслушивании глиноземный гидрат образует плотные, твердые куски, или легкий, белый порошок, отдающий при прокаливании свою воду и переходящий в аморфный глинозем. Гидрат, полученный искусственным путем, легко растворяется в щелочах и кислотах, а гидраты, встречающиеся в природе, растворяются в кислотах только после слабого прокаливания. Гидрат окиси алюминия может быть также получен в растворимом состоянии, в форме коллоидального глинозема. По Грэму, такое видоизменение – гидрозоль глинозема – получается, если подвергнуть диализу насыщенный глиноземом водный раствор хлористого алюминия; при этом соляная кислота диффундирует в наружную воду, а растворимый гидрат остается в диализаторе; он необычайно легко переходит в нерастворимое состояние, напр. от следов солей, так что достаточно уже подбавить обыкновенной ключевой воды, чтобы из такого раствора осел обыкновенный гидрат глинозема. От гидрата окиси алюминия можно, с одной стороны, перейти к алюминатам, замещая водородные атомы гидроксильных групп металлами, а с другой – к глиноземным солям, при замещении водородных атомов в гидроксильных группах кислотными радикалами.
Соли окиси алюминия(глиноземные соли) образуются при обработке аморфного водного глинозема соответственными кислотами, или при обменном разложении солей окиси алюминия с другими солями. Азотно-глиноземная соль образуется, напр., при растворении гидрата окиси алюминия в азотной вислой, а уксуснокислая соль – при смешении сернокислого глинозема с уксусно-свинцовою солью. Средние соли производятся от нормального гидрата Аl2(ОН)6, при чем 6 водородных атомов гидроксильных групп замещаются столькими же одноэквивалентными или тремя двуэквивалентными кислотными радикалами, напр. Al2O6(NO2)6 – азотно-глиноземная соль, Al2O6(SO2)3 или Аl2(SO4)3 – серно-глиноземная соль. Водные растворы этих средних солей имеют кислую реакцию:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225
В периодической системе элементов проф. Менделеева алюминий помещается в III группе, в 3-м ряду, чем и определяется большая часть его свойств, а также и его соединений. Алюминий способен соединяться с тремя атомами галоидов; но частица галоидных соединений алюминия является простою, напр. в виде АlСl3, только при температурах очень возвышенных, однако и при этих последних значительная часть вещества остается в полимеризованном состоянии, в виде удвоенной частицы Al2Cl6. Это становится легко понятным, если принять во внимание, что так называемые предельные формы соединений некоторых элементов способны давать еще дальнейшие соединения с другими частицами, чему пример мы видим в способности многих тел образовать кристаллические соединения с аммиаком, кристаллизационною водою и т. д. Так и в предельной форме соединения алюминия АlХ3 сильно развита способность давать такого рода соединения; а раз имеется способность соединяться с другими частицами, то становится возможным допускать и соединение тождественных частиц самих с собою, что мы имеем для А12Сl6=АlСl3+АlСl3.
Наиболее важные соединения алюминия следующие:
Хлористый алюминий Al2Cl6 получается при накаливании в струе хлора смеси чистого глинозема (окиси алюминия) и угля; такую смесь сначала замешивают в тестообразную массу с маслом, сахарным сиропом или дегтем, формуют из ее шарики и прокаливают их в закрытом тигле до тех пор, пока не перестанут выделяться горючие пары; по охлаждении вносят эти шарики в фарфоровую трубку или глиняную реторту и накаливают в струе хлора, причем образующийся хлористый алюминий улетучивается и сгущается в приемнике в белую кристаллическую, сильно гигроскопическую массу, легко растворимую в воде, алкоголе и эфире. В последнее время хлористый алюминий, а также АlВr3, и AlJ3 имеют огромное значение при синтезах многих сложных органических соединений, в особенности ароматического ряда (см. соч. Г. Г. Густавсона, «Органические соединения в их отношениях к галоидным солям алюминия», 1883 г.).
Соединение хлористого натрия с хлористым алюминием NaCI + AlCl3 = NaAlCl, исходный материал для получения алюминия. Образуется подобным же путем, как и хлористый алюминий, с той разницей, что к смеси глинозема с углем прибавляют еще соответственное количество хлористого натрия. Кристаллическая, бесцветная, улетучивающаяся при краснокалильном жаре, масса, легко растворимая в воде, но менее гигроскопическая, чем хлористый алюминий.
Соединение фтористого алюминия с фтористым натрием NaF + AlF3 = NaAlF4 образует минерал криолит.
Окись алюминия Аl2О4 (глинозем)встречается в природе в кристаллическом состоянии в виде различных минералов: окрашенная в красный цвет представляет рубин, в желтый или коричневый – корунд и восточный топаз, в синий – сапфир, в пурпурово-красный – восточный аметист ; мелкозернистая кристаллическая масса, с примесью кремнекислоты и соединений железа, называется шмиргелем или наждаком. Все эти кристаллические минералы немного уступают по твердости алмазу и не изменяются даже от действия крепких кислот. В аморфном виде глинозем получается при сильном прокаливании некоторых глиноземных солей или при умеренном нагревании гидрата окиси алюминия, в виде рыхлого белого, порошка, растворяющегося в слабых кислотах и щелочах, если только он не был предварительно нагрет слишком сильно.
Гидрат окиси алюминия, гидрат глинозема Al2(OH6). Кроме нормального глиноземного гидрата, с составом, указанным формулою, встречающегося в природе в виде минерала гидраргиллита (гиббсита), есть еще два других гидрата, а именно Al2O2(OH)2 – минерал диаспор и Al2O(OH)2 – боксит. Гидрат глинозема образуется в виде белого студенистого осадка при смешении растворимых глиноземных солей с водным аммиаком. В технике его получают сплавлением мелко измельченного боксита с содой, или при прокаливании криолита с известью; в обоих случаях образующийся алюминат натрия извлекают водою и из раствора осаждают глиноземный гидрат в виде плотного осадка пропусканием углекислоты, причем углекислый натрий переходит в раствор. При выслушивании глиноземный гидрат образует плотные, твердые куски, или легкий, белый порошок, отдающий при прокаливании свою воду и переходящий в аморфный глинозем. Гидрат, полученный искусственным путем, легко растворяется в щелочах и кислотах, а гидраты, встречающиеся в природе, растворяются в кислотах только после слабого прокаливания. Гидрат окиси алюминия может быть также получен в растворимом состоянии, в форме коллоидального глинозема. По Грэму, такое видоизменение – гидрозоль глинозема – получается, если подвергнуть диализу насыщенный глиноземом водный раствор хлористого алюминия; при этом соляная кислота диффундирует в наружную воду, а растворимый гидрат остается в диализаторе; он необычайно легко переходит в нерастворимое состояние, напр. от следов солей, так что достаточно уже подбавить обыкновенной ключевой воды, чтобы из такого раствора осел обыкновенный гидрат глинозема. От гидрата окиси алюминия можно, с одной стороны, перейти к алюминатам, замещая водородные атомы гидроксильных групп металлами, а с другой – к глиноземным солям, при замещении водородных атомов в гидроксильных группах кислотными радикалами.
Соли окиси алюминия(глиноземные соли) образуются при обработке аморфного водного глинозема соответственными кислотами, или при обменном разложении солей окиси алюминия с другими солями. Азотно-глиноземная соль образуется, напр., при растворении гидрата окиси алюминия в азотной вислой, а уксуснокислая соль – при смешении сернокислого глинозема с уксусно-свинцовою солью. Средние соли производятся от нормального гидрата Аl2(ОН)6, при чем 6 водородных атомов гидроксильных групп замещаются столькими же одноэквивалентными или тремя двуэквивалентными кислотными радикалами, напр. Al2O6(NO2)6 – азотно-глиноземная соль, Al2O6(SO2)3 или Аl2(SO4)3 – серно-глиноземная соль. Водные растворы этих средних солей имеют кислую реакцию:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225