Nhôm

                    NHÔM

I. VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO

- Nhôm có số hiệu nguyên tử 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3.

- Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹, hay [Ne] 3s² 3p¹ .

- Mạng tinh thể: nhôm có cấu tạo kiểu mạng lập phương tâm diện.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi và dát mỏng.

- Nhẹ (2,7g/cm³), nóng chảy ở 660^oC.

- Nhôm dẫn điện và nhiệt tốt.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Nhôm có tính khử mạnh. Al  \(\rightarrow\) Al³⁺+ 3e

1. Tác dụng với phi kim

- Nhôm tác dụng mãnh liệt với các phi kim, điển hình là với các halogen, oxi, lưu huỳnh…

- Nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen

Ví dụ: 2Al + 3Cl₂ \(\rightarrow\) 2AlCl₃

- Phản ứng với oxi: Bột nhôm cháy trong không khí cho ngọn lửa sáng chói và phát ra một nhiệt lượng lớn tạo ra nhôm oxit và một lượng nhỏ nitrua:

              4Al + 3O₂  \(\rightarrow\) 2Al₂O₃        

              2Al + N₂ \(\rightarrow\)  2AlN

2. Tác dụng với oxit kim loại

- Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều oxit kim loại như ( Fe₂O₃, Cr₂O₃,CuO…) thành kim loại tự do.

Ví dụ:            2Al + Fe₂O₃  \(\rightarrow\) 2Fe + Al₂O₃ 

              2Al + Cr₂O₃  \(\rightarrow\) 2Cr + Al₂O₃ 

3. Tác dụng với nước

                         2Al + 6H₂O\(\rightarrow\) 2Al(OH)_3↓ + 3H₂

Phản ứng nhanh chóng ngừng lại vì lớp Al(OH)₃ không tan trong nước đã ngăn cản không cho nhôm tiếp xúc với nước à vật liệu bằng nhôm không phản ứng với nướC.

4.Tác dụng với axit

a. HCl, H₂SO₄ (loãng): Nhôm khử H⁺ thành H₂

2Al + 6H⁺ \(\rightarrow\) 2Al³⁺ + 3H₂

b. Nhôm khử  N⁺⁵ trong HNO₃ ở dung dịch loãng hoặc đặc, nóng và  S⁺⁶ trong H₂SO₄ ở dung dịch đặc, nóng xuống số oxh thấp hơn:

Ví dụ:                    Al  + 4HNO_3loãng   \(\rightarrow\) Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

                   2Al  + 6H₂SO_4đặc   \(\rightarrow\) Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

- Nhôm không tác dụng với H₂SO₄ và HNO₃ đặc, nguội. Những axit này đã oxi hóa bề mặt kim loại tạo thành một màng oxit có tính trơ, làm cho nhôm thụ động. Nhôm thụ động sẽ không tác dụng với các dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng.

5. Tác dụng với dung dịch kiềm

Nhôm bị hòa tan trong dung dịch kiềm như NaOH, Ca(OH)₂,… Hiện tượng này được giải thích như sau:

- Trước hết, màng bảo vệ là Al₂O₃ bị phá hủy trong dung dịch kiềm:

                             Al₂O₃ + 2NaOH \(\rightarrow\)  2NaAlO₂ + H₂O    

    Hay       Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O  \(\rightarrow\)  2Na[Al(OH)₄] (1)

- Tiếp đến, kim loại nhôm khử H₂O:

                           2Al + 6H₂O  \(\rightarrow\) 2Al(OH)₃ + 3H₂ (2)

- Màng Al(OH)₃ bị phá hủy trong dung dịch bazơ:

                             Al(OH)₃ + NaOH \(\rightarrow\) NaAlO₂ + 2 H₂O

    Hay       Al(OH)₃ + NaOH   \(\rightarrow\)Na[Al(OH)₄]     (3)  

- Các phản ứng (2) và (3) xảy ra luân phiên nhau cho đến khi nhôm bị hòa tan hết.

- Có thể viết gọn thành:

2Al + 2NaOH + H₂O\(\rightarrow\) 2NaAlO₂ + 3H₂

Hay 2Al + 2NaOH + 6H₂O  \(\rightarrow\) 2Na[Al(OH)₄] (dd) + 3H₂

IV. ỨNG DỤNG VÀ SẢN XUẤT

1. Ứng dụng

2. Trạng thái tự nhiên và sản xuất

2.1 Trạng thái tự nhiên

2.2 Sản xuất: Gồm 3 giai đoạn