أكسيد الألومنيوم (Al2O3): التركيب الكيميائي ، الاستخدامات ، الخواص
أكسيد الألومنيوم (Al 2 O 3 من الصيغة الكيميائية) ، الذي يسمى أيضًا الألومينا أو أكسيد الألومنيوم أو اكسيد الالمونيوم أو ثالث أكسيد الألومنيوم ، هو أكسيد فلز يتم إنتاجه من التفاعل بين المعدن والأكسجين (O). ومن المعروف أيضا باسم أكسيد الأساسية ، لسهولة تشكيل هيدروكسيدات عندما تتفاعل مع الماء.
وذلك لأن الألومنيوم الموجود في عائلة IIIA من الجدول الدوري لديه ميل لإنتاج إلكترونات من مستوى الطاقة الأخير. ويرجع هذا الاتجاه إلى طابعه المعدني وانخفاض سرعته الكهربية (1.61 على مقياس بولينج) ، مما يمنحها خصائص حساسة للكهرباء ويحولها إلى كاتيون.
في المقابل ، يعتبر الأكسجين مادة غير معدنية وأكثر إلكترونياً بسبب ارتفاع كهرته الإلكترونية (3.44 على مقياس بولينج). لذلك تميل إلى تثبيت الطاقة الإلكترونية في مستواها الأخير من خلال قبول الإلكترونات ، مما يجعلها أنيون.
الروابط التي تم تشكيلها هي روابط قوية ، مما يعطي أكسيد الألومنيوم قوة كبيرة. في الطبيعة ، لا يوجد الألومنيوم في شكله الأصلي مثل الذهب والفضة والنحاس والكبريت والكربون (الماس).
هذا يعني أن الألومنيوم لا يتم دمجها مع أي عنصر آخر ؛ يخلط هذا المعدن مع مركبات تشكل الأكسجين مثل اكسيد الالمونيوم أو الصنفرة ، وهي مركبات شديدة المقاومة للخدش.
الصيغة والبنية الكيميائية
الصيغة الجزيئية: Al 2 O 3
الخصائص الفيزيائية
- متوفر تجاريا كمسحوق أبيض ، عديم الرائحة وغير سامة.
- كمركب معدني يتوافق مع مجموعة الهيماتيت. إنها مادة صلبة للغاية ذات مقاومة عالية للارتداء ، لذا فهي تستخدم كمادة كاشطة.
- يوصل الكهرباء بسهولة كما أنه موصل حراري جيد.
- مقاوم لردود الفعل مع الأحماض والقواعد في درجات حرارة عالية.
- يمكن أن يظهر بألوان مختلفة: الأحمر أو الياقوت (حيث تم استبدال أيونات الألومنيوم بـ Cr3 +) والأصفر والوردي والأزرق الياقوت والأرجواني والأخضر والرمادي وحتى عديم اللون.
- سطوعها زجاجي أو آدمنتيني (ماسي)
- لديه شريط أبيض دقيق للغاية بسبب صلابته.
- صلابة في مقياس موس هي 9. وهذا يعني أنه يمكن أن تخدش المعادن الأخرى ذات الصلابة المنخفضة أكثر من ذلك ؛ ومع ذلك ، فإنه لا يمكن خدش الماس الذي لديه صلابة 10 على نفس النطاق.
- كثافته 3.96 جم / سم 3
- يبلغ الوزن الجزيئي (الكتلة المولية) 101.96 جم / مول.
- درجة انصهاره هي 2040 درجة مئوية.
- درجة الغليان هي 2977 درجة مئوية.
- لا يذوب في الماء.
الخواص الكيميائية
لا يتفاعل أكسيد الألومنيوم مع الماء ما لم يكن في وجود قاعدة قوية.
ومع ذلك ، عندما يتفاعل مع الأحماض فإنه يتصرف كما لو كان قاعدة:
يُظهر أيضًا خصائص الحمض عندما يتفاعل مع القواعد:
على الرغم من أن الماء لا يتشكل في هذا التفاعل ، إلا أنه يعتبر قاعدة حمض لأن Al 2 O 3 يحيد هيدروكسيد الصوديوم. لذلك ، يتم تصنيف Al 2 O 3 كأكسيد مذبذب لأنه يحتوي على كل من الخصائص الحمضية والأساسية.
في تكوين الألكينات والسيكلو ألكينات ، فإن أحد أكثر الأشكال المستخدمة في المختبرات الصناعية هو تجفيف الكحول.
لهذا الغرض ، يدور بخار الكحول على محفز ساخن من الألومينا أو أكسيد الألومنيوم (Al 2 O 3 ) ؛ في هذه الحالة يعتبر حمض لويس.
تطبيقات
- يستخدم الألومينا في الصناعة للحصول على الألومنيوم.
- يستخدم كمادة خزفية لمقاومته العالية للتآكل في درجات الحرارة العالية والتآكل.
- يستخدم كعازل حراري ، خاصة في الخلايا كهربائيا.
- لديه القدرة على امتصاص الماء ، مما يجعله مناسبًا للاستخدام كعامل تجفيف.
- يستخدم كعامل حفاز في التفاعلات الكيميائية
- بسبب ثباته الحراري العالي ، يتم استخدامه كأكسدة في التفاعلات الكيميائية التي تتم في درجات حرارة عالية.
- يمنع أكسدة الكاثود ومحطات انوديك في خلية كهربائيا.
- بسبب صلابته الكبيرة ومقاومته ، فإنه يستخدم في طب الأسنان لإعداد قطع الأسنان.
- إنه عازل كهربائي جيد في شمعات الإشعال للمركبات التي تعمل بالبنزين.
- يستخدم على نطاق واسع في طواحين الكرة لإعداد السيراميك والمينا.
- بسبب وزنها الخفيف ، في العمليات الهندسية يتم استخدامها لصنع الطائرات.
- بسبب درجة غليانها العالية ، يتم استخدامها لصنع أدوات المطبخ مثل المقالي والمقالي الحرارية.
- يستخدم في أجهزة اختبار الآلات الحرارية.
- في صناعة الإلكترونيات يتم استخدامه في تصنيع مكونات سلبية للتوصيل الكهربائي وفي تصنيع المقاومات والمكثفات.
- يستخدم في صناعة الحشو للحام.
- يستخدم أكسيد الألومنيوم لطلاء أكسيد التيتانيوم (صبغة تستخدم للدهانات والأوراق البلاستيكية). هذا يمنع ردود الفعل بين البيئة وهذا النوع من الأصباغ ، التي لا تتحلل أو تتأكسد.
- يستخدم كمادة كاشطة في معاجين الأسنان.
- يستخدم في غسيل الكلى.
- كمادة مضافة في صناعة المواد الغذائية ، لأنه يستخدم كعامل مشتت.
- إنه عامل مضاد للعرق لمزيلات العرق.
- تم استخدام أكسيد الألومنيوم كمادة لتقويم العظام. لأنه مادة خاملة ومسامية ، يجعلها مناسبة للاستخدام في هذا النوع من الغرسات. تسمح هذه الزرع بنمو ليفي وعائي ، وهذا ما يجعل الخلايا الليفية والأورام العظمية تتكاثر بسرعة في هذه المادة.
- غرس bioceramic مصنوع من الألومينا. انها خفيفة الوزن ولها بنية مسام موحدة مترابطة بشكل جيد للغاية مع بعضها البعض. هيكل الجريزوفولفين هو أكثر سلاسة من السطح الخشن. إنه يقدم قدرًا أقل من القابلية للاشتعال بعد فترة ما بعد الجراحة مقارنة بالمواد الأخرى المستخدمة في عمليات الزرع.
- رقائق أكسيد الألومنيوم تنتج تأثيرات عاكسة داخل الدهانات المستخدمة للسيارات.
- في بعض المصافي ، يستخدم أكسيد الألومنيوم لتحويل الغازات السامة من كبريتيد الهيدروجين إلى كبريت أولي.
- شكل الألومينا الذي يطلق عليه الألومينا المنشط له فوائد كبيرة في معالجة المياه العادمة مثل طبقات المياه الجوفية بسبب قدرته على امتصاص الكثير من الملوثات الضارة بالبيئة ، وكذلك في تصفية النفايات التي تذوب في الماء والتي هي أكبر من مسام صفائح الألومينا.
