Положення в ПС і будова атома
- Поширення в природі.*
- Добування алюмінію і титану.*
- Фізичні властивості.
- Хімічні властивості.**
- Характеристика основних сполук.*
- Застосування.
| План характеристики | Алюміній | Титан |
| Положення в ПС і будова атома | Розташований в 3-ому періоді, ІІІ групі головній підгрупі, тому містить на зовнішньому енергетичному рівні 3 валентних електрони (ІІІ валентність) | Розташований в 4-тому періоді, IV-В групі. Має на зовнішньому шарі 2 електрони, а в передостанньому шарі – 10 електронів, з яких 2 на d-підрівні. Тому найхарактерніший с.о. +4 (+3 - рідше) |
| Поширення в природі | Найпоширеніший у земній корі (8%) метал. Входить до складу глин, польових шпатів, слюд і інших мінералів. Алюмінієві руди: нефелін Na2O∙Al2O3∙2SiO2 та алуніт K2SO4∙Al2(SO4)3∙2Al2O3∙6H2O, боксити. | Дуже поширений у природі (в земній корі 0,6%). Мінерали: титаномагнетити FeTiO3∙nFe3O4, ільменіт FeTiO3, сфен CaTiSiO5, рутил TiO2. |
| Добування | Електролітичним методом з досить чистого оксиду алюмінію | 1) Руду переводять у TiO2, який потім хлорують у присутності вуглецю: TiO2 + 2Cl2 + 2C → TiCl4 + 2CO Добутий TiCl4 відновлюють магнієм: TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2, А суміш, що утворилася, нагрівають у вакуумі. При цьому магній і його хлорид випаровуються й осаджуються в конденсаторі. Губчастий титан переплавляють. 2) для добування невеликої кількості титану великої чистоти використовують йодидний метод. |
| Фізичні властивості | Сріблясто-білий метал, легкий метал. Його можна легко витягувати в дріт і прокатувати в тонкі листи. | Сріблясто-білий метал, міцний і пластичний, плавиться при 1668С, густина 4,5г/см3 |
| Хімічні властивості | Є активними металами, але на повітря вкриваються захисною плівкою. 1. Взаємодія з простими речовинами: киснем, сіркою, галогенами, воднем, азотом (при нагріванні): Ti + 2Cl2 → TiCl4 2Ti + N2 → 2TiN 4Al + 3O2 → 2Al2O3 4Al + 3C → Al4C3 | |
| 2. З водою не взаємодіє, але при видаленні оксидної плівки відбувається енергійна реакція: Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 3. З кислотами З хлоридною та розведеною сульфатною кислотою утворюють солі і водень; Нітратна і концентрована сульфатна кислоти пасивують метал. 4. Взаємодія лугами Алюміній утворює з водними | 2. З кислотами. В нітратній кислоті пасивується, а в хлорид ній і сульфатній розчиняється лише при нагріванні. Може розчинятися у фторидній кислоті з утворенням комплексної сполуки: Ti + 6HF → H2[TiF6] + 2H2 3. Стійкий до дії солей і лугів. | |
| розчинами лугів комплексні солі і водень: 2Al + 6NaOH + 6H2O → 2Na3[Al(OH)6] + 3H2 5. Відновлює багато металів з їх оксидів: 2Al + Cr2O3→ Al2O3 + 2Cr | ||
| Характеристика основних сполук | Оксиди Al2O3, TiO2 і гідроксиди Al(OH)3, Ti(OH)4 проявляють амфотерні властивості | |
| Застосування | 1) виготовлення сплавів: дуралюміни (місять мідь і магній), силуміни (кремній), магналій (магній), які використовують у ракетній техніці, авіа-, авто-, судно- та приладобудуванні, у виробництві посуду 2) у виготовленні хімічної апаратури, електричних проводів. конденсаторів 3) добування металів (алюмотермія) 4) алітування | 1) у виготовленні сплавів 2) у виготовленні хімічної апаратури 3) в літако- і ракетобудуванні (жароміцність сплавів титану) |
Контрольні запитання:
- Порівняйте будову алюмінію і титану.
- Способи добування алюмінію і титану.
- У чому полягає відмінність у хімічних властивостях алюмінію і титану?
- Здійсніть перетворення за схемою, назвіть речовини:
Al → AlN → Al(OH)3 → Al(NO3)3→ Al2O3 → NaAlO2→ Al(OH)3
- Яку масу заліза одержали при алюмінотермічному відновленні 69,6 кг залізної окалини, якщо втрати продукту становили 10%?
- На суміш алюмінію та магнію масою 10,2г подіяли надлишком хлоридної кислоти. Одержали 11,2 л газу (н.у.). Визначте масові частки металів у вихідній суміші.
Література:
- Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. – Л.: Химия, 1979. – Гл. ХХ, § 218, с. 633-638; Гл. ХХІ, § 224, с. 648-650.
- Хомченко Г.П. Химия. – М.: Высшая школа, 1981. – Ч. ІІ, Гл. 13, §§ 110-113, с. 119-121.
Тема 5.5. Ванадій, хром і марганець
План