Alumiinioksidirakenne, ominaisuudet, käytöt, nimikkeistö

Hän alumiinioksidi, Kutsutaan myös alumiinioksidiksi, corindon- tai alumiinitrioksidiksi, se on epäorgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on₂JOMPIKUMPI₃. Se on amfotero -oksidi, vaikka siitä voi tulla hoidon vuoksi melkein inertti yhdiste.

Sillä on suuri kovuus, korroosionkestävyys ja korkea sähkövastus. Nämä ominaisuudet ovat muun muassa sallineet alumiinioksidilla olla lukuisia sovelluksia, kuten: sähköeristys, hankaava materiaali, luu- ja hammasimplantit jne.

Bauxite on päälähde alumiinioksidin saamiseksi. Corindon puolestaan ​​on alumiinioksidin mineraali, joka on vapaassa tilassa a-A: n muodossa₂JOMPIKUMPI₃. Corindonin kovuus on 9.0, ja joidenkin epäpuhtauksien vuoksi se tuottaa jalokiviä, kuten safiiri ja ruby.

Alumiinioksidielektrolyysi toimi Humphry Davyn alumiinin eristyksen perustana vuonna 1808. Tätä samaa menetelmää, jolla on joitain mukautuksia, käytetään tällä hetkellä metallisessa alumiinituotannossa.

[TOC]

Rakenne

Α-Al2O3 tai Corindon-faasin kiteinen rakenne

Corindon tai α-al-faasi₂JOMPIKUMPI₃, Koska se on termodynaamisesti stabiilimpaa polymorfia alumiinioksidille, sen rakennetta (ylivoimainen kuva) pidetään pääasiallisena sen karakterisointiaikana. Tämä rakenne on trigonaalinen, ionit³⁺ ympäröimä kuusi tai^2-, ja siksi Octaedros Alin perustaminen₆ vuorovaikutuksella al-o u al-o.

Corindónin lisäksi Al₂JOMPIKUMPI₃ Se on myös kuten muutkin metastabiilit polymorfit, mukaan lukien: γ-al₂JOMPIKUMPI₃ ja η-al₂JOMPIKUMPI₃ (kuutio), θ-at₂JOMPIKUMPI₃ (monokliininen), χ-al₂JOMPIKUMPI₃ (kuusikulmainen), κ-al₂JOMPIKUMPI₃ (Ortorromiset) ja Δ-al₂JOMPIKUMPI₃ (Tetragonaalinen tai ortorrominen).

Kuten Al₂JOMPIKUMPI₃, Oktaedra "rikkovat" Tetrahedros Alissa₄ o Pentaedros Alo₅. Kun olet sulanut ja jäähdytet, voit saada lasimaisen alumiinioksidin, toisin sanoen amorfinen, seoksilla Polyedra Alm₅ ja kaikki₆.

Se voi palvella sinua: einstenio (t): rakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö

Alumiinioksidin ominaisuudet

Alumiinioksidipäällyste sulan metallialumiinipalat

Fyysinen ulkonäkö

Kiinteä tai valkoinen kiteinen jauhe

Moolimassa

101.96 g/mol

Haju

Käymälö

Tiheys

3.798 g/cm³

Sulamispiste

2072 ºC

Kiehumispiste

2977 ºC

Liukoisuus

Liukenematon kaikkiin liuottimiin, mukaan lukien vesi.

Lämmönjohtokyky

30 W · M^-1· K^-1. Keraamisesta käytöstä huolimatta sillä on suhteellisen korkea lämmönjohtavuus.

Taitekerroin

1.768-1.760

Kovuus

Se on yhdiste, jolla on erittäin korkea kovuus, arvo 9.0 MOHS-kovuusasteikolla a-alumiinioksidin muodossa (Corindón).

Sähkövastus

300 ° C: ssa: 1.2 x 10¹³ Ohmit · cm. Alumiini- tai alumiinioksidi on siksi sähköinen eristys.

Reaktiivisuus

AL₂JOMPIKUMPI₃ Huolimatta siitä, että reagoi heikosti alkalista ja suuremmassa määrin happojen kanssa, sitä pidetään kemiallisena amfoterina. Kuitenkin, kun sitä lämmitetään yli 800 ° C: ssa, se saa melkein inertin tilan happojen vaikutukseen.

Tämä oksidi on vastuussa alumiinin suojelemisesta ympäristön syövyttävien aineiden edessä, koska se kattaa tiukasti metallin pinnan ilman murentua tai halkeamia.

Nimikkeistö

AL: n nimikkeistö₂JOMPIKUMPI₃ se on yksinkertaista. Systemaattisesti kutsutaan diaminumitrioksidiksi. Koska tämä alumiinioksidi on olemassa, sen varastossa nimikkeistössä metallia Valenciaa (III) ei ole määritelty. Lisäksi sen nimi on perinteisesti tiivistetty alumiinioksidiksi, sillä sillä on vain yksi valenssi.

Käyttää/sovelluksia

Lasi

Alumiinioksidi puuttuu alumiinin ja-Silicato-lasin kehittämiseen. Tätä lämpöhimoa kestävän tulenkestävän lasin voidaan käyttää korkeammissa lämpötiloissa kuin boorisilikaattilasit; Vaikka sen kemiallinen vastus on alhaisempi.

Pienen magnesian lisääminen muuttaa läpinäkymättömän alumiinioksidin lasin läpikuultavaksi, ja sitä voidaan käyttää kaasusäiliönä korkeapaineisessa natriumhöyryn lamppuissa. Sitä käytetään myös tietyntyyppisten loistelamppujen päällystyssuspensioiden valmistuksessa.

Voi palvella sinua: Rodio: Historia, ominaisuudet, rakenne, käyttö, riski

Katalyytti

Aktivoidulla alumiinioksidilla on rakeinen ja huokoinen ominaisuus, jolla voi olla katalyyttinen aktiivisuus tai jotka ovat tukena muiden katalyyttien aktiivisuudelle. Alumiinioksidin polymeroinnin katalyysiin puuttuvat muun muassa alumiinioksidin puuttumiseen.

Mikrobisidinen aktiivisuus

Nano-alumiinioksidihiukkaset tarttuvat bakteerien pintaan aiheuttaen niiden kuoleman. Samoin samanlainen vaikutus Candida -suvun sieniin on todistettu.

Sähköeriste

Alumiinioksidilla on korkea sähkövastus, mikä antaa sille kyvyn toimia sähköisinä eristiminä. Siksi sitä käytetään integroiduissa piiripaketeissa. Sitä käytetään myös suprajohtimissa ja dielektrisinä lauhduttimina tai kondensaattorina. Lisäksi sitä käytetään eristimenä sähköisissä sytytystulpaissa.

Hankaava

Corindon, alumiinioksidin kiteinen ja kovempi, rakentaa hiomatyökaluja. Lähde: Rob Lavinsky, Irocks.com-cc-by-sa-3.0, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons

Corindon -mineraalin korkea kovuus mahdollistaa sen käytön hioma -aineena, halvemmalla kuin timanteilla, teollisuudessa ja öljyporauksessa.

Corindon hankkii arvokasta kivimuotoa, kuten punainen rubiini, kromikontaminaation takia; tai sinisenä safiirina rauta- ja titaanien pilaantumisen vuoksi. Monen tyyppisiä hiekkapapereita, joita käytetään metallissa ja puussa, on alumiinioksidikiteitä.

Alumiinioksidin repeämää välttää sitkeys tai kyky välttää lisäämällä zirkoniumoksidia tai piiharbidia, mikä mahdollistaa sen käytön leikkausteollisuustyökaluissa. Lisäksi alumiinioksidia käytetään hammasvoiteissa hampaiden kiillottamiseen.

Voi palvella sinua: sinkkikromaatti: rakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö

Myös dermatologit käyttävät joitain alumiinioksidin esityksiä hiomina tiettyjen iho -olosuhteiden hoidossa.

Kaasunkuivaus

Alumiinioksidi on yhdiste, jolla on innokas vedellä, joten sitä voidaan käyttää sen uuttoon kaasumaisista virtauksista.

Palonsuoja

Alumiinioksidihydroksidin (Bohemita) nanotilat toimivat lämmön hajottajana, vapauttaen vettä ja viivästymällä liekkien ulkonäköä.

Kovat kudosimplantit

Alumiinioksidi on suuren kovuuden, kemiallisesti inertin ja korroosiokestävä yhdiste, sillä sillä on valkoinen väri. Näille ominaisuuksille sitä käytetään kovien kudosten, kuten luiden ja hampaiden, korvikkeena. Samoin alumiinioksidilla rakennettua materiaalia on käytetty nivelkorvauksessa.

Saada

Boksiitinäyte. Lähde: Max.Kit, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Bauksiitti on tärkein mineraali alumiinioksidin saamiseksi, joka muodostuu kolmen mineraalin seoksella: gibbsite, laboehmita ja diaspora.

Alumiinioksidi uutetaan mineraaleistaan ​​Bayer -menettelyllä. Tämä koostuu kuumasta boksiittireaktiosta natriumhydroksidin kanssa, natriumaluminaatin tuottamasta reaktiosta [Naal (OH)₄-.

Kun edellinen liuos jäähdytetään, alumiinihydroksidin saostuminen tuotetaan kiinteässä muodossa. Sitten tämä hydroksidi kuumennetaan 1100 ° C: n aikaansaantykseen, tuottaen alumiinioksidia.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemia. (8. ed.-A. Cengage -oppiminen.
2. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). MC Graw Hill.
3. Wikipedia. (2020). Oksidi -alumiini. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
4. Kansallinen bioteknologiatietojen keskus. (2020). Oksidi -alumiini. Pubchem Comunundin yhteenveto CID 9989226: lle. Toipunut: Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
5. Kushagri S. et al. (2019). Nanolääkkeiden viruksenvastainen ja antimikrobinen potentiaali: nanohiukkasten alumiinioksidi. Haettu: ScienEdirect.com
6. Enyclopaedia Britannica -toimittajat. (2020). Alumiiniokso. Toipunut: Britannica.com
7. LOHNINGER HANS. (15. elokuuta 2020). Oksidi -alumiini. Kemian librettexts. Palautettu: Chem.Librettexts.org