המתכת הלא ברזלית הנפוצה ביותר בקרום כדור הארץ. המתכת הנפוצה ביותר בקרום כדור הארץ

באופן מוזר - אלומיניום

המתכת הנפוצה ביותר על פני כדור הארץ היא אלומיניום. אלומיניום (לט. אלומיניום), אל הוא יסוד כימי מקבוצה III של המערכת המחזורית של מנדלייב. מספר אטומי 13, מסה אטומית 26.9815. מתכת קלה כסוף-לבן. מורכב מאיזוטופ אחד יציב 27Al.

התייחסות היסטורית

השם אלומיניום בא מהלטינית. alumen - אז עוד בשנת 500 לפני הספירה. ה. הנקרא אלומיניום אלום, ששימש כחומר חומר מורשה לצביעת בדים ולשיזוף עור. המדען הדני H. K. Oersted בשנת 1825, שפעל עם אמלגם אשלגן על AlCl 3 נטול מים ולאחר מכן זיקק כספית, השיג אלומיניום טהור יחסית. השיטה התעשייתית הראשונה לייצור אלומיניום הוצעה בשנת 1854 על ידי הכימאי הצרפתי A. E. Saint-Clair Deville: השיטה כללה הפחתת כלוריד כפול של אלומיניום ונתרן Na 3 AlCl 6 עם נתרן מתכתי. בדומה בצבע לכסף, האלומיניום היה יקר מאוד בהתחלה. מ-1855 עד 1890 יוצרו רק 200 טון אלומיניום. השיטה המודרנית לייצור אלומיניום על ידי אלקטרוליזה של נמס קריוליט-אלומינה פותחה בשנת 1886 בו זמנית ובאופן עצמאי על ידי C. Hall בארה"ב ו-P. Heroux בצרפת.

הפצת אלומיניום בטבע

מבחינת שפע בטבע, האלומיניום מדורג במקום השלישי אחרי חמצן וסיליקון ובמקום הראשון בין המתכות. תכולתו בקרום כדור הארץ היא 8.80% במשקל. אלומיניום אינו מופיע בצורה חופשית בשל פעילותו הכימית. ידועים כמה מאות מינרלים מאלומיניום, בעיקר אלומיניום-סיליקטים. לבוקסיט, אלוניט ונפלין יש חשיבות תעשייתית. סלעי נפלין עניים יותר באלומינה מאשר בוקסיט, אך השימוש המורכב בהם מייצר תוצרי לוואי חשובים: סודה, אשלג, חומצה גופרתית. שיטה לשימוש משולב בנפלינים פותחה בברית המועצות. עפרות נפלין בברית המועצות יוצרות, בניגוד לבוקסיט, מרבצים גדולים מאוד ויוצרות הזדמנויות בלתי מוגבלות למעשה לפיתוח תעשיית האלומיניום.

תכונות פיזיקליות של אלומיניום

אלומיניום משלב מערך מאפיינים בעל ערך רב: צפיפות נמוכה, מוליכות תרמית וחשמלית גבוהה, משיכות גבוהה ועמידות טובה בפני קורוזיה. ניתן לזייף בקלות, להטביע, לגלגל, לצייר. אלומיניום מרותך היטב על ידי גז, מגע וסוגי ריתוך אחרים. סריג אלומיניום מרוכז בפנים מעוקב עם פרמטר a = 4.0413 Å. תכונות האלומיניום, כמו כל המתכות, תלויות אפוא בטוהר שלו. מאפיינים של אלומיניום בטוהר גבוה (99.996%): צפיפות (ב-20 מעלות צלזיוס) 2698.9 ק"ג/מ"ר; t pl 660.24°C; נקודת רתיחה כ-2500 מעלות צלזיוס; מקדם התפשטות תרמית (מ-20° ל-100°C) 23.86·10 -6; מוליכות תרמית (ב-190°C) 343 W/m·K, קיבולת חום ספציפית (ב-100°С) 931.98 J/kg·K. ; מוליכות חשמלית ביחס לנחושת (ב-20 מעלות צלזיוס) 65.5%. לאלומיניום חוזק נמוך (חוזק מתיחה 50-60 Mn/m2), קשיות (170 Mn/m2 לפי ברינל) וגמישות גבוהה (עד 50%). במהלך גלגול קר, חוזק המתיחה של אלומיניום עולה ל-115 MN/m2, קשיות - עד 270 MN/m2, התארכות יחסית יורדת ל-5% (1 MN/m2 ~ ו-0.1 kgf/mm2). האלומיניום מלוטש במיוחד, אנודייז ובעל רפלקטיביות גבוהה קרוב לכסף (מחזיר עד 90% מאנרגיית האור הנכנסת). בעל זיקה גבוהה לחמצן, אלומיניום באוויר מכוסה בסרט דק אך חזק מאוד של תחמוצת Al 2 O 3, אשר מגן על המתכת מפני חמצון נוסף וקובע את תכונותיה הגבוהות נגד קורוזיה. חוזק סרט התחמוצת והשפעתו המגנה יורדים מאוד בנוכחות זיהומים של כספית, נתרן, מגנזיום, נחושת וכו'. אלומיניום עמיד בפני קורוזיה אטמוספרית, ים ומים מתוקים, כמעט ואינו יוצר אינטראקציה עם חנקן מרוכז או מדולל מאוד חומצה, חומצות אורגניות, מוצרי מזון.

תכונות כימיות של אלומיניום

מעטפת האלקטרונים החיצונית של אטום האלומיניום מורכבת מ-3 אלקטרונים ובעלת המבנה 3s 2 3p 1. בתנאים רגילים, אלומיניום בתרכובות הוא 3 ערכי, אך בטמפרטורות גבוהות הוא יכול להיות חד ערכי, ויוצר מה שנקרא תת-תרכובות. תת-הלידים מאלומיניום, AlF ו- AlCl, יציבים רק במצב גזי, בוואקום או באווירה אינרטית, כאשר הטמפרטורה יורדת, מתפרקים (לא פרופורציונליים) לאל טהור ו-AlF 3 או AlCl 3 ולכן ניתן להשתמש בהם לייצור אלומיניום טהור במיוחד . כאשר מחומם, אלומיניום טחון דק או אבקת אלומיניום נשרף חזק באוויר. על ידי שריפת אלומיניום בזרם חמצן, מושגות טמפרטורות מעל 3000 מעלות צלזיוס. התכונה של אלומיניום לקיים אינטראקציה פעילה עם חמצן משמשת לשחזור מתכות מהתחמוצות שלהן (Aluminothermy). בחום אדום כהה, פלואור יוצר אינטראקציה אנרגטית עם אלומיניום, ויוצר AlF 3. כלור וברום נוזלי מגיבים עם אלומיניום בטמפרטורת החדר, יוד - בחימום. בטמפרטורות גבוהות, אלומיניום מתחבר עם חנקן, פחמן וגופרית, ויוצר AlN ניטריד, Al 4 C 3 קרביד ו Al 2 S 3 גופרית, בהתאמה. אלומיניום אינו יוצר אינטראקציה עם מימן; אלומיניום הידריד (AlH 3) X התקבל בעקיפין. עניין רב הם הידרידים כפולים של אלומיניום ואלמנטים מקבוצות I ו-II של המערכת המחזורית של הרכב MeH n · n AlH 3, מה שנקרא הידרידים אלומיניום. אלומיניום מתמוסס בקלות באלקליות, משחרר מימן ויוצר אלומינאטים. רוב מלחי האלומיניום מסיסים מאוד במים. תמיסות של מלחי אלומיניום מציגות תגובה חומצית עקב הידרוליזה.

קבלת אלומיניום

בתעשייה, אלומיניום מיוצר על ידי אלקטרוליזה של אלומינה Al 2 O 3 מומסת בקריוליט מותך NasAlF 6 בטמפרטורה של כ-950 מעלות צלזיוס. משתמשים באלקטרוליזרים בשלושה עיצובים עיקריים: 1) אלקטרוליזרים עם אנודות רציפות באפייה עצמית ואספקת זרם צדדית. , 2) זהה, אבל עם אספקת זרם עליון ו-3) אלקטרוליזרים עם אנודות אפויות. אמבט האלקטרוליטים הוא מעטפת ברזל, מרופד מבפנים בחומר מבודד חום וחשמלי - לבנים עקשן, ומרופד בלוחות פחם ובלוקים. נפח העבודה ממולא באלקטרוליט מותך המורכב מ-6-8% אלומינה ו-94-92% קריוליט (בדרך כלל בתוספת AlF 3 וכ-5-6% מתערובת של אשלגן ומגנזיום פלואורידים). הקתודה היא החלק התחתון של האמבטיה, האנודה היא גושי פחמן שרופים שקועים באלקטרוליט או אלקטרודות ממולאות לאפייה עצמית. כאשר זרם עובר, אלומיניום מותך משתחרר בקתודה, המצטברת על האח, ובאנודה - חמצן, היוצר CO ו-CO 2 עם אנודת הפחמן. לאלומינה, החומר המתכלה העיקרי, יש דרישות גבוהות לטוהר ולגודל החלקיקים. הנוכחות בו של תחמוצות של יסודות אלקטרו-חיוביים יותר מאלומיניום מובילה לזיהום אלומיניום. עם תכולת אלומינה מספקת, האמבטיה פועלת כרגיל במתח חשמלי בסדר גודל של 4-4.5 V. האמבטיות מחוברות למקור זרם ישר בסדרה (בסדרה של 150-160 אמבטיות). אלקטרוליזרים מודרניים פועלים בזרמים של עד 150 kA. אלומיניום מוסר בדרך כלל מאמבטיות באמצעות מצקת ואקום. אלומיניום מותך בטוהר של 99.7% יוצקים לתבניות. אלומיניום בטוהר גבוה (99.9965%) מתקבל על ידי זיקוק אלקטרוליטי של אלומיניום ראשוני בשיטה הנקראת תלת-שכבתית, המפחיתה את תכולת זיהומי Fe, Si ו-Cu. מחקרים על תהליך הזיקוק האלקטרוליטי של אלומיניום באמצעות אלקטרוליטים אורגניים הראו את האפשרות הבסיסית להשיג אלומיניום בטוהר של 99.999% בצריכת אנרגיה נמוכה יחסית, אך עד כה לשיטה זו יש פרודוקטיביות נמוכה. לטיהור עמוק של אלומיניום, נעשה שימוש בהמסת אזור או זיקוק באמצעות תת-פלואור.

יישום של אלומיניום

במהלך הייצור האלקטרוליטי של אלומיניום עלולים להתרחש התחשמלות, טמפרטורה גבוהה וגזים מזיקים. כדי למנוע תאונות, אמבטיות מבודדות בצורה מהימנה עובדים במגפי לבד יבשים ובבגדי הגנה מתאימים. אווירה בריאה נשמרת על ידי אוורור יעיל. עם שאיפה מתמדת של אבק מאלומיניום מתכתי והתחמוצת שלו, עלולה להתרחש אלומינוזיס ריאתי. לעובדים העוסקים בייצור אלומיניום יש לעתים קרובות קטרגים בדרכי הנשימה העליונות (נזלת, דלקת הלוע, דלקת גרון). הריכוז המרבי המותר באוויר של אבק של אלומיניום מתכתי, תחמוצתו וסגסוגות הוא 2 מ"ג/מ"ק.

השילוב של תכונות פיזיקליות, מכניות וכימיות של האלומיניום קובע את השימוש הנרחב שלו כמעט בכל תחומי הטכנולוגיה, במיוחד בצורת הסגסוגות שלו עם מתכות אחרות. בהנדסת חשמל, אלומיניום מחליף בהצלחה את הנחושת, במיוחד בייצור מוליכים מאסיביים, למשל בקווים עיליים, כבלי מתח גבוה, אוטובוסים של מתג, שנאים (המוליכות החשמלית של האלומיניום מגיעה ל-65.5% ממוליכות החשמל של הנחושת, וכן הוא קל יותר מפי שלושה מנחושת עם חתך רוחב המספק את אותה מוליכות, המסה של חוטי אלומיניום היא חצי מזו של נחושת). אלומיניום טהור במיוחד משמש לייצור קבלים ומיישרים חשמליים, אשר פעולתם מבוססת על היכולת של סרט תחמוצת האלומיניום להעביר זרם חשמלי בכיוון אחד בלבד. אלומיניום טהור במיוחד, מטוהר על ידי התכת אזור, משמש לסינתזה של תרכובות מוליכים למחצה מסוג A III B V, המשמשים לייצור התקני מוליכים למחצה. אלומיניום טהור משמש בייצור סוגים שונים של מחזירי מראה. אלומיניום בטוהר גבוה משמש להגנה על משטחי מתכת מפני קורוזיה אטמוספרית (חיפוי, צבע אלומיניום). בעל חתך ספיגת נויטרונים נמוך יחסית, אלומיניום משמש כחומר מבני בכורים גרעיניים.

מיכלי אלומיניום בעלי קיבולת גדולה מאחסנים ומעבירים גזים נוזליים (מתאן, חמצן, מימן וכו'), חומצות חנקתיות ואצטית, מים נקיים, מי חמצן ושמני מאכל. אלומיניום נמצא בשימוש נרחב בציוד ומכשור לתעשיית המזון, לאריזת מזון (בצורת נייר כסף), ולייצור סוגים שונים של מוצרים ביתיים. צריכת האלומיניום לגימור מבנים, אדריכלות, תחבורה וספורט גדלה בחדות.

אלומיניום במטלורגיה

במטלורגיה, אלומיניום (בנוסף לסגסוגות המבוססות עליו) הוא אחד מתוספי הסגסוג הנפוצים ביותר בסגסוגות המבוססות על Cu, Mg, Ti, Ni, Zn ו-Fe. האלומיניום משמש גם לניקוי חמצון של פלדה לפני יציקתה לתבנית, וכן בתהליכי ייצור מתכות מסוימות בשיטת האלומינותרמיה. על בסיס אלומיניום נוצרה SAP (אבקת אלומיניום מרוסנת) באמצעות מטלורגיית אבקה, בעלת עמידות גבוהה בחום בטמפרטורות מעל 300 מעלות צלזיוס.

אלומיניום משמש לייצור חומרי נפץ (אמונל, אלומוטול). תרכובות אלומיניום שונות נמצאות בשימוש נרחב.

ייצור וצריכת האלומיניום גדלים ללא הרף, ועוברים משמעותית על קצב הגידול בייצור של פלדה, נחושת, עופרת ואבץ.

גיאוכימיה של אלומיניום

המאפיינים הגיאוכימיים של האלומיניום נקבעים על ידי הזיקה הגבוהה שלו לחמצן (במינרלים, אלומיניום כלול באוקטהדרות חמצן ובטטרהדרונים), ערכיות קבועה (3) ומסיסות נמוכה של רוב התרכובות הטבעיות. בתהליכים אנדוגניים במהלך התמצקות מאגמה והיווצרות סלעי בטן, אלומיניום חודר לסריג הגבישי של ספירי פלד, נציצים ומינרלים אחרים - אלומיניום-סיליקטים. בביוספרה, אלומיניום הוא מהגר חלש, הוא נדיר באורגניזמים ובהידרוספרה. באקלים לח, שבו השרידים המתפרקים של צמחייה שופעת יוצרים חומצות אורגניות רבות, האלומיניום נודד בקרקעות ובמים בצורה של תרכובות קולואידיות אורגנומינרליות; האלומיניום נספג על ידי קולואידים ומושקע בחלק התחתון של הקרקעות. הקשר בין אלומיניום לסיליקון נשבר חלקית ובמקומות מסוימים באזורים הטרופיים נוצרים מינרלים - אלומיניום הידרוקסידים - בוהמיט, דיאספורות, הידררגיליט. רוב האלומיניום הוא חלק מאלומינוסיליקטים - קאוליניט, בידוליט ומינרלים חימר אחרים. ניידות חלשה קובעת את הצטברות שארית האלומיניום בקרום הבלייה של האזורים הטרופיים הלחים. כתוצאה מכך נוצר בוקסיט אלוביאלי. בתקופות גיאולוגיות קודמות, בוקסיט הצטבר גם באגמים ובאזורי חוף של ימים באזורים טרופיים (למשל, בוקסיטים משקעים של קזחסטן). בערבות ובמדבריות, שבהם יש מעט חומר חי והמים ניטרליים ובסיסיים, האלומיניום כמעט ואינו נודד. נדידת האלומיניום היא האנרגטית ביותר באזורים געשיים, בהם נצפים נהר חומצי מאוד ומי תהום עשירים באלומיניום. במקומות שבהם מים חומציים מתערבבים עם מים אלקליים - מי ים (בשפך נהרות ואחרים), אלומיניום מושקע עם היווצרות מרבצי בוקסיט.

אלומיניום בגוף

אלומיניום הוא מרכיב ברקמות החי והצומח; באיברים של יונקים נמצא בין 10 -3 ל-10 -5% מאלומיניום (על בסיס גולמי). האלומיניום מצטבר בכבד, בלבלב ובבלוטות התריס. במוצרים מהצומח, תכולת האלומיניום נעה בין 4 מ"ג ל-1 ק"ג חומר יבש (תפוחי אדמה) ל-46 מ"ג (לפת צהובה), במוצרים ממקור מן החי - בין 4 מ"ג (דבש) ל-72 מ"ג ל-1 ק"ג חומר יבש ( בשר בקר). בתזונה היומית של האדם, תכולת האלומיניום מגיעה ל-35-40 מ"ג. אורגניזמים הידועים כמרכזים של אלומיניום, למשל, טחבים (Lycopodiaceae), המכילים עד 5.3% אלומיניום באפרם, ורכיכות (Helix and Lithorina), המכילות 0.2-0.8% אלומיניום באפרם. על ידי יצירת תרכובות בלתי מסיסות עם פוספטים, האלומיניום משבש את התזונה של צמחים (ספיגת פוספטים בשורשים) ובעלי חיים (ספיגת פוספטים במעיים).

מבוסס על חומרים מ-chem100.ru

מתכות הן קבוצה של חומרים פשוטים בעלי תכונות מתכתיות אופייניות. חלקם מוערכים יותר מזהב בשל המאפיינים המדהימים שלהם, המאפשרים להשתמש בהם במגוון תחומים. מתכות רבות כלולות בקרום כדור הארץ בכמויות קטנות. אבל היום נבחן מהי המתכת הנפוצה ביותר בקרום כדור הארץ.

מה אנחנו יודעים על אלומיניום?

כן, אלומיניום היא המתכת הנפוצה ביותר. הוא התגלה בשנת 1825 על ידי המדען הדני אורסטד. עם זאת, כבר בשנת 500 לפני הספירה, אנשים השתמשו במה שנקרא אלומיניום. הם שימשו כחומר לעיסה לצביעת בדים ושיזוף עור.

אלומיניום, הדומה במראה לכסף, היה בתחילה בעל ערך רב. זאת בשל העובדה כי די קשה להשיג בצורתו הטהורה. ולא היה ידוע שזו המתכת הנפוצה ביותר בקרום כדור הארץ. במאה ה-19, בין 1855 ל-1890, התקבלו רק 200 טון של מתכת טהורה.

עם זאת, כיום גיאולוגים טוענים ש-8% מקרום כדור הארץ מורכב מאלומיניום. הוא שני רק לחמצן ולסיליקון מבחינת תכולתו בקרום כדור הארץ. זה לא נמצא בצורה חופשית בטבע.

אלומיניום היה בשימוש נרחב במדינות ברית המועצות הודות להתפתחויות של מדענים. השיטה שהתגלתה לייצור אלומיניום סיפקה הזדמנויות בלתי מוגבלות לפיתוח תעשיית האלומיניום. על בסיסו, הם הכינו באופן פעיל כלי שולחן, שכל אחד מאיתנו ראה במטבחים של הסבתות שלנו. גם הלוויין הראשון של ברית המועצות היה עשוי מסגסוגת אלומיניום. הוא משמש גם בתעשיית החשמל (כבלים, שקעים, קבלים).

תכונות בסיסיות של אלומיניום

למתכת הנפוצה ביותר בקרום כדור הארץ יש מספר תכונות המאפשרות שימוש פעיל במבני מתכת. הוא קל, רך וקל להחתמה.

לאלומיניום עמידות גבוהה בפני קורוזיה. במגע עם אוויר הוא מתכסה בסרט שמונע את חמצונו. הוא אינו רעיל (אם אינו חודר לגוף בכמויות גדולות), ובעל מוליכות חשמלית ותרמית גבוהה. הוא זה שמבטיח את העברת החשמל על פני כדור הארץ.

עם זאת, המתכת אינה עמידה. לכן, בייצור של מבני מתכת, לעתים קרובות נעשה שימוש בסגסוגת של אלומיניום עם מתכות אחרות - נחושת, מגנזיום. סגסוגות כאלה נקראות duralumin.

ניתן להשוות את המוליכות החשמלית של המתכת לנחושת, אך היא זולה יותר, ולכן היא מצאה שימוש רחב יותר. אחד החסרונות הבודדים של האלומיניום הוא שקשה להלחמה בגלל סרט התחמוצת החזק שלו. אגב, הוא דליק מאוד ואלמלא סרט התחמוצת הזה הוא היה נשרף באוויר.

אלומיניום היא מתכת יקרה

מעניין שאלומיניום היה מוערך מאוד במאה ה-19. עבור קילוגרם מתכת ביקשו כ-3,000 פרנק. לכן, תכשיטנים ייצרו באופן פעיל תכשיטים על בסיס זה. אחרי הכל, המתכת קלה לעיבוד, בעלת גוון כסף יפהפה ומאפשרת לתת למוצר כל צורה.

עם זאת, לאחר כמה שנים הוא החל לרדת במחיר ועד מהרה יצא מהאופנה. תכשיטי אלומיניום רבים לא שרדו את ירידת הערך של המתכת. היום הם נדירים מאוד.

לאחרונה, האלומיניום הפך לנושא המרכזי של תערוכה שאורגנה בפיטסבורג (פנסילבניה) במוזיאון קרנגי. ההתעניינות בו מופיעה שוב. המתכת הלא ברזלית הנפוצה ביותר בקרום כדור הארץ כיום משמשת בצורה של קצף מתכת. זהו הפיתוח האחרון, שעל בסיסו ניתן לייצר אפילו קליפות אוניות.

נזק של אלומיניום

עוד בשנת 1960, מדענים גילו שרמות גבוהות של אלומיניום נמצאות במוחם של אנשים הסובלים ממחלת אלצהיימר. מחקרים אחרונים אישרו שמתכת גורמת להזדקנות מואצת של תאי המוח וגורמת למחלות נוירולוגיות ניווניות. העיכול הנמוך של האלומיניום נותן רושם מוטעה לגבי בטיחותו לגוף. אבל למעשה, שימוש ארוך טווח במינונים קטנים שלו גורם בסופו של דבר להשבתת נוירונים במוח ובחוט השדרה.

זהב הוא המתכת היקרה הנפוצה ביותר

זהב הוא המתכת האצילה הנפוצה ביותר בקרום כדור הארץ. פעם, אנשים הכירו רק 2 מתכות יקרות - זהב וכסף. עם זאת, מאוחר יותר הרשימה התרחבה. כיום המתכות האצילות הן קבוצת הפלטינה של מתכות. קבוצה זו, בנוסף לפלטינה, כוללת גם את היסודות שלה - רודיום, אוסמיום, רותניום ואירידיום. אגב, אירידיום היא המתכת הנדירה ביותר בקבוצה זו. טכניום מוכר גם כאציל, אך בשל רדיואקטיביות הוא לא נכלל ברשימת המתכות היקרות.

לזהב, כמו מתכות אצילות אחרות, יש מספר תכונות ייחודיות. הוא זורח באוויר הפתוח, הוא אינו נפגע מחשיפה ממושכת למים, כמו גם חשיפה לבסיסים וחומצות, וטמפרטורות גבוהות. זהב קל לעיבוד ובעל צפיפות גבוהה. המתכת נמצאת בצורת נאגטס, חול ובשילוב עם אלמנטים נוספים. עם זאת, זהב נחות ממתכות רבות בחוזק וביציבות. כיום היא רחוקה מלהיות המתכת היקרה היקרה ביותר. מחירו 45$ לגרם אחד.

המתכות הנפוצות ביותר בטבע נמצאות בשימוש נרחב על ידי בני אדם, תפקידן בחיינו אינו יסולא בפז. קשה לדמיין ייצור או חיים ללא אלומיניום, ברזל או מגנזיום.

אילו מתכות נפוצות ביותר?

מתכות שנמצאות לרוב נקראות נפוצות. חלקם בקרום כדור הארץ עולה על עשירית האחוז. תפקידן של מתכות כאלה בהתפתחות הציוויליזציה הוא גדול. לא בכדי אנו יודעים על "תקופת הברזל", שמענו על "ספייס מטאל", ויודעים מה זה "מטאל כנפיים". כל הביטויים הללו מתייחסים למתכות כמו מנגן, אלומיניום, טיטניום, ברזל ומגנזיום.

מתכות נפוצות אלו הן מרכיבים של מינרלים רבים. ידוע כי ברוסיה ברזל, כרום ומנגן נמצאים במקום השני מבחינת נפח ייצור אחרי משאבי דלק ואנרגיה. זה ידוע כי משאב הברזל בעולם הוא כמעט בלתי מוגבל, אבל מדינות רבות מייבאות עפרות ברזל, זה חל גם על רוסיה.

האלומיניום מופץ באופן נרחב בכדור הארץ. בעולם, ייצורו מגיע לעשרים מיליון טון, תוך שימוש בעיקר בבוקסיט. ידוע שרוסיה מדורגת במקום התשיעי במונחים של עתודות בוקסיט, אם כי היא נמצאת במקום השני בייצור מתכת ראשונית.

מהן המתכות הנפוצות ביותר העשויות?

תפקידו של הברזל וסגסוגותיו בהיווצרות הציוויליזציה המודרנית אינו יסולא בפז. בתעשייה, מתכת זו תמיד מילאה תפקיד מוביל. תפקיד זה לא אבד כיום, אולם מאז המחצית השנייה של המאה העשרים, מתכות אל-ברזליות החלו לקבל חשיבות רבה. עם זאת, עפרות ברזל משמשות לייצור פלדה וברזל יצוק בכמויות אדירות.

מנגן משמש במטלורגיה ובתעשייה, ומשתמשים ביכולתו ליצור סגסוגות עם כמעט כל המתכות המוכרות. יוצרו כמה דרגות של פלדת מנגן וסגסוגות רבות שאינן ברזל. סגסוגת המנגן והנחושת בולטת במיוחד. מנגן מתווסף לעתים קרובות לפלדה כדי להגביר את חוזקה. מנגן משמש לטיהור מתכות מגופרית.

האלומיניום, הודות לשילוב הייחודי של תכונותיו, נמצא בשימוש כמעט בכל תחום טכנולוגיה, במיוחד בצורת סגסוגות. באלקטרוניקה, הוא מחליף בהצלחה נחושת בייצור מוליכים מסיביים. כאשר מייצרים מיישרים וקבלים חשמליים, אי אפשר בלי אלומיניום טהור במיוחד. הוא משמש גם לייצור מחזירי מראה.

לפני כעשרים שנה היה נדיר לראות מסגרות חלונות או רכיבי בניין עשויים מאלומיניום. כיום מיוצרים מפרופילי אלומיניום כרזות פרסום, ביתנים, מחיצות, מסגרות לעמודים וכדומה. הפופולריות של מתכת זו מוסברת על ידי התכונות המדהימות שלה - עמידות בפני קורוזיה, עמידות וחוזק. המתכת אינה מכילה יסודות מזיקים, מה שמעיד על טוהר הסביבה הגבוה של המתכת.

כידוע, לסגסוגת מגנזיום יש תכונה ייחודית - היא אינה נמסה בטמפרטורות גבוהות במיוחד. לכן סגסוגת כזו היא ממצא אמיתי לייצור חלקי מנוע ומטוסים הפועלים בטמפרטורות גבוהות במיוחד. רקטות חלל גם אינן יכולות להסתדר בלי סגסוגות מגנזיום.

תפקידו של טיטניום בטכנולוגיה חשוב. בהיותו חזק פי שישה מאלומיניום, הוא כבד פי שניים. תכונות שימושיות נוספות שלו הוא עמידותו בטמפרטורה של 1668 מעלות, העולה על נקודת ההיתוך של הפלדה. מהירות המטוסים שנבנו מסגסוגות טיטניום הייתה פי שלושה ממהירות הקול. עקב החיכוך של העור שלהם נגד האטמוספרה נוצרות טמפרטורות ניכרות, אך עמידותו של הטיטניום מונעת מהעור להימס. העמידות הכימית של טיטניום היא ייחודית. ידוע שניתן להשתמש בציוד כימי העשוי מסגסוגות טיטניום הרבה יותר זמן מאשר בציוד דומה העשוי מנירוסטה.

המתכת הנפוצה ביותר על פני כדור הארץ

אלומיניום נקרא מתכת מעופפת. זה ידוע שהיא המתכת הנפוצה ביותר על פני כדור הארץ. חלקו במסה בקרום כדור הארץ הוא 8.6 אחוזים. הפעילות הכימית של מתכת זו לא מאפשרת למצוא אותה בטבע בצורתה הטהורה, אך ידועים יותר ממאה מינרלים מאלומיניום, רובם אלומינוסיליקטים.

אלומיניום משלב מגוון שלם של תכונות יקרות ערך - משיכות ומוליכות תרמית גבוהה, צפיפות נמוכה ומוליכות חשמלית, בנוסף - עמידות בפני קורוזיה. הודות לכך, ניתן לזייף, לגלגל, להחתים אותו ולצייר אותו.

הסגסוגת הנפוצה ביותר שלו היא דוראלומין. הוא משמש כבסיס לייצור כנפי מטוסים ומטוסים. ידוע כי המעטפת של לוויין כדור הארץ המלאכותי הראשון הייתה עשויה מסגסוגות אלומיניום. הוא משמש בבנייה ובתעשייה. מתכת מעופפת משמשת לייצור חלקים של מכונות שונות, ציוד המשמש לייצור חומרים אורגניים וחומצות שונות, מסגרות חלונות וחיפוי חיצוני של בניינים רבי קומות, סירות חתירה ומנוע, רהיטים, כלים וכדומה.

בצרפת יש אוניית אוקיינוס ​​אלומיניום באורך שלוש מאות מטר. לא רק הגוף עשוי מאלומיניום, אלא גם המחיצות, החלקים הפנימיים, קירות התא, ואפילו כל הרהיטים.

ובכן, המתכות היקרות בעולם אינן נכללות ברשימת הנפוצות ביותר... הו המתכות היקרות ביותראתה יכול גם לקרוא באתר שלנו.
הירשם לערוץ שלנו ב-Yandex.Zen

האלומיניום הוא אחד היסודות הנפוצים ביותר בטבע, שחמצן וסיליקון עולים עליו רק, ובין המתכות הוא נמצא במקום הראשון בשפע. יש כל כך הרבה ממנו עד שמומחים מעריכים את חלק המסה שלו בקרום כדור הארץ עד 8%. כיסוד כימי, האלומיניום מצוי במספר עצום של מינרלים, למשל הוא נמצא בספיר ובאודם, בגרניט ובספאד פלד, בברקת וכמובן בבוקסיט - עפרות אלומיניום.

תכונות האלומיניום

מבין התכונות הפיזיקליות העיקריות של אלומיניום, יש לציין במיוחד את הדברים הבאים:

צפיפות נמוכה מאוד, פחותה פי שלושה מצפיפות פלדה, אבץ ונחושת (אלומיניום היא מתכת קלה);
- מוליכות חשמלית גבוהה, שערכה הוא שני רק לנחושת וכסף;
- מוליכות תרמית גבוהה;
- עמידות בפני קורוזיה;
- משיכות גבוהה (מתכת רכה);
- יכולת רפלקטיבית;
- פרמגנטיות;
- היכולת ליצור סגסוגות עם מתכות אחרות;
- שמירה על משיכות והגברת חוזק בטמפרטורות נמוכות מאוד;
- לא רעיל.

ניתן לעבד את האלומיניום בקלות באמצעים מכניים לעיבוד קר וחם, לגלגל אותו לתוך נייר הכסף והחוט הדק ביותר, ולהפוך אותו לאבקה.

בצורתו הטהורה, האלומיניום הוא מתכת פעילה מאוד המגיבה כימית עם חומצות ואלקליות, חמצן, פחמן, חנקן, הלוגנים, מים וחומרים נוספים.

באופן פרדוקסלי, העמידות היוצאת מן הכלל של האלומיניום בפני קורוזיה מבוססת על התגובתיות הכימית של המתכת. באוויר, האלומיניום מכוסה מיד בסרט של Al2O3, אשר בתנאים רגילים מגן באופן אמין על המתכת מכל תגובות נוספות. לכן, אלומיניום כמעט ולא נמצא בצורתו המקורית, רק בצורת תרכובות.

יישום של אלומיניום

אלומיניום היא מתכת פופולרית ביותר במגוון ענפי מדע וייצור. הוא מיוצר במיליוני טונות בשנה, יותר ויותר מדי שנה. השימוש באלומיניום בייצור חומרים מרוכבים מודרניים חדשים מבטיח מאוד.

עשוי מאלומיניום:

סגסוגות שונות, אשר ירשו את הצפיפות הנמוכה של האלומיניום, הן עמידות, מה שהופך אותן למתאימות לייצור צינורות, פרופילים, אלמנטים מבניים כגון בוכנות ומסבים, חלקי מטוסים ומנועים וביתים של כלי רכב;
- חוטים, כבלים, חוטים לקווי חשמל ומוליכים למיקרו-שבבים;
- כלים ומכלים להכנה ואחסון מזון;
- חלקי מנועים, מערכות קירור וחימום;
- מראות, מחזירי טלסקופ, מחזירי אור;
- חומרי אריזה בעלי שיעור מיחזור גבוה;
- חומר קירוי;
- אבקת אלומיניום לייצור צבע עמיד בפני תנאים חיצוניים שליליים;
- רדיד אלומיניום עבור קבלים, מבודדים, ייצור דפוס, אריזות מזון;
- רכיבים של תערובות נפץ ופירוטכניות, דלק רקטי מוצק, תערובת תרמיטים לריתוך מבנים בעלי קירות עבים.

בנוסף, נעשה שימוש באלומיניום:

כמגיב כימי חשוב - חומר מפחית;
- במטלורגיה;
- בטכנולוגיה קריוגנית;
- לאלומיניזציה (ציפוי בשכבה דקה של אלומיניום).

בחנות קבוצת פריים כימיקלים ניתן לרכוש אלומיניום בצורות שונות במחירים טובים - גרגירי, סולפט, פלואוריד, נטול מים וכו'. אנו מציעים גם ריאגנטים כימיים, ציוד ומכשירי מעבדה, כלי זכוכית למעבדה. אפשרות משלוח ואיסוף מהיר ממיטישצ'י.