Алюминий - Aluminium

Для сплавов алюминия см. алюминиевый сплав.

Алюминий,13Al
Алюминий-4.jpg
Алюминий
Произношение
альтернативное имяалюминий (США, Канада)
Внешностьсеребристо-серый металлик
Стандартный атомный вес Аr, std(Al)26.9815384(3)[1]
Алюминий в периодическая таблица
ВодородГелий
ЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеон
НатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргон
КалийКальцийСкандийТитанаВанадийХромМарганецУтюгКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптон
РубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийБанкаСурьмаТеллурЙодКсенон
ЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоМеркурий (элемент)ТаллийСвинецВисмутПолонийАстатинРадон
ФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклиумКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБориумКалийМейтнерийДармштадтиумРентгенийКопернициумNihoniumФлеровийМосковиумЛиверморийTennessineОганессон
B
↑
Al
↓
Ga
магний ← алюминий → кремний
Атомный номер (Z)13
Группагруппа 13 (группа бора)
Периодпериод 3
Блокироватьp-блок
Категория элемента  Постпереходный металл, [2][а] иногда считается металлоид
Электронная конфигурация[Ne ] 3 с2 3p1
Электронов на оболочку2, 8, 3
Физические свойства
Фаза вSTPтвердый
Температура плавления933.47 K (660,32 ° С, 1220,58 ° F)
Точка кипения2743 К (2470 ° С, 4478 ° F)
Плотность (возлеr.t.)2,70 г / см3
в жидком состоянии (приm.p.)2,375 г / см3
Теплота плавления10.71 кДж / моль
Теплота испарения284 кДж / моль
Молярная теплоемкость24,20 Дж / (моль · К)
Давление газа
п (Па)1101001 к10 тыс.100 тыс.
вТ (K)148216321817205423642790
Атомные свойства
Состояния окисления−2, −1, +1,[4] +2,[5] +3 (анамфотерный окись)
ЭлектроотрицательностьШкала Полинга: 1,61
Энергии ионизации
  • 1-я: 577,5 кДж / моль
  • 2-я: 1816,7 кДж / моль
  • 3-я: 2744,8 кДж / моль
  • (более )
Радиус атомаэмпирические: 143вечера
Ковалентный радиус121 ± 4 вечера
Радиус Ван-дер-Ваальса184 вечера
Цветные линии в спектральном диапазоне
Спектральные линии из алюминия
Другие свойства
Естественное явлениеизначальный
Кристальная структура ​гранецентрированная кубическая (fcc)
Гранецентрированная кубическая кристаллическая структура алюминия
Скорость звука тонкий стержень(прокат) 5000 м / с (приr.t.)
Тепловое расширение23,1 мкм / (м · К) (при 25 ° C)
Теплопроводность237 Вт / (м · К)
Удельное электрическое сопротивление26,5 нОм · м (при 20 ° C)
Магнитный заказпарамагнитный[6]
Магнитная восприимчивость+16.5·10−6 см3/ моль
Модуль для младших70 ГПа
Модуль сдвига26 ГПа
Объемный модуль76 ГПа
коэффициент Пуассона0.35
Твердость по Моосу2.75
Твердость по Виккерсу160–350 МПа
Твердость по Бринеллю160–550 МПа
Количество CAS7429-90-5
История
Именованиепосле глинозема (оксид алюминия ), названный в честь минерала квасцы
ПрогнозАнтуан Лавуазье (1782)
ОткрытиеГанс Кристиан Эрстед (1824)
НазванныйХэмфри Дэви (1808, 1812)
Главный изотопы алюминия
ИзотопИзобилиеПериод полураспада (т1/2)Режим распадаПродукт
26Alслед7.17×105 уβ+26Mg
ε26Mg
γ–
27Al100%стабильный
Категория Категория: Алюминий
| Рекомендации

Алюминий (алюминий в Американец и Канадский английский ) это химический элемент с символ  Al и атомный номер 13. Это серебристо-белый, мягкий, немагнитный и пластичный металл в группа бора. По массе алюминий - самый распространенный металл в земной коры и третий по распространенности элемент (после кислород и кремний ). Содержание алюминия уменьшается по сравнению с другими элементами на больших глубинах мантии Земли и за ее пределами. Главный руда алюминия боксит. Металлический алюминий очень реактивен, поэтому местные образцы редки и ограничены до экстремальных сокращение среды. Вместо этого он объединен в более чем 270 различных минералы.[7]

Алюминий отличается низким плотность и его способность сопротивляться коррозия через феномен пассивация. Алюминий и его сплавы жизненно важны для аэрокосмический промышленность[8] и важно в транспорт и строительная промышленность, такая как фасады зданий и оконные рамы.[9] В оксиды и сульфаты являются наиболее полезными соединениями алюминия.[8]

Несмотря на широкое распространение в окружающей среде, ни один живой организм не использует алюминий. соли метаболически, но алюминий хорошо переносится растениями и животными.[10] Из-за большого количества этих солей возможность их биологической роли вызывает постоянный интерес, и исследования продолжаются.

Физические характеристики

Изотопы

Основная статья: Изотопы алюминия

Из изотопов алюминия только 27
Al
 стабильно. Это согласуется с тем, что алюминий имеет нечетный атомный номер.[b] Это единственный изначальный изотоп алюминия, то есть единственный, который существовал на Земле в его нынешнем виде с момента образования планеты. Практически весь алюминий на Земле присутствует в виде этого изотопа, что делает его мононуклидный элемент и означает, что его стандартный атомный вес такой же, как у изотопа. Стандартный атомный вес алюминия низкий по сравнению со многими другими металлами,[c] что имеет последствия для свойств элемента (см. ниже ). Это делает алюминий очень полезным в ядерный магнитный резонанс (ЯМР), поскольку его единственный стабильный изотоп имеет высокую чувствительность ЯМР.[12]

Все остальные изотопы алюминия радиоактивный. Самый стабильный из них - 26Al: пока он присутствовал вместе со стабильным 27Al в межзвездной среде, из которой сформировалась Солнечная система, была произведена звездный нуклеосинтез а также его период полураспада составляет всего 717 000 лет, и поэтому с момента образования планеты не сохранилось обнаруживаемого количества.[13] Однако мельчайшие следы 26Al производятся из аргон в атмосфера к раскол вызванный космический луч протоны. Соотношение 26Аль к 10Быть был использован для сияющий геологических процессов более 105 до 106 шкалы времени года, в частности перенос, осаждение, осадок хранение, время захоронения и эрозия.[14] Большинство ученых-метеоритов считают, что энергия, выделяемая при распаде 26Ал был ответственен за плавление и дифференциация некоторых астероиды после их образования 4,55 миллиарда лет назад.[15]

Остальные изотопы алюминия с массовые числа от 22 до 43, у всех период полураспада меньше часа. Три метастабильный состояния известны, все с периодом полураспада менее минуты.[11]

Электронная оболочка

Атом алюминия имеет 13 электронов, расположенных в виде электронная конфигурация из [Ne ] 3 с2 3p1,[16] с тремя электронами за пределами стабильной конфигурации благородного газа. Соответственно, объединенные первые три энергии ионизации алюминия намного ниже, чем только четвертая энергия ионизации.[17] Такая электронная конфигурация является общей с другими хорошо охарактеризованными членами своей группы, бор, галлий, индий, и таллий; это также ожидается для нихоний. Алюминий может относительно легко отдавать три своих внешних электрона во многих химических реакциях (см. ниже ). В электроотрицательность алюминия 1,61 (шкала Полинга).[18]

M. Tunes и S. Pogatscher, Montanuniversität Leoben 2019 Без авторских прав =)
Высокое разрешение КОРЕНЬ -HAADF микрофотография атомов Al вдоль оси зоны [001].

Свободный атом алюминия имеет радиус из 143вечера.[19] После удаления трех крайних электронов радиус сжимается до 39 мкм для 4-координированного атома или до 53,5 мкм для 6-координированного атома.[19] В стандартная температура и давление, атомы алюминия (когда на них не действуют атомы других элементов) образуют гранецентрированная кубическая кристаллическая система связаны металлическое соединение обеспечивается крайними электронами атомов; следовательно, алюминий (в этих условиях) - это металл.[20] Эта кристаллическая система характерна для многих других металлов, таких как вести и медь; размер элементарной ячейки алюминия сопоставим с размером этих других металлов.[20] Однако его не разделяют другие члены его группы; бор имеет слишком высокую энергию ионизации для металлизации, таллий имеет шестиугольный плотно упакованный структура, а галлий и индий имеют необычные структуры, которые не плотно упакованы, как у алюминия и таллия. Поскольку мало электронов доступно для металлическое соединение, металлический алюминий мягкий с низкой температурой плавления и низким удельное электрическое сопротивление, что является обычным для постпереходные металлы.[21]

Масса

Внешний вид металлического алюминия варьируется от серебристо-белого до тускло-серого, в зависимости от цвета. шероховатость поверхности.[d] Свежая алюминиевая пленка служит хорошим отражатель (примерно 92%) видимый свет и отличный отражатель (аж 98%) среднего и дальнего инфракрасный радиация.[24]

Плотность алюминия 2,70 г / см.3, примерно на 1/3 от стали, что намного ниже, чем у других обычно встречающихся металлов, что делает алюминиевые детали легко узнаваемыми благодаря их легкости.[25] Низкая плотность алюминия по сравнению с большинством других металлов возникает из-за того, что его ядра намного легче, а разница в размере элементарной ячейки не компенсирует эту разницу. Единственные более легкие металлы - это металлы группы 1 и 2, которые помимо бериллий и магний слишком реактивны для структурного использования (а бериллий очень токсичен).[26] Алюминий не такой прочный и жесткий, как сталь, но низкая плотность компенсирует это. аэрокосмический промышленность и многие другие области применения, где малый вес и относительно высокая прочность имеют решающее значение.[27]

Чистый алюминий довольно мягкий и недостаточно прочный. В большинстве приложений различные алюминиевые сплавы вместо них используются из-за их более высокой прочности и твердости.[28] В предел текучести чистого алюминия 7–11 МПа, пока алюминиевые сплавы имеют предел текучести от 200 МПа до 600 МПа.[29] Алюминий пластичный, с относительным удлинением 50-70%,[30] и податливый позволяя это быть легко нарисованный и экструдированный.[31] Также легко обработанный и В ролях.[31]

Алюминий - отличный тепловой и электрический проводник, имея около 60% проводимости медь, как тепловые, так и электрические, имея всего 30% плотности меди.[32] Алюминий способен сверхпроводимость, со сверхпроводящей критической температурой 1,2 кельвин и критическое магнитное поле около 100 гаусс (10 Миллитеслас ).[33] это парамагнитный и поэтому практически не подвержен влиянию статических магнитных полей.[34] Однако высокая электрическая проводимость означает, что на нее сильно влияют переменные магнитные поля за счет индукции вихревые токи.[35]

Химия

Основная статья: Соединения алюминия

Алюминий сочетает в себе характеристики металлов до и после перехода. Поскольку у него мало доступных электронов для металлических связей, как и у более тяжелого группа 13 сородичам, он имеет характерные физические свойства постпереходного металла с более длинными, чем ожидалось, межатомными расстояниями.[21] Кроме того, как Ал3+ представляет собой небольшой и сильно заряженный катион, он сильно поляризующий и связь в соединениях алюминия имеет тенденцию к ковалентность;[36] это поведение похоже на поведение бериллий (Быть2+), а два отображают пример диагональные отношения.[37]

Нижнее ядро ​​под валентной оболочкой алюминия - это ядро ​​предыдущего благородный газ, тогда как у более тяжелых сородичей галлий и индий, таллий, и нихоний также включают заполненную d-подоболочку и в некоторых случаях заполненную f-подоболочку. Следовательно, внутренние электроны алюминия почти полностью экранируют валентные электроны, в отличие от электронов более тяжелых конгенеров алюминия. Таким образом, алюминий является наиболее электроположительным металлом в своей группе, а его гидроксид на самом деле более щелочной, чем у галлия.[36][e] Алюминий также имеет незначительное сходство с металлоидным бором той же группы: AlX3 соединения валентны изоэлектронный в BX3 соединения (они имеют одинаковую валентную электронную структуру), и оба ведут себя как Кислоты Льюиса и легко сформировать аддукты.[38] Кроме того, одним из основных мотивов химии бора является правильный икосаэдр структур, а алюминий является важной частью многих икосаэдрических квазикристалл сплавы, в том числе класса Al – Zn – Mg.[39]

Алюминий имеет высокую химическое сродство в кислород, что делает его пригодным для использования в качестве Восстановитель в термит реакция. Мелкодисперсный порошок металлического алюминия взрывоопасен при контакте с жидкий кислород; однако в обычных условиях алюминий образует тонкий оксидный слой (~ 5 нм при комнатной температуре)[40] который защищает металл от дальнейшей коррозии кислородом, водой или разбавленной кислотой, процесс, называемый пассивация.[36][41] Из-за его общей устойчивости к коррозии алюминий является одним из немногих металлов, которые сохраняют серебристую отражательную способность в тонко измельченной форме, что делает его важным компонентом серебристый краски.[42] Алюминий не подвергается воздействию окисляющих кислот из-за его пассивации. Это позволяет использовать алюминий для хранения реагентов, таких как азотная кислота, концентрированный серная кислота, и некоторые органические кислоты.[10]

В горячем концентрированном соляная кислота, алюминий реагирует с водой с выделением водорода, а в водной едкий натр или же гидроксид калия при комнатной температуре образовывать алюминаты - защитная пассивация в этих условиях незначительна.[43] Царская водка также растворяет алюминий.[10] Алюминий разъедает растворенный хлориды, например, обычные хлорид натрия, поэтому домашняя сантехника никогда не бывает из алюминия.[43] Оксидный слой на алюминии также разрушается при контакте с Меркурий из-за слияние или с солями некоторых электроположительных металлов.[36] Таким образом, самые прочные алюминиевые сплавы менее устойчивы к коррозии из-за гальванический реакции с легированными медь,[29] а коррозионная стойкость алюминия значительно снижается водными солями, особенно в присутствии разнородных металлов.[21]

Алюминий реагирует с большинством неметаллов при нагревании, образуя такие соединения, как нитрид алюминия (AlN), сульфид алюминия (Al2S3) и галогениды алюминия (AlX3). Он также образует широкий спектр интерметаллические соединения с участием металлов из каждой группы периодической таблицы.[36]

Неорганические соединения

Подавляющее большинство соединений, включая все алюминийсодержащие минералы и все коммерчески значимые соединения алюминия, имеют степень окисления 3+. В координационный номер таких соединений варьируется, но обычно Al3+ бывает шести- или четырехкоординатным. Практически все соединения алюминия (III) бесцветны.[36]

Гидролиз алюминия в зависимости от pH. Скоординированные молекулы воды не показаны. (Данные Баес и Месмер)[44]

В водном растворе Al3+ существует как гексааквакатион [Al (H2O)6]3+, который имеет приблизительную pKа из 10−5.[12] Такие растворы являются кислыми, поскольку этот катион может действовать как донор протонов и постепенно гидролизовать пока осадок из гидроксид алюминия, Al (OH)3, формы. Это полезно для разъяснение воды, так как осадок образуется на приостановленный частицы в воде, следовательно, удаляя их. Дальнейшее повышение pH приводит к тому, что гидроксид снова растворяется в виде алюминат, [Al (H2O)2(ОЙ)4]−, сформирован.

Гидроксид алюминия образует соли и алюминаты и растворяется в кислотах и ​​щелочах, а также при плавлении с кислотными и основными оксидами.[36] Такое поведение Al (OH)3 Называется амфотеризм, и характерен для слабоосновных катионов, которые образуют нерастворимые гидроксиды и чьи гидратированные частицы могут также отдавать свои протоны. Одним из следствий этого является то, что соли алюминия со слабыми кислотами гидролизуются в воде до водного гидроксида и соответствующего неметаллического гидрида: например, сульфид алюминия дает сероводород. Однако некоторые соли, такие как карбонат алюминия существуют в водном растворе, но как таковые нестабильны; и только неполный гидролиз имеет место для солей с сильными кислотами, таких как галогениды, нитрат, и сульфат. По тем же причинам безводные соли алюминия нельзя получить путем нагревания их «гидратов»: гидратированный хлорид алюминия на самом деле не является AlCl.3· 6H2О, но [Al (H2O)6] Cl3, а связи Al – O настолько прочны, что нагревания недостаточно для их разрыва и образования вместо этого связей Al – Cl:[36]

2 [Al (H2O)6] Cl3 высокая температура→  Al2О3 + 6 HCl + 9 H2О

Все четыре тригалогениды хорошо известны. В отличие от структур трех более тяжелых тригалогенидов, фторид алюминия (AlF3) содержит шестикоординатный алюминий, что объясняет его нелегкость и нерастворимость, а также высокую теплота образования. Каждый атом алюминия окружен шестью атомами фтора в искаженном виде. восьмигранный расположение, при котором каждый атом фтора делится между углами двух октаэдров. Такие {AlF6} единицы также существуют в сложных фторидах, таких как криолит, Na3AlF6.[f] AlF3 плавится при 1290 ° C (2354 ° F) и образуется в результате реакции оксид алюминия с фтороводород газ при 700 ° C (1292 ° F).[45]

У более тяжелых галогенидов координационные числа ниже. Другие тригалогениды димерный или же полимерный с тетраэдрическими четырехкоординатными центрами алюминия. Трихлорид алюминия (AlCl3) имеет слоистую полимерную структуру ниже точки плавления 192,4 ° C (378 ° F), но при плавлении превращается в Al2Cl6 димеры. При более высоких температурах они все больше диссоциируют на тригональный плоский AlCl3 мономеры, похожие по структуре BCl3. Трибромид алюминия и трииодид алюминия форма Al2Икс6 димеры во всех трех фазах и, следовательно, не показывают столь значительных изменений свойств при фазовом переходе.[45] Эти материалы получают обработкой металлического алюминия галогеном. Тригалогениды алюминия образуют множество аддитивные соединения или комплексы; их Льюис кислый природа делает их полезными как катализаторы для Реакции Фриделя – Крафтса. Трихлорид алюминия широко используется в промышленности с участием этой реакции, например, при производстве антрахиноны и стирол; он также часто используется в качестве прекурсора для многих других соединений алюминия и в качестве реагента для превращения фторидов неметаллов в соответствующие хлориды (a реакция трансгалогенирования ).[45]

Алюминий образует один стабильный оксид с химическая формула Al2О3, обычно называемый глинозем.[46] Его можно найти в природе в минерале корунд, α-оксид алюминия;[47] присутствует также фаза γ-оксида алюминия.[12] Его кристаллическая форма, корунд, очень трудно (Твердость по Моосу 9), имеет высокую температуру плавления 2045 ° C (3,713 ° F), имеет очень низкую летучесть, является химически инертным, и хороший электрический изолятор, он часто используется в абразивных материалов (например, зубной пасты), в качестве огнеупорного материала, И в керамика, а также является исходным материалом для электролитического производства металлического алюминия. Сапфир и Рубин являются нечистым корундом, загрязненным следовыми количествами других металлов.[12] Два основных оксида-гидроксида, AlO (OH), представляют собой бемит и диаспора. Существует три основных тригидроксида: байерит, гиббсит, и нордстрандит, которые различаются своей кристаллической структурой (полиморфы ). Также известны многие другие промежуточные и родственные структуры.[12] Большинство из них производится из руд с помощью различных мокрых процессов с использованием кислоты и основания. Нагрев гидроксидов приводит к образованию корунда. Эти материалы имеют решающее значение для производства алюминия и сами по себе чрезвычайно полезны. Некоторые смешанные оксидные фазы также очень полезны, например, шпинель (MgAl2О4), Na-β-оксид алюминия (NaAl11О17), и алюминат трикальция (Ca3Al2О6, важная минеральная фаза в портландцемент ).[12]

Единственная стабильная халькогениды в нормальных условиях сульфид алюминия (Al2S3), селенид (Al2Se3), и теллурид (Al2Te3). Все три получают путем прямой реакции своих элементов при температуре около 1000 ° C (1832 ° F) и быстро полностью гидролизуются в воде с образованием гидроксида алюминия и соответствующих халькогенид водорода. Поскольку алюминий является небольшим атомом относительно этих халькогенов, они имеют четырехкоординатный тетраэдрический алюминий с различными полиморфами, имеющими структуры, связанные с вюрцит, при этом две трети возможных металлических позиций заняты либо упорядоченным (α), либо случайным (β) образом; сульфид также имеет γ-форму, связанную с γ-оксидом алюминия, и необычную высокотемпературную гексагональную форму, где половина атомов алюминия имеет тетраэдрическую четырехкоординацию, а другая половина - тригональную бипирамидальную пятикоординированность.[48]

Четыре пниктиды – нитрид алюминия (AlN), фосфид алюминия (AlP), арсенид алюминия (AlAs) и антимонид алюминия (AlSb) - известны. Они все Полупроводники III-V изоэлектронный к кремний и германий, все из которых, кроме AlN, имеют цинковая обманка структура. Все четыре могут быть получены путем прямой реакции составляющих их элементов при высокой температуре (и, возможно, при высоком давлении).[48]

Алюминиевые сплавы хорошо сочетаются с большинством других металлов (за исключением большинства щелочных металлов и металлы 13 группы) и более 150 интерметаллиды с другими металлами известны. Подготовка заключается в нагревании неподвижных металлов вместе в определенной пропорции с последующим постепенным охлаждением и отжиг. Связь в них преимущественно металлический а кристаллическая структура в первую очередь зависит от эффективности упаковки.[49]

Есть несколько соединений с более низкой степенью окисления. Немного алюминий (I) существуют соединения: AlF, AlCl, AlBr и AlI существуют в газовой фазе, когда соответствующий тригалогенид нагревается с алюминием, и при криогенных температурах.[45] Стабильным производным монойодида алюминия является циклический аддукт сформированный с триэтиламин, Al4я4(Сеть3)4. Al2O и Al2S тоже существуют, но очень нестабильны.[50] Очень простые соединения алюминия (II) задействуются или наблюдаются в реакциях металлического Al с окислителями. Например, оксид алюминия, AlO, обнаружен в газовой фазе после взрыва[51] и в звездных спектрах поглощения.[52] Более подробно исследованы соединения формулы R4Al2 которые содержат связь Al – Al и где R - большой органический лиганд.[53]

Алюмоорганические соединения и родственные гидриды

Основная статья: Алюминийорганическое соединение
Структура триметилалюминий, соединение, которое содержит углерод с пятью координатами.

Разнообразные соединения эмпирической формулы AlR3 и AlR1.5Cl1.5 существовать.[54] Триалкилы и триарилы алюминия представляют собой реакционноспособные, летучие и бесцветные жидкости или легкоплавкие твердые вещества. Они спонтанно воспламеняются на воздухе и вступают в реакцию с водой, поэтому при обращении с ними необходимо соблюдать меры предосторожности. Они часто образуют димеры, в отличие от своих борных аналогов, но эта тенденция уменьшается для алкилов с разветвленной цепью (например, Prя, Буя, Мне3CCH2); Например, триизобутилалюминий существует как равновесная смесь мономера и димера.[55][56] Эти димеры, такие как триметилалюминий (Al2Мне6), обычно содержат тетраэдрические центры Al, образованные димеризацией с некоторой алкильной группой, соединяющей мостик между обоими атомами алюминия. Они есть жесткие кислоты и легко реагирует с лигандами, образуя аддукты. В промышленности они в основном используются в реакциях внедрения алкена, как обнаружил Карл Циглер, что наиболее важно в «реакциях роста», которые образуют неразветвленные первичные алкены и спирты с длинной цепью, и в полимеризации при низком давлении этен и пропен. Есть также некоторые гетероциклический и кластерные алюминийорганические соединения с участием связей Al – N.[55]

Наиболее важным в промышленности гидридом алюминия является литийалюминийгидрид (LiAlH4), который используется в качестве восстановителя в органическая химия. Его можно производить из гидрид лития и трихлорид алюминия.[57] Самый простой гидрид, гидрид алюминия или алан, не так важно. Это полимер с формулой (AlH3)п, в отличие от соответствующего гидрида бора, который представляет собой димер с формулой (BH3)2.[57]

Естественное явление

Смотрите также: Список стран по производству бокситов

В космосе

Содержание алюминия на частицу в Солнечная система составляет 3,15 промилле (частей на миллион).[58][грамм] Он является двенадцатым по распространенности среди всех элементов и третьим по распространенности среди элементов с нечетными атомными номерами после водорода и азота.[58] Единственный стабильный изотоп алюминия, 27Al - восемнадцатое по численности ядро ​​во Вселенной. Он создается почти полностью в результате слияния углерода в массивных звездах, которые позже станут Сверхновые типа II: это слияние создает 26Mg, который при захвате свободных протонов и нейтронов становится алюминием. Некоторые меньшие количества 27Аль созданы в сжигание водорода оболочки эволюционировавших звезд, где 26Mg может захватывать свободные протоны.[59] Практически весь существующий в настоящее время алюминий 27Al. 26Al присутствовал в ранней Солнечной системе в количестве 0,005% относительно 27Al, но его период полураспада, составляющий 728 000 лет, слишком короткий для того, чтобы какое-либо исходное ядро ​​могло выжить; 26Ал поэтому вымерший.[59] В отличие от 27Al, сжигание водорода является основным источником 26Al, при этом нуклид появляется после ядра 25Mg улавливает свободный протон. Тем не менее следовые количества из 26Все, что существует, являются наиболее распространенными гамма-луч эмиттер в межзвездный газ;[59] если оригинал 26Ал все еще присутствовал, гамма-карты Млечного Пути будет ярче.[59]

На земле

Бокситы, крупная алюминиевая руда. Красно-коричневый цвет обусловлен наличием оксид железа минералы.

В целом Земля состоит примерно на 1,59% алюминия по массе (седьмое место по содержанию по массе).[60] Алюминий встречается в земной коре в большей пропорции, чем во Вселенной в целом, потому что алюминий легко образует оксид, связывается с горными породами и остается в них. земной коры, а менее химически активные металлы попадают в активную зону.[59] В земной коре больше всего алюминия (8,23% по массе).[30]) металлический элемент и третий по распространенности из всех элементов (после кислорода и кремния).[61] Большое количество силикатов в земной коре содержат алюминий.[62] Напротив, земные мантия составляет всего 2,38% алюминия по массе.[63] Алюминий также присутствует в морской воде в концентрации 2 мкг / кг.[30]

Из-за его сильного сродства к кислороду алюминий почти никогда не встречается в элементарном состоянии; вместо этого он находится в оксидах или силикатах. Полевые шпаты Самая распространенная группа минералов в земной коре - алюмосиликаты. Алюминий также встречается в минералах. берилл, криолит, гранат, шпинель, и бирюзовый.[64] Примеси в Al2О3, Такие как хром и утюг, дают драгоценные камни Рубин и сапфир, соответственно.[65] Самородный металлический алюминий может быть найден только как второстепенная фаза в низком кислороде. летучесть окружающей среде, например, в недрах некоторых вулканов.[66] Самородный алюминий был зарегистрирован в холодные просачивания на северо-востоке континентальный склон из Южно-Китайское море. Возможно, эти депозиты возникли в результате бактериальный снижение тетрагидроксоалюмината Al (OH)4−.[67]

Хотя алюминий является обычным и широко распространенным элементом, не все минералы алюминия являются экономически выгодными источниками этого металла. Практически весь металлический алюминий производится из руда боксит (AlOИкс(ОЙ)3–2Икс). Боксит встречается в виде выветривание продукт с низким содержанием железа и кремнезема в тропических климатических условиях.[68] В 2017 году большая часть бокситов была добыта в Австралии, Китае, Гвинее и Индии.[69]

История

Основная статья: История алюминия
Фридрих Вёлер, химик, который первым подробно описал металлический элементарный алюминий

История алюминия формировалась благодаря использованию квасцы. Первая письменная запись о квасцах, сделанная Греческий историк Геродот, датируется V веком до нашей эры.[70] Известно, что древние использовали квасцы в качестве красителя. едкий и для обороны города.[70] После Крестовые походы, квасцы, незаменимый товар в европейской текстильной промышленности,[71] был предметом международной торговли;[72] он был завезен в Европу из восточного Средиземноморья до середины 15 века.[73]

Природа квасцов осталась неизвестной. Около 1530 г., швейцарский врач. Парацельс предположил, что квасцы были солью квасцов.[74] В 1595 году немецкий врач и химик Андреас Либавиус экспериментально подтвердил это.[75] В 1722 году немецкий химик Фридрих Гофманн заявил, что верит в то, что основание квасцов представляет собой отдельную землю.[76] В 1754 г. немецкий химик Андреас Сигизмунд Маргграф синтезированный оксид алюминия путем кипячения глины в серной кислоте и последующего добавления поташ.[76]

Попытки производить металлический алюминий относятся к 1760 году.[77] Однако первая успешная попытка была сделана в 1824 году датским физиком и химиком. Ганс Кристиан Эрстед. Он реагировал безводным хлорид алюминия с калием амальгама, давая кусок металла, похожий на олово.[78][79][80] Он представил свои результаты и продемонстрировал образец нового металла в 1825 году.[81][82] В 1827 году немецкий химик Фридрих Вёлер повторил эксперименты Эрстеда, но не обнаружил алюминия.[83] (Причина этого несоответствия была обнаружена только в 1921 году.)[84] Он провел аналогичный эксперимент в том же году, смешав безводный хлорид алюминия с калием, и получил порошок алюминия.[80] В 1845 году он смог изготовить небольшие кусочки металла и описал некоторые физические свойства этого металла.[84] В течение многих лет после этого Велер считался первооткрывателем алюминия.[85]

Статуя Антерос в Пикадилли, Лондон, была построена в 1893 году и является одной из первых статуй, отлитых из алюминия.

Поскольку метод Велера не позволял получить большое количество алюминия, металл оставался редким; его стоимость превышала стоимость золота.[83] Первое промышленное производство алюминия было основано в 1856 году французским химиком. Анри Этьен Сент-Клер Девиль и товарищи.[86] Девиль обнаружил, что трихлорид алюминия можно восстановить с помощью натрия, который был более удобным и менее дорогим, чем калий, который использовал Велер.[87] Даже тогда алюминий все еще был невысокой чистоты, и получаемый алюминий отличался по свойствам в зависимости от образца.[88]

Первый метод промышленного крупномасштабного производства был независимо разработан в 1886 году французским инженером. Поль Эру и американский инженер Чарльз Мартин Холл; теперь он известен как Процесс Холла-Эру.[89] Процесс Холла-Эру превращает глинозем в металл. Австрийский химик Карл Джозеф Байер открыл способ очистки бокситов для получения глинозема, ныне известного как Процесс Байера, в 1889 г.[90] Современное производство металлического алюминия основано на процессах Байера и Холла-Эру.[91]

Цены на алюминий упали, и алюминий стал широко использоваться в ювелирных изделиях, предметах повседневного обихода, оправе для очков, оптических инструментах, посуде и т. Д. фольга в 1890-х и начале 20 века. Способность алюминия образовывать твердые, но легкие сплавы с другими металлами обеспечила этому металлу множество применений в то время.[92] В течение Первая Мировая Война, основные правительства требовали больших партий алюминия для легких прочных планеров.[93]

К середине 20 века алюминий стал частью повседневной жизни и важным компонентом домашней утвари.[94] В середине 20-го века алюминий стал материалом для гражданского строительства, который находил применение как в базовых строительных работах, так и во внутренней отделке.[95] и все чаще используется в военной технике как для двигателей самолетов, так и для двигателей наземных бронетранспортеров.[96] Первый искусственный спутник Земли Запущенный в 1957 году, он состоял из двух отдельных алюминиевых полусфер, соединенных вместе, и все последующие космические аппараты в той или иной степени использовали алюминий.[91] В алюминиевая банка был изобретен в 1956 году и использовался как склад для напитков в 1958 году.[97]

Мировое производство алюминия с 1900 г.

В течение 20 века производство алюминия быстро росло: в то время как мировое производство алюминия в 1900 году составляло 6800 метрических тонн, годовое производство впервые превысило 100000 метрических тонн в 1916 году; 1 000 000 тонн в 1941 г .; 10 миллионов тонн в 1971 году.[98] В 1970-х годах возросший спрос на алюминий превратил его в биржевой товар; он вошел в Лондонская биржа металлов, старейшая промышленная биржа металлов в мире, в 1978 году.[91] Производство продолжало расти: годовое производство алюминия превысило 50 000 000 метрических тонн в 2013 году.[98]

В реальная цена на алюминий снизился с 14 000 долларов за метрическую тонну в 1900 году до 2340 долларов в 1948 году (в долларах США 1998 года).[98] Затраты на добычу и переработку были снижены из-за технического прогресса и масштабов экономии. Однако необходимость разработки месторождений с более низким содержанием и более низкого качества и использование быстро растущих производственных затрат (прежде всего, энергии) увеличили чистую стоимость алюминия;[99] реальная цена начала расти в 1970-х годах с ростом стоимости энергии.[100] Производство перемещалось из промышленно развитых стран в страны, где производство было дешевле.[101] Себестоимость производства в конце 20 века изменилась из-за технологических достижений, более низких цен на энергоносители, обменных курсов доллара США и цен на глинозем.[102] В БРИК Совокупная доля стран в первичном производстве и первичном потреблении существенно выросла в первое десятилетие 21 века.[103] Китай аккумулирует особенно большую долю мирового производства благодаря изобилию ресурсов, дешевой энергии и правительственным стимулам;[104] он также увеличил свою долю потребления с 2% в 1972 году до 40% в 2010 году.[105] В США, Западной Европе и Японии большая часть алюминия потреблялась при транспортировке, машиностроении, строительстве и упаковке.[106]

Этимология

Алюминий назван в честь глинозем, встречающийся в природе оксид алюминия, и название глинозем происходит от квасцы, минерал, из которого он был получен. Слово «квасцы» происходит от латинский слово алумен, что означает «горькая соль».[107] Слово алумен проистекает из Протоиндоевропейский корень * алюминий- что означает «горький» или «пиво».[108]

1897 г. Американская реклама с изображением алюминий написание

Чеканка

Британский химик Хэмфри Дэви, который провел ряд экспериментов по выделению металла, считается человеком, назвавшим элемент. Первое название, предложенное для металла, выделяемого из квасцов, было алюминий, который Дэви предложил в статье 1808 года о его электрохимических исследованиях, опубликованной в Философские труды Королевского общества.[109] Это предложение подверглось критике со стороны современных химиков из Франции, Германии и Швеции, которые настаивали на том, чтобы металл был назван в честь оксида алюминия, из которого он будет изолирован.[110] Резюме одной из лекций Дэви в январе 1811 г. Королевское общество предложил название алюминий [111]- это самое раннее известное опубликованное произведение, в котором используется любое из современных написаний. Однако в следующем году Дэви опубликовал учебник химии, в котором остановился на написании алюминий.[112] С тех пор оба написания сосуществовали; однако их использование разделено по регионам: алюминий используется в США и Канаде, а алюминий используется где-то еще.[113]

Написание

Правописание Дэви алюминий соответствует латинскому названию металлов, оканчивающемуся на -um, например aurum (золото), Аргентум (серебро), железо (утюг),[114] именование вновь обнаруженных элементов путем замены -а или же -ite суффикс в окись имя с -um: лантан был назван в честь его оксида лантана, магний за магнезия, тантал за танталит, молибден за молибденит (также известен как молибдена), церий за церия, и торий за тория, соответственно. Как оксид алюминия называется глинозем, нет глинозем, то -ium орфография не следует этому шаблону. Однако другие недавно открытые элементы того времени имели имена с -ium суффикс, такой как калий, натрий, кальций и стронций.

В 1812 году британский ученый Томас Янг[115] написал анонимную рецензию на книгу Дэви, в которой предложил название алюминий вместо алюминий, который, по его мнению, имел «менее классический звук».[116] Это название прижилось: в то время как -um орфография иногда использовалась в Великобритании, американский научный язык использовал -ium от начала.[117] Большинство ученых использовали -ium во всем мире в 19 веке;[118] оно по-прежнему остается стандартом для многих других языков, основанных на латыни, где имя имеет то же происхождение.[113] В 1828 г. американский лексикограф Ной Вебстер использовал исключительно алюминий орфография в его Американский словарь английского языка.[119] В 1830-х гг. -um орфография начала получать распространение в Соединенных Штатах; к 1860-м годам это написание стало более распространенным вне науки.[117] В 1892 году Холл использовал -um написание в своей рекламной листовке своего нового электролитического метода производства металла, несмотря на постоянное использование -ium написание во всех патентах, которые он подал в период с 1886 по 1903 год. Впоследствии было высказано предположение, что это была опечатка, а не преднамеренная.[113] К 1890 году оба написания были распространены в США в целом, -ium орфография встречается немного чаще; к 1895 году ситуация изменилась; к 1900 г., алюминий стали вдвое чаще, чем алюминий; в течение следующего десятилетия -um орфография преобладала в американском использовании.[120] В 1925 г. Американское химическое общество принял это написание.[120]

В Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) принял алюминий как стандартное международное название элемента в 1990 году.[121] В 1993 году они признали алюминий как приемлемый вариант;[121] Самый последний Выпуск 2005 г. номенклатуры неорганической химии ИЮПАК также признает это написание.[122] В официальных публикациях ИЮПАК используется -ium орфография в качестве основного, но перечислите оба, где это необходимо.[час]

Производство и доработка

Смотрите также: Список стран по производству первичного алюминия
Ведущие мировые производители первичного алюминия, 2016 г.[124]
СтранаВыход
(тысяча
тонн)
Китай31,873
Россия3,561
Канада3,208
Индия2,896
Объединенные Арабские Эмираты2,471
Австралия1,635
Норвегия1,247
Бахрейн971
Саудовская Аравия869
Соединенные Штаты818
Бразилия793
Южная Африка701
Исландия700
Всего в мире58,800

Производство алюминия требует больших затрат энергии, поэтому производители стремятся размещать плавильные заводы в местах, где электроэнергия в изобилии и недорога.[125] По состоянию на 2012 год крупнейший в мире плавильные заводы алюминия расположены в Китае, России, Бахрейне, Объединенных Арабских Эмиратах и ​​Южной Африке.[126]

В 2016 году Китай был крупнейшим производителем алюминия с мировой долей в пятьдесят пять процентов; Следующими по величине странами-производителями были Россия, Канада, Индия и Объединенные Арабские Эмираты.[124]

Согласно Международная панель ресурсов с Отчет "Запасы металлов в обществе", глобальный на душу населения Запас алюминия, используемого в обществе (например, в автомобилях, зданиях, электронике и т. д.), составляет 80 кг (180 фунтов). Большая часть этого приходится на более развитые страны (350–500 кг (770–1100 фунтов) на душу населения), а не на менее развитые страны (35 кг (77 фунтов) на душу населения).[127]

Процесс Байера

Основная статья: Процесс Байера

Боксит превращается в оксид алюминия по технологии Байера. Боксит смешивают до однородного состава, а затем измельчают. Результирующий суспензия смешивается с горячим раствором едкий натр; затем смесь обрабатывают в варочном котле при давлении, значительно превышающем атмосферное, при этом гидроксид алюминия растворяется в боксите, а примеси превращаются в относительно нерастворимые соединения:[128]

Al (ОН)3 + Na+ + ОН− → Na+ + [Al (OH)4]−

После этой реакции суспензия имеет температуру выше ее точки кипения при атмосферном давлении. Он охлаждается за счет удаления пара при понижении давления. Остаток боксита отделяют от раствора и выбрасывают. В раствор, свободный от твердых частиц, засевают мелкие кристаллы гидроксида алюминия; это вызывает разложение [Al (OH)4]− ионы до гидроксида алюминия. После осаждения примерно половины алюминия смесь отправляют в классификаторы. Маленькие кристаллы гидроксида алюминия собираются в качестве затравки; крупные частицы превращаются в оксид алюминия при нагревании; избыток раствора удаляют выпариванием, (при необходимости) очищают и рециркулируют.[128]

Процесс Холла-Эру

Основные статьи: Процесс Холла-Эру и Выплавка алюминия

Превращение оксида алюминия в металлический алюминий достигается за счет Процесс Холла-Эру. В этом энергоемком процессе раствор оксида алюминия в расплавленной (950 и 980 ° C (1740 и 1800 ° F)) смеси криолит (Na3AlF6) с фторид кальция является электролизованный производить металлический алюминий. Жидкий металлический алюминий опускается на дно раствора, отрезается и обычно отливается в большие блоки, называемые алюминиевые заготовки для дальнейшей обработки.[10]

Экструзия заготовки из алюминия

Аноды электролизера изготовлены из углерода - наиболее устойчивого к фторидной коррозии материала - и либо спекаются в процессе, либо предварительно спекаются. Первые, также называемые анодами Содерберга, менее энергоэффективны, а дымы, выделяющиеся во время обжига, дорого собирать, поэтому их заменяют предварительно обожженными анодами, хотя они экономят электроэнергию, энергию и труд для предварительного обжига катодов. Углерод для анодов должен быть предпочтительно чистым, чтобы ни алюминий, ни электролит не загрязнялись золой. Несмотря на сопротивляемость углерода коррозии, его расход составляет 0,4–0,5 кг на каждый килограмм произведенного алюминия. Катоды изготовлены из антрацит; особой чистоты для них не требуется, т.к. примеси выщелачивание только очень медленно. Расход катода составляет 0,02–0,04 кг на каждый килограмм произведенного алюминия. Ячейка обычно прекращает работу через 2–6 лет после выхода из строя катода.[10]

В процессе Холла-Эру получают алюминий чистотой более 99%. Дальнейшая очистка может быть произведена Процесс обруча. Этот процесс включает электролиз расплавленного алюминия с электролитом из фторидов натрия, бария и алюминия. Полученный алюминий имеет чистоту 99,99%.[10][129]

Электроэнергия составляет от 20 до 40% затрат на производство алюминия, в зависимости от местоположения плавильного завода. Производство алюминия потребляет примерно 5% электроэнергии, производимой в США.[121] Из-за этого были исследованы альтернативы процессу Холла – Эру, но ни одна из них не оказалась экономически целесообразной.[10]

Обычные бункеры для перерабатываемых отходов и бункеры для неперерабатываемых отходов. Контейнер с желтой крышкой помечен как «алюминий». Родос, Греция.

Переработка отходов

Основная статья: Переработка алюминия

Восстановление металла через переработка отходов стало важной задачей алюминиевой промышленности. До конца 1960-х гг. Вторичная переработка была малопрофильной деятельностью, когда растущее использование алюминия банки для напитков довел его до сведения общественности.[130] Переработка включает в себя плавление лома, процесс, который требует только 5% энергии, используемой для производства алюминия из руды, хотя значительная часть (до 15% исходного материала) теряется в виде окалина (золообразный оксид).[131] Плавильная печь с алюминиевым стеклопакетом производит значительно меньше окалины, значения ниже 1%.[132]

Белый шлак от производства первичного алюминия и от операций по вторичной переработке все еще содержит полезные количества алюминия, который может быть добывается промышленным способом. В результате производятся алюминиевые заготовки вместе с очень сложными отходами. С этими отходами трудно справиться. Он реагирует с водой, выделяя смесь газов (в том числе, среди прочего, водород, ацетилен, и аммиак ), который самовоспламеняется при контакте с воздухом;[133] контакт с влажным воздухом приводит к выделению большого количества газообразного аммиака. Несмотря на эти трудности, отходы используются в качестве наполнителя в асфальт и конкретный.[134]

Приложения

С алюминиевым корпусом Остин А40 Спортс (ок. 1951)

Металл

Смотрите также: Алюминиевый сплав

Мировое производство алюминия в 2016 году составило 58,8 миллиона метрических тонн. Он превосходил любой другой металл, кроме утюг (1,231 млн метрических тонн).[124][135]

Алюминий почти всегда легирован, что заметно улучшает его механические свойства, особенно когда закаленный. Например, обычный алюминиевая фольга а банки для напитков - это сплавы с содержанием алюминия от 92% до 99%.[136] Главный легирование агенты медь, цинк, магний, марганец, и кремний (например., дюралюминий ) с уровнями других металлов в несколько процентов по весу.[137]

Алюминиевая банка

Основные области применения металлического алюминия:[138]

  • Транспорт (автомобили, самолет, грузовики, железнодорожные вагоны, морские суда, велосипеды, космический корабль и др.). Алюминий используется из-за его низкой плотности;
  • Упаковка (банки, фольга, рамка и т. д.). Алюминий используется, потому что он нетоксичен[нужна цитата ], не-адсорбционный, и заноза -доказательство;
  • Строительство и строительство (окна, двери, сайдинг, строительная проволока, обшивка, кровля и др.). Поскольку сталь дешевле, алюминий используется, когда важны легкость, коррозионная стойкость или технические характеристики;
  • Использование, связанное с электричеством (сплавы проводов, двигатели и генераторы, трансформаторы, конденсаторы и т. Д.). Алюминий используется потому, что он относительно дешев, обладает высокой проводимостью, имеет достаточную механическую прочность и низкую плотность, а также устойчив к коррозии;
  • Широкий спектр семья предметы, из посуда к мебель. Низкая плотность, хороший внешний вид, простота изготовления и долговечность - ключевые факторы использования алюминия;
  • Машины и оборудование (технологическое оборудование, трубы, инструмент). Алюминий используется из-за его коррозионной стойкости, непирофорности и механической прочности.

Соединения

Подавляющее большинство (около 90%) оксид алюминия преобразуется в металлический алюминий.[128] Поскольку материал очень твердый (Твердость по Моосу 9),[139] оксид алюминия широко используется в качестве абразива;[140] будучи чрезвычайно химически инертным, он полезен в высокореактивных средах, таких как натрий высокого давления лампы.[141] Оксид алюминия обычно используется в качестве катализатора промышленных процессов;[128] например то Процесс Клауса преобразовать сероводород к сере в нефтеперерабатывающие заводы и чтобы алкилировать амины.[142][143] Многие промышленные катализаторы находятся поддержанный глиноземом, что означает, что дорогой катализатор Материал диспергирован по поверхности инертного оксида алюминия.[144] Другое основное использование - в качестве сушильного агента или абсорбента.[128][145]

Лазерное нанесение оксида алюминия на подложку

Некоторые сульфаты алюминия имеют промышленное и коммерческое применение. Сульфат алюминия (в гидратной форме) производится ежегодно в несколько миллионов метрических тонн.[146] Около двух третей потребляется в очистка воды.[146] Следующее важное применение - производство бумаги.[146] Он также используется как протрава при крашении, протравливании семян, дезодорации минеральных масел, в дубление кожи, а также в производстве других соединений алюминия.[146] Два вида квасцов, квасцы аммония и квасцы калия, ранее использовались в качестве протравы и при дублении кожи, но их использование значительно сократилось из-за появления сульфата алюминия высокой чистоты.[146] Безводный хлорид алюминия используется в качестве катализатора в химической и нефтехимической промышленности, в красильной промышленности, а также в синтезе различных неорганических и органических соединений.[146] Гидроксихлориды алюминия используются для очистки воды, в бумажной промышленности и в качестве антиперспиранты.[146] Алюминат натрия используется для очистки воды и как ускоритель затвердевания цемента.[146]

Многие соединения алюминия имеют нишевое применение, например:

Биология

Схема поглощения алюминия кожей человека.[157]

Несмотря на то, что алюминий широко распространен в земной коре, его функция в биологии неизвестна.[10] При pH 6–9 (актуально для большинства природных вод) алюминий осаждается из воды в виде гидроксида и, следовательно, недоступен; большинство элементов, ведущих себя таким образом, не имеют биологической роли или токсичны.[158] Соли алюминия необычайно нетоксичны, сульфат алюминия имея LD50 6207 мг / кг (перорально, мышь), что соответствует 435 г для человека весом 70 кг (150 фунтов).[10]

Токсичность

Для большинства людей алюминий не так токсичен, как тяжелые металлы. Алюминий классифицируется как неканцероген Министерство здравоохранения и социальных служб США.[159] Существует мало доказательств того, что нормальное воздействие алюминия представляет опасность для здорового взрослого человека.[160] и нет доказательств отсутствия токсичности, если он потребляется в количествах не более 40 мг / день на кг масса тела.[159] Большая часть потребляемого алюминия покидает организм с калом; большая часть его небольшой части, попадающей в кровоток, выводится с мочой.[161]

Последствия

Алюминий, хотя и редко, может вызывать устойчивость к витамину D. остеомаляция, эритропоэтин -устойчивый микроцитарная анемия, и изменения центральной нервной системы. Особому риску подвержены люди с почечной недостаточностью.[159] Хроническое употребление гидратированных силикатов алюминия (для контроля избыточной кислотности желудочного сока) может привести к связыванию алюминия с содержимым кишечника и увеличению выведения других металлов, таких как утюг или же цинк; достаточно высокие дозы (> 50 г / день) могут вызвать анемию.[159]

Человеческое тело поглощает пять основных форм алюминия: свободный сольватированный трехвалентный катион (Al3+(водн.)); низкомолекулярные, нейтральные, растворимые комплексы (LMW-Al0(водн.)); высокомолекулярные, нейтральные, растворимые комплексы (HMW-Al0(водн.)); низкомолекулярные, заряженные, растворимые комплексы (LMW-Al (L)п+/−(водн.)); нано- и микрочастицы (Al (L)n (s)). Они переносятся через клеточные мембраны или клеточные эпи- /эндотелия через пять основных маршрутов: (1) околеклеточный; (2) трансцеллюлярный; (3) активный транспорт; (4) каналы; (5) адсорбционный или опосредованный рецептором эндоцитоз.[157]

В 1988 г. Инцидент с загрязнением воды в Камелфорде люди в Camelford была загрязнена питьевая вода сульфат алюминия в течение нескольких недель. В окончательном отчете об инциденте в 2013 году сделан вывод о маловероятности того, что это вызвало долгосрочные проблемы со здоровьем.[162]

Предполагается, что алюминий является возможной причиной Болезнь Альцгеймера,[163] но исследования в этом направлении более 40 лет показали, что по состоянию на 2018 г., нет убедительных доказательств причинного эффекта.[164][165]

Алюминий увеличивает эстроген -связанные с экспрессия гена в человеческом рак молочной железы клетки культивируют в лаборатории.[166] В очень высоких дозах алюминий связан с изменением функции гематоэнцефалического барьера.[167] Небольшой процент людей[168] иметь контакт аллергия к алюминию и испытывают зудящую красную сыпь, головную боль, боль в мышцах, суставах, плохую память, бессонницу, депрессию, астму, синдром раздраженного кишечника или другие симптомы при контакте с продуктами, содержащими алюминий.[169]

Воздействие порошкового алюминия или сварочного дыма может вызвать легочный фиброз.[170] Мелкодисперсный алюминиевый порошок может воспламениться или взорваться, создав дополнительную опасность на рабочем месте.[171][172]

Пути воздействия

Еда - главный источник алюминия. Питьевая вода содержит больше алюминия, чем твердая пища;[159] однако алюминий, содержащийся в продуктах питания, может абсорбироваться больше, чем алюминий из воды.[173] Основные источники орального воздействия алюминия на человека включают продукты питания (из-за его использования в пищевых добавках, упаковке продуктов питания и напитков и кухонной утвари), питьевую воду (из-за использования в очистке воды в городских условиях) и содержащие алюминий лекарства (особенно антацидные). / противоязвенные и забуференные препараты аспирина).[174] Диетическое воздействие у европейцев составляет в среднем 0,2–1,5 мг / кг в неделю, но может достигать 2,3 мг / кг в неделю.[159] Более высокие уровни воздействия алюминия в основном ограничиваются горняками, рабочими алюминиевого производства и диализ пациенты.[175]

Потребление антациды, антиперспиранты, вакцина, и косметика предоставляют возможные пути воздействия.[176] Употребление кислых продуктов или жидкостей с алюминием увеличивает абсорбцию алюминия,[177] и мальтол было показано, что увеличивает накопление алюминия в нервных и костных тканях.[178]

Уход

В случае подозрения на внезапное поступление большого количества алюминия единственное лечение - дефероксамин мезилат который может быть использован для удаления алюминия из тела путем хелатирование.[179][180] Однако это следует применять с осторожностью, поскольку это снижает не только уровень алюминия в организме, но и других металлов, таких как медь или железо.[179]

Экологические последствия

"Бокситовые хвосты "склад в Stade, Германия. В алюминиевой промышленности ежегодно образуется около 70 миллионов тонн этих отходов.

Высокие уровни алюминия наблюдаются вблизи участков добычи; небольшое количество алюминия выбрасывается в окружающую среду на угольных электростанциях или мусоросжигательные заводы.[181] Алюминий, находящийся в воздухе, вымывается дождем или обычно оседает, но мелкие частицы алюминия остаются в воздухе в течение длительного времени.[181]

Кислая осадки является основным естественным фактором извлечения алюминия из природных источников.[159] и основная причина экологического воздействия алюминия;[182] однако основным фактором присутствия алюминия в соленой и пресной воде являются промышленные процессы, при которых алюминий также выделяется в воздух.[159]

В воде алюминий действует как токсический агент на жабры -дыхающие животные, такие как рыбы причиняя потерю плазма - и гемолимфа ионы, ведущие к осморегуляторный отказ.[182] Органические комплексы алюминия могут легко абсорбироваться и мешать метаболизму у млекопитающих и птиц, хотя на практике это случается редко.[182]

Алюминий является основным фактором, замедляющим рост растений на кислых почвах. Хотя в целом это безвредно для роста растений в почвах с нейтральным pH, в кислых почвах концентрация токсичного Al3+ катионы увеличивает и нарушает рост и функцию корней.[183][184][185][186] Пшеница имеет развитый толерантность к алюминию, освобождая органические соединения которые связываются с вредным алюминием катионы. Сорго считается, что имеет тот же механизм толерантности.[187]

Производство алюминия бросает вызов окружающей среде на каждом этапе производственного процесса. Основная проблема - это парниковый газ выбросы.[175] Эти газы возникают в результате потребления электроэнергии плавильными заводами и побочных продуктов переработки. Самые сильные из этих газов: перфторуглероды из процесса плавки.[175] Вышел диоксид серы является одним из основных предшественников кислотный дождь.[175]

В испанском научном отчете 2001 г. утверждалось, что гриб Геотрихум кандидум потребляет алюминий в компакт-диски.[188][189] Все другие отчеты ссылаются на этот отчет, и нет никаких подтверждающих оригинальных исследований. Лучше документировано, что бактерия Синегнойная палочка и грибок Кладоспорий смола обычно обнаруживаются в топливных баках самолетов, которые используют керосин -основные виды топлива (не avgas ), а лабораторные культуры могут разлагать алюминий.[190] Однако эти формы жизни не атакуют и не потребляют алюминий напрямую; скорее, металл подвергается коррозии из-за микробных отходов.[191]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Поскольку алюминий технически не имеет переходные металлы в периодической таблице он исключен некоторыми авторами из набора постпереходных металлов.[3] Тем не менее, его слабо металлическое поведение аналогично его более тяжелым аналогам из группы 13. галлий, индий, и таллий, которые по всем определениям являются постпереходными металлами.
  2. ^ Никакие элементы с нечетными атомными номерами не имеют более двух стабильных изотопов; Элементы с четными номерами имеют несколько стабильных изотопов, причем олово (элемент 50) имеет наибольшее количество изотопов всех элементов, десять.[11] Видеть Четные и нечетные атомные ядра Больше подробностей.
  3. ^ Большинство других металлов имеют более высокий стандартный атомный вес: например, у железа 55,8; медь 63,5; свинец 207.2.[1]
  4. ^ Две стороны алюминиевой фольги различаются по блеску: одна блестящая, а другая матовая. Отличие связано с небольшими механическими повреждениями на поверхности матовой стороны, возникающими в результате технологического процесса изготовления алюминиевой фольги.[22] Обе стороны отражают одинаковое количество видимого света, но блестящая сторона отражает гораздо большую долю видимого света. зеркально тогда как тупая сторона почти всегда распространяется свет.[23]
  5. ^ Фактически, электроположительное поведение алюминия, высокое сродство к кислороду и крайне отрицательное стандартный электродный потенциал все лучше согласованы с теми из скандий, иттрий, лантан, и актиний, которые, как и алюминий, имеют три валентных электрона вне ядра благородного газа; эта серия показывает непрерывные тенденции, в то время как тенденции группы 13 нарушаются первой добавленной d-подоболочкой в ​​галлии, и в результате сокращение d-блока и первая добавленная f-подоболочка в таллии, и в результате сокращение лантаноидов.[36]
  6. ^ Однако их не следует рассматривать как [AlF6]3− комплексные анионы, поскольку связи Al – F существенно не отличаются по типу от других связей M – F,[45] и такие различия в координации между фторидами и более тяжелыми галогенидами не являются чем-то необычным и встречаются в SnIV и БиIII, Например; еще большие различия возникают между CO2 и SiO2.[45]
  7. ^ Содержание в источнике указано относительно кремния, а не в виде частиц. Сумма всех элементов на 106 частей кремния 2,6682×1010 части; алюминий содержит 8,4 · 10×104 части.
  8. ^ Например, см. Выпуск журнала за ноябрь – декабрь 2013 г. Chemistry International: в таблице (некоторых) элементов этот элемент указан как «алюминий (алюминий)».[123]

Рекомендации

  1. ^ а б Мейя, Юрис; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 88 (3): 265–91. Дои:10.1515 / pac-2015-0305.
  2. ^ Уиттен К. В., Дэвис Р. Е., Пек Л. М. и Стэнли Г. Г. 2014, Химия, 10-е изд., Томсон Брукс / Коул, Белмонт, Калифорния, ISBN  1-133-61066-8, п. 1045
  3. ^ Кокс PA 2004, Неорганическая химия, 2-е изд., Серия мгновенных заметок, Bios Scientific, Лондон, ISBN  1-85996-289-0, п. 186
  4. ^ Dohmeier, C .; Loos, D .; Шнёкель, Х. (1996). «Соединения алюминия (I) и галлия (I): синтезы, структуры и реакции». Angewandte Chemie International Edition. 35 (2): 129–149. Дои:10.1002 / anie.199601291.
  5. ^ Д. К. Тайт (1964). «Система красных (B2Π – A2σ) полос монооксида алюминия». Природа. 202 (4930): 383. Bibcode:1964Натура.202..383Т. Дои:10.1038 / 202383a0. S2CID  4163250.
  6. ^ Лиде, Д. Р. (2000). «Магнитная восприимчивость элементов и неорганических соединений» (PDF). CRC Справочник по химии и физике (81-е изд.). CRC Press. ISBN  0849304814.
  7. ^ Шахашири, Б.З. (17 марта 2008 г.). «Химия недели: алюминий» (PDF). SciFun.org. Университет Висконсина. Архивировано из оригинал (PDF) 9 мая 2012 г.. Получено 4 марта 2012.
  8. ^ а б Сингх, Бикрам Джит (2014). RSM: ключ к оптимизации обработки: оптимизация многорежимной токарной обработки с ЧПУ с использованием сплава Al-7020. Якорное академическое издательство (aap_verlag). ISBN  978-3-95489-209-9.
  9. ^ Hihara, Lloyd H .; Адлер, Ральф П.И.; Латанисион, Рональд М. (2013). Экологическая деградация современных и традиционных инженерных материалов. CRC Press. ISBN  978-1-4398-1927-2.
  10. ^ а б c d е ж грамм час я Франк, У.Б. (2009). «Алюминий». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a01_459.pub2. ISBN  978-3-527-30673-2.
  11. ^ а б МАГАТЭ - Секция ядерных данных (2017). «Livechart - Таблица нуклидов - Данные о структуре и распаде ядра». www-nds.iaea.org. Международное агентство по атомной энергии. Получено 31 марта 2017.
  12. ^ а б c d е ж Гринвуд и Эрншоу 1997 С. 242–252.
  13. ^ «Алюминий». Комиссия по изотопному содержанию и атомным весам. Получено 20 октября 2020.
  14. ^ Дикин, А.П. (2005). "На месте Космогенные изотопы ». Геология радиогенных изотопов. Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-53017-0. Архивировано из оригинал 6 декабря 2008 г.. Получено 16 июля 2008.
  15. ^ Додд, Р. (1986). Грозовые камни и падающие звезды. Издательство Гарвардского университета. стр.89 –90. ISBN  978-0-674-89137-1.
  16. ^ Дин 1999, п. 4.2.
  17. ^ Дин 1999, п. 4.6.
  18. ^ Дин 1999, п. 4.29.
  19. ^ а б Дин 1999, п. 4.30.
  20. ^ а б Энгхаг, Пер (2008). Энциклопедия элементов: Технические данные - История - Обработка - Применение. Джон Вили и сыновья. С. 139, 819, 949. ISBN  978-3-527-61234-5.
  21. ^ а б c Гринвуд и Эрншоу, стр. 222–4.
  22. ^ «Сверхпрочная фольга». Reynolds Кухни. Получено 20 сентября 2020.
  23. ^ Поццобон, В .; Levasseur, W .; До, Х.-В .; и другие. (2020). «Бытовые измерения отражательной способности матовой и светлой стороны алюминиевой фольги: применение в конструкции концентратора света фотобиореактора». Отчеты по биотехнологии. 25: e00399. Дои:10.1016 / j.btre.2019.e00399. ЧВК  6906702. PMID  31867227.
  24. ^ Craig, W .; Леонард, А. (2019). Производство и технологии. Электронные научные ресурсы. п. 215. ISBN  978-1-83947-242-8.
  25. ^ Лиде 2004, п. 4-3.
  26. ^ Пухта, Ральф (2011). «Более яркий бериллий». Химия природы. 3 (5): 416. Bibcode:2011НатЧ ... 3..416П. Дои:10.1038 / nchem.1033. PMID  21505503.
  27. ^ Дэвис 1999, стр. 1–3.
  28. ^ Дэвис 1999, п. 2.
  29. ^ а б Polmear, I.J. (1995). Легкие сплавы: металлургия легких металлов (3-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0-340-63207-9.
  30. ^ а б c Кардарелли, Франсуа (2008). Справочник по материалам: краткий справочник на рабочем столе (2-е изд.). Лондон: Спрингер. С. 158–163. ISBN  978-1-84628-669-8. OCLC  261324602.
  31. ^ а б Дэвис 1999, п. 4.
  32. ^ Дэвис 1999, стр. 2–3.
  33. ^ Cochran, J.F .; Мапотер, Д. (1958). «Сверхпроводящий переход в алюминии». Физический обзор. 111 (1): 132–142. Bibcode:1958ПхРв..111..132С. Дои:10.1103 / PhysRev.111.132.
  34. ^ Шмитц 2006, п. 6.
  35. ^ Шмитц 2006, п. 161.
  36. ^ а б c d е ж грамм час я Гринвуд и Эрншоу 1997 С. 224–227.
  37. ^ Гринвуд и Эрншоу 1997 С. 112–113.
  38. ^ Король 1995, п. 241.
  39. ^ Король 1995 С. 235–236.
  40. ^ Хэтч, Джон Э. (1984). Алюминий: свойства и металловедение. Алюминиевая ассоциация. Американское общество металлов. Парк металлов, Огайо: Американское общество металлов. п. 242. ISBN  978-1-61503-169-6. OCLC  759213422.
  41. ^ Варгель, Кристиан (2004 г.) [французское издание опубликовано в 1999 г.]. Коррозия алюминия. Эльзевир. ISBN  978-0-08-044495-6. В архиве из оригинала 21 мая 2016 г.
  42. ^ Маклауд, Х.А. (2001). Тонкопленочные оптические фильтры. CRC Press. п. 158159. ISBN  978-0-7503-0688-1.
  43. ^ а б Бил, Рой Э. (1999). Тестирование охлаждающей жидкости двигателя: четвертый том. ASTM International. п. 90. ISBN  978-0-8031-2610-7. В архиве из оригинала от 24 апреля 2016 г.
  44. ^ *Baes, C.F .; Месмер, Р. (1986) [1976]. Гидролиз катионов. Малабар, Флорида: Роберт Э. Кригер. ISBN  978-0-89874-892-5.
  45. ^ а б c d е ж Гринвуд и Эрншоу 1997 С. 233–237.
  46. ^ Исто, Николас; Уолш, Валентин; Чаплин, Трейси; Сиддалл, Рут (2008). Сборник пигментов. Рутледж. ISBN  978-1-136-37393-0.
  47. ^ Роско, Генри Энфилд; Шорлеммер, Карл (1913). Трактат по химии. Макмиллан.
  48. ^ а б Гринвуд и Эрншоу 1997 С. 252–257.
  49. ^ Даунс, А. Дж. (1993). Химия алюминия, галлия, индия и таллия. Springer Science & Business Media. п. 218. ISBN  978-0-7514-0103-5.
  50. ^ Dohmeier, C .; Loos, D .; Шнёкель, Х. (1996). «Соединения алюминия (I) и галлия (I): синтезы, структуры и реакции». Angewandte Chemie International Edition. 35 (2): 129–149. Дои:10.1002 / anie.199601291.
  51. ^ Тайт, округ Колумбия (1964). «Система красных (B2Π – A2σ) полос монооксида алюминия». Природа. 202 (4930): 383–384. Bibcode:1964Натура.202..383Т. Дои:10.1038 / 202383a0. S2CID  4163250.
  52. ^ Merrill, P.W .; Deutsch, A.J .; Кинан, П. (1962). «Спектры поглощения переменных Mira M-типа». Астрофизический журнал. 136: 21. Bibcode:1962ApJ ... 136 ... 21M. Дои:10.1086/147348.
  53. ^ Уль, В. (2004). «Элементоорганические соединения, содержащие одинарные связи Al – Al, Ga – Ga, In – In и Tl – Tl». Элементоорганические соединения, содержащие одинарные связи Al – Al, Ga – Ga, In – In и Tl – Tl.. Успехи металлоорганической химии. 51. С. 53–108. Дои:10.1016 / S0065-3055 (03) 51002-4. ISBN  978-0-12-031151-4.
  54. ^ Эльшенбройх, К. (2006). Металлоорганические соединения. Wiley-VCH. ISBN  978-3-527-29390-2.
  55. ^ а б Гринвуд и Эрншоу 1997 С. 257–67.
  56. ^ Смит, Мартин Б. (1970). «Мономер-димерные равновесия жидких алкилов алюминия». Журнал металлоорганической химии. 22 (2): 273–281. Дои:10.1016 / S0022-328X (00) 86043-X.
  57. ^ а б Гринвуд и Эрншоу 1997 С. 227–232.
  58. ^ а б Лоддерс, К. (2003). "Изобилие в Солнечной системе и температуры конденсации элементов" (PDF). Астрофизический журнал. 591 (2): 1220–1247. Bibcode:2003ApJ ... 591.1220L. Дои:10.1086/375492. ISSN  0004-637X.
  59. ^ а б c d е Клейтон, Д. (2003). Справочник изотопов в космосе: от водорода до галлия. Лейден: Издательство Кембриджского университета. С. 129–137. ISBN  978-0-511-67305-4. OCLC  609856530.
  60. ^ Уильям Ф. Макдонаф Состав Земли. quake.mit.edu, заархивированный системой Internet Archive Wayback Machine.
  61. ^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 217–9.
  62. ^ Wade, K .; Банистер, А.Дж. (2016). Химия алюминия, галлия, индия и таллия: комплексная неорганическая химия. Эльзевир. п. 1049. ISBN  978-1-4831-5322-3.
  63. ^ Palme, H .; О'Нил, Хью Ст. С. (2005). «Космохимические оценки состава мантии» (PDF). В Карлсоне, Ричард В. (ред.). Мантия и ядро. Elseiver. п. 14.
  64. ^ Даунс, А.Дж. (1993). Химия алюминия, галлия, индия и таллия. Springer Science & Business Media. ISBN  978-0-7514-0103-5.
  65. ^ Коц, Джон С .; Treichel, Paul M .; Таунсенд, Джон (2012). Химия и химическая реакционная способность. Cengage Learning. п. 300. ISBN  978-1-133-42007-1.
  66. ^ Бартельми, Д. «Минеральные данные алюминия». База данных минералогии. В архиве из оригинала от 4 июля 2008 г.. Получено 9 июля 2008.
  67. ^ Chen, Z .; Хуанг, Чи-Юэ; Чжао, Мэйсюнь; Ян, Вэнь; Цзянь, Чжи-Вэй; Чен, Мухонг; Ян, Хуапин; Мачияма, Хидеаки; Лин, Солвуд (2011). «Характеристики и возможное происхождение самородного алюминия в холодных просачивающихся отложениях северо-востока Южно-Китайского моря». Журнал азиатских наук о Земле. 40 (1): 363–370. Bibcode:2011JAESc..40..363C. Дои:10.1016 / j.jseaes.2010.06.006.
  68. ^ Guilbert, J.F .; Парк, К.Ф. (1986). Геология рудных месторождений. W.H. Фримен. С. 774–795. ISBN  978-0-7167-1456-9.
  69. ^ Геологическая служба США (2018). «Бокситы и глинозем» (PDF). Обзоры минерального сырья. Получено 17 июн 2018.
  70. ^ а б Дроздов 2007, п. 12.
  71. ^ Клэпхэм, Джон Гарольд; Власть, Эйлин Эдна (1941). Кембриджская экономическая история Европы: от упадка Римской империи. CUP Архив. п. 207. ISBN  978-0-521-08710-0.
  72. ^ Дроздов 2007, п. 16.
  73. ^ Сеттон, Кеннет М. (1976). Папство и Левант: 1204-1571 гг. 1 Тринадцатый и четырнадцатый века. Американское философское общество. ISBN  978-0-87169-127-9. OCLC  165383496.
  74. ^ Дроздов 2007, п. 25.
  75. ^ Недели, Мэри Эльвира (1968). Открытие элементов. 1 (7-е изд.). Журнал химического образования. п. 187.
  76. ^ а б Ричардс 1896, п. 2.
  77. ^ Ричардс 1896, п. 3.
  78. ^ Орстед, Х. К. (1825 г.). Право собственности на Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs Forhanlingar og dets Medlemmerz Arbeider, с 31 мая 1824 г. по 31 мая 1825 г. [Обзор заседаний Датского королевского научного общества и работы его членов с 31 мая 1824 г. по 31 мая 1825 г.] (на датском). С. 15–16.
  79. ^ Королевская датская академия наук и литературы (1827). Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs Философские и исторические афхандлинги [Философские и исторические диссертации Королевского датского научного общества] (на датском). Попп. стр. xxv – xxvi.
  80. ^ а б Вёлер, Фридрих (1827). «Ueber das Aluminium». Annalen der Physik und Chemie. 2. 11 (9): 146–161. Bibcode:1828AnP .... 87..146Вт. Дои:10.1002 / andp.18270870912.
  81. ^ Дроздов 2007, п. 36.
  82. ^ Фонтани, Марко; Коста, Мариагразия; Орна, Мэри Вирджиния (2014). Утраченные элементы: теневая сторона Периодической таблицы. Издательство Оксфордского университета. п. 30. ISBN  978-0-19-938334-4.
  83. ^ а б Венецкий, С. (1969). "'Серебро из глины ». Металлург. 13 (7): 451–453. Дои:10.1007 / BF00741130. S2CID  137541986.
  84. ^ а б Дроздов 2007, п. 38.
  85. ^ Холмс, Гарри Н. (1936). «Пятьдесят лет промышленного алюминия». Ежемесячный научный журнал. 42 (3): 236–239. Bibcode:1936SciMo..42..236H. JSTOR  15938.
  86. ^ Дроздов 2007, п. 39.
  87. ^ Сент-Клер Девиль, Е. (1859 г.). De l'aluminium, ses propriétés, sa изготовление. Париж: Малле-Башелье. В архиве с оригинала от 30 апреля 2016 г.
  88. ^ Дроздов 2007, п. 46.
  89. ^ Дроздов 2007 С. 55–61.
  90. ^ Дроздов 2007, п. 74.
  91. ^ а б c «История алюминия». Все об алюминии. Получено 7 ноября 2017.
  92. ^ Дроздов 2007 С. 64–69.
  93. ^ Ингулстад, Матс (2012). "'Мы хотим алюминия, без оправданий »: отношения бизнеса и правительства в американской алюминиевой промышленности, 1917–1957". В Ингулстаде, Матс; Frøland, Hans Otto (ред.). От войны к благосостоянию: отношения бизнеса и правительства в алюминиевой промышленности. Tapir Academic Press. С. 33–68. ISBN  978-82-321-0049-1.
  94. ^ Дроздов 2007 С. 69–70.
  95. ^ Дроздов 2007 С. 165–166.
  96. ^ Дроздов 2007, п. 85.
  97. ^ Дроздов 2007, п. 135.
  98. ^ а б c «Алюминий». Историческая статистика минерального сырья в Соединенных Штатах (Отчет). Геологическая служба США. 2017. Получено 9 ноября 2017.
  99. ^ Наппи 2013, п. 9.
  100. ^ Наппи 2013 С. 9–10.
  101. ^ Наппи 2013, п. 10.
  102. ^ Наппи 2013 С. 14–15.
  103. ^ Наппи 2013, п. 17.
  104. ^ Наппи 2013, п. 20.
  105. ^ Наппи 2013, п. 22.
  106. ^ Наппи 2013, п. 23.
  107. ^ Харпер, Дуглас. "Квасцы". Интернет-словарь этимологии. Получено 13 ноября 2017.
  108. ^ Покорный, Юлий (1959). "alu- (-d-, -t-)". Indogermanisches etymologisches Wörterbuch [Индоевропейский этимологический словарь] (на немецком). A. Francke Verlag. С. 33–34.
  109. ^ Дэви, Хамфри (1808). «Электрохимические исследования разложения Земли; с наблюдениями за металлами, полученными из щелочных земель, и за амальгамой, полученной из аммиака». Философские труды Королевского общества. 98: 353. Bibcode:1808РСПТ ... 98..333Д. Дои:10.1098 / рстл.1808.0023. Получено 10 декабря 2009.
  110. ^ Ричардс 1896, стр. 3–4.
  111. ^ «Философские труды Лондонского королевского общества. За 1810 год. - Часть I». The Critical Review: Или, Анналы литературы. Третий. XXII: 9. Январь 1811 г. HDL:2027 / chi.36013662.

    Калий, действуя на алюминий и глюцин, производит пирофорные вещества темно-серого цвета, которые горят, выделяя блестящие искры и оставляя щелочь и землю, и которые, будучи брошенными в воду, разлагают их с большой силой. Результат этого эксперимента не является полностью решающим в отношении существования того, что можно было бы назвать алюминий и глюциний

  112. ^ Дэви, Хамфри (1812). «Из металлов; их первичный состав с другими несоставными телами и друг с другом». Элементы химической философии: Часть 1. 1. Брэдфорд и Инскип. п. 201.
  113. ^ а б c Пауэлл, Майк (2015). Амглиш: две нации, разделенные общим языком. [Пеннсаукен, Нью-Джерси]: BookBaby. п. 138. ISBN  978-1-63192-720-1. OCLC  913137419.
  114. ^ "-ium, суффикс". Оксфордский словарь английского языка (Интернет-ред.). Oxford University Press. Получено 8 августа 2020. (Подписка или членство участвующего учреждения требуется.)
  115. ^ Катмор, Джонатан (февраль 2005 г.). «Архив ежеквартальных обзоров». Романтические кружки. Университет Мэриленда. В архиве из оригинала на 1 марта 2017 г.. Получено 28 февраля 2017.
  116. ^ Янг, Томас (1812). Элементы химической философии сэра Хэмфри Дэви. Ежеквартальный обзор. VIII. п. 72. ISBN  978-0-217-88947-6. 210. Получено 10 декабря 2009.
  117. ^ а б Куинион, Майкл (2005). Порт наружу, правый борт домой: увлекательные истории, которые мы рассказываем о словах, которые мы используем. Penguin Books Limited. С. 23–24. ISBN  978-0-14-190904-2.
  118. ^ Ричардс 1896, п. 4.
  119. ^ Вебстер, Ной (1828). «алюминий». Американский словарь английского языка. Получено 13 ноября 2017.
  120. ^ а б «Алюминий против алюминия». Spectra Aluminium Products. Получено 13 ноября 2017.
  121. ^ а б c Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я. ОУП Оксфорд. С. 24–30. ISBN  978-0-19-960563-7.
  122. ^ Коннелли, Нил Дж .; Дамхус, Туре, ред. (2005). Номенклатура неорганической химии. Рекомендации ИЮПАК 2005 г. (PDF). RSC Publishing. п. 249. ISBN  978-0-85404-438-2. Архивировано из оригинал (PDF) 22 декабря 2014 г.
  123. ^ «Стандартные атомные веса пересмотрены» (PDF). Chemistry International. 35 (6): 17–18. ISSN  0193-6484. Архивировано из оригинал (PDF) 11 февраля 2014 г.
  124. ^ а б c Brown, T.J .; Idoine, N.E .; Raycraft, E.R .; и другие. (2018). Мировая добыча полезных ископаемых: 2012–2016 гг.. Британская геологическая служба. ISBN  978-0-85272-882-6.
  125. ^ Браун, T.J. (2009). Мировая добыча полезных ископаемых 2003–2007 гг.. Британская геологическая служба.
  126. ^ «Топ-10 крупнейших алюминиевых заводов в мире». Персидский залив. 2013. Получено 25 июн 2018.
  127. ^ Graedel, T.E .; и другие. (2010). Запасы металлов в обществе - научный синтез (PDF) (Отчет). Международная панель ресурсов. п. 17. ISBN  978-92-807-3082-1. Получено 18 апреля 2017.
  128. ^ а б c d е Хадсон, Л. Кейт; Мишра, Чанакья; Перротта, Энтони Дж .; и другие. (2005). «Оксид алюминия». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Wiley-VCH.
  129. ^ Totten, G.E .; Маккензи, Д.С. (2003). Справочник по алюминию. Марсель Деккер. п. 40. ISBN  978-0-8247-4843-2. В архиве из оригинала 15 июня 2016 г.
  130. ^ Шлезингер, Марк (2006). Переработка алюминия. CRC Press. п. 248. ISBN  978-0-8493-9662-5.
  131. ^ «Преимущества вторичной переработки». Департамент природных ресурсов Огайо. Архивировано из оригинал 24 июня 2003 г.
  132. ^ «Теоретические / передовые методы использования энергии при литье металлов» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 31 октября 2013 г.. Получено 28 октября 2013.
  133. ^ «Почему вызывают беспокойство окалина и соленый пирог?». www.experts123.com. В архиве из оригинала 14 ноября 2012 г.
  134. ^ Данстер, A.M .; и другие. (2005). «Дополнительные преимущества использования новых потоков промышленных отходов в качестве вторичных заполнителей как в бетоне, так и в асфальте» (PDF). Программа действий по отходам и ресурсам. Архивировано из оригинал 2 апреля 2010 г.
  135. ^ «Алюминий». Британская энциклопедия. В архиве из оригинала 12 марта 2012 г.. Получено 6 марта 2012.
  136. ^ Миллберг, Л. "Алюминиевая фольга". Как производятся продукты. В архиве из оригинала 13 июля 2007 г.. Получено 11 августа 2007.
  137. ^ Lyle, J.P .; Granger, D.A .; Сандерс, Р. (2005). «Алюминиевые сплавы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a01_481. ISBN  978-3-527-30673-2.
  138. ^ Дэвис 1999 С. 17–24.
  139. ^ Ламли, Роджер (2010). Основы металлургии алюминия: производство, обработка и применение. Elsevier Science. п. 42. ISBN  978-0-85709-025-6.
  140. ^ Мортенсен, Андреас (2006). Краткая энциклопедия композитных материалов. Эльзевир. п. 281. ISBN  978-0-08-052462-7.
  141. ^ Керамическое общество Японии (2012). Передовые керамические технологии и продукты. Springer Science & Business Media. п. 541. ISBN  978-4-431-54108-0.
  142. ^ Слессер, Малькольм (1988). Словарь Энергии. Palgrave Macmillan UK. п. 138. ISBN  978-1-349-19476-6.
  143. ^ Supp, Эмиль (2013). Как производить метанол из угля. Springer Science & Business Media. С. 164–165. ISBN  978-3-662-00895-9.
  144. ^ Эртль, Герхард; Knözinger, Helmut; Вайткамп, Йенс (2008). Приготовление твердых катализаторов.. Джон Вили и сыновья. п. 80. ISBN  978-3-527-62068-5.
  145. ^ Armarego, W.L.F .; Чай, Кристина (2009). Очистка лабораторных химикатов. Баттерворт-Хайнеманн. С. 73, 109, 116, 155. ISBN  978-0-08-087824-9.
  146. ^ а б c d е ж грамм час Гельмбольдт О. (2007). «Соединения алюминия неорганические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайли-ВЧ. Дои:10.1002 / 14356007.a01_527.pub2. ISBN  978-3-527-30673-2.
  147. ^ Всемирная организация здоровья (2009). Стюарт М.С., Куимци М., Хилл С.Р. (ред.). Типовой формуляр ВОЗ 2008 г.. Всемирная организация здоровья. HDL:10665/44053. ISBN  9789241547659.
  148. ^ Профессиональное кожное заболевание. Grune & Stratton. 1983 г. ISBN  978-0-8089-1494-5.
  149. ^ Гэлбрейт, А; Баллок, S; Manias, E; Хант, B; Ричардс, А (1999). Основы фармакологии: текст для медсестер и медицинских работников. Харлоу: Пирсон. п. 482.
  150. ^ Папич, Марк Г. (2007). «Гидроксид алюминия и карбонат алюминия». Справочник Сондерса по ветеринарным препаратам (2-е изд.). Сент-Луис, Миссури: Сондерс / Эльзевир. С. 15–16. ISBN  978-1-4160-2888-8.
  151. ^ Браун, Х. (1951). «Восстановления алюмогидридом лития». Органические реакции. 6. п. 469. Дои:10.1002 / 0471264180.or006.10. ISBN  978-0-471-26418-7. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  152. ^ Gerrans, G.C .; Хартманн-Петерсен, П. (2007). «Литий-алюминиевый гидрид». Энциклопедия науки и технологий Sasol. Новые книги Африки. п. 143. ISBN  978-1-86928-384-1.
  153. ^ М. Витт; H.W. Роэски (2000). «Алюминиево-органохимия на переднем крае исследований и разработок» (PDF). Curr. Наука. 78 (4): 410. Архивировано с оригинал (PDF) 6 октября 2014 г.
  154. ^ А. Андресен; Х. Г. Кордес; Дж. Хервиг; В. Каминский; А. Мерк; Р. Мотвейлер; J. Pein; Х. Синн; Х. Дж. Фоллмер (1976). "Безгалогенные растворимые катализаторы Циглера для полимеризации этилена". Энгью. Chem. Int. Эд. 15 (10): 630–632. Дои:10.1002 / anie.197606301.
  155. ^ Аас, Эйстейн; Клеметсен, Андерс; Эйнум, Сигурд; и другие. (2011). Экология атлантического лосося. Джон Вили и сыновья. п. 240. ISBN  978-1-4443-4819-4.
  156. ^ Сингх, Манмохан (2007). Адъюванты вакцин и системы доставки. Джон Вили и сыновья. С. 81–109. ISBN  978-0-470-13492-4.
  157. ^ а б Эксли, К. (2013). «Воздействие алюминия на человека». Экологическая наука: процессы и воздействия. 15 (10): 1807–1816. Дои:10.1039 / C3EM00374D. PMID  23982047.
  158. ^ «Экологические приложения. Часть I. Общие формы элементов в воде». Университет Западного Орегона. Университет Западного Орегона. Получено 30 сентября 2019.
  159. ^ а б c d е ж грамм час Долара, Пьеро (21 июля 2014 г.). «Возникновение, воздействие, эффекты, рекомендуемое потребление и возможное употребление в пищу выбранных следовых соединений (алюминия, висмута, кобальта, золота, лития, никеля, серебра)». Международный журнал пищевых наук и питания. 65 (8): 911–924. Дои:10.3109/09637486.2014.937801. ISSN  1465-3478. PMID  25045935. S2CID  43779869.
  160. ^ Физиология алюминия в человеке. Алюминий и здоровье. CRC Press. 1988. стр. 90. ISBN  0-8247-8026-4. Архивировано из оригинал 19 мая 2016 г.
  161. ^ «ATSDR - Заявление о здоровье населения: алюминий». www.atsdr.cdc.gov. Получено 18 июля 2018.
  162. ^ «Маловероятно, что инцидент, связанный с загрязнением воды в Нижнем Море, привел к долгосрочным последствиям для здоровья» (PDF). Комитет по токсичности химических веществ в пищевых продуктах, потребительских товарах и окружающей среде. 18 апреля 2013 г.
  163. ^ https://www.researchgate.net/publication/49682395_Aluminium_and_Alzheimer's_Disease_After_a_Century_of_Controversy_Is_there_a_Plausible_Link
  164. ^ «Алюминий и слабоумие: есть ли связь?». Общество Альцгеймера, Канада. 24 августа 2018.
  165. ^ Сантибаньес, Мигель; Болумар, Франсиско; Гарсия, Ана М (2007). «Факторы профессионального риска при болезни Альцгеймера: обзор, оценивающий качество опубликованных эпидемиологических исследований». Медицина труда и окружающей среды. 64 (11): 723–732. Дои:10.1136 / oem.2006.028209. ISSN  1351-0711. ЧВК  2078415. PMID  17525096.
  166. ^ Дарбре, П. (2006). «Металлоэстрогены: новый класс неорганических ксеноэстрогенов с потенциалом увеличения эстрогенного бремени груди человека». Журнал прикладной токсикологии. 26 (3): 191–197. Дои:10.1002 / jat.1135. PMID  16489580. S2CID  26291680.
  167. ^ Бэнкс, W.A .; Кастин, А. (1989). «Алюминий-индуцированная нейротоксичность: изменения мембранной функции гематоэнцефалического барьера». Neurosci Biobehav Rev. 13 (1): 47–53. Дои:10.1016 / S0149-7634 (89) 80051-X. PMID  2671833. S2CID  46507895.
  168. ^ Бингхэм, Юла; Корссен, Барбара (2012). Токсикология Пэтти, набор из 6 томов. Джон Вили и сыновья. п. 244. ISBN  978-0-470-41081-3.
  169. ^ «Симптомы и диагностика аллергии на алюминий». Allergy-symptoms.org. 20 сентября 2016 г.. Получено 23 июля 2018.
  170. ^ аль-Масалхи, А .; Уолтон, С.П. (1994). «Легочный фиброз и профессиональное воздействие алюминия». Журнал Медицинской ассоциации Кентукки. 92 (2): 59–61. ISSN  0023-0294. PMID  8163901.
  171. ^ "CDC - Карманный справочник NIOSH по химической опасности - алюминий". www.cdc.gov. В архиве с оригинала 30 мая 2015 г.. Получено 11 июн 2015.
  172. ^ «CDC - Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям - Алюминий (пиропорошки и сварочные пары, такие как Al)». www.cdc.gov. В архиве с оригинала 30 мая 2015 г.. Получено 11 июн 2015.
  173. ^ Yokel R.A .; Hicks C.L .; Флоренс Р.Л. (2008). «Биодоступность алюминия из основного натрия фосфата алюминия, одобренного эмульгатора пищевой добавки, включенного в сыр». Пищевая и химическая токсикология. 46 (6): 2261–2266. Дои:10.1016 / j.fct.2008.03.004. ЧВК  2449821. PMID  18436363.
  174. ^ Министерство здравоохранения и социальных служб США (1999). Токсикологический профиль для алюминия (PDF) (Отчет). Получено 3 августа 2018.
  175. ^ а б c d «Алюминий». Совет по экологической грамотности. Получено 29 июля 2018.
  176. ^ Чен, Дженнифер К .; Тиссен, Джейкоб П. (2018). Аллергия на металлы: от дерматита до отказа имплантата и устройства. Springer. п. 333. ISBN  978-3-319-58503-1.
  177. ^ Сланина, П .; Французский, W .; Ekström, L.G .; Lööf, L .; Slorach, S .; Седергрен, А. (1986). «Пищевая лимонная кислота увеличивает абсорбцию алюминия в антацидах». Клиническая химия. 32 (3): 539–541. Дои:10.1093 / Clinchem / 32.3.539. PMID  3948402.
  178. ^ Ван Гинкель, М.Ф .; Van Der Voet, G.B .; D'haese, P.C .; De Broe, M.E .; Де Вольф, Ф.А. (1993). «Влияние лимонной кислоты и мальтола на накопление алюминия в головном мозге и костях крыс». Журнал лабораторной и клинической медицины. 121 (3): 453–460. PMID  8445293.
  179. ^ а б «ARL: токсичность алюминия». www.arltma.com. Получено 24 июля 2018.
  180. ^ Токсичность алюминия В архиве 3 февраля 2014 г. Wayback Machine из Медицинский центр NYU Langone. Последний раз отзыв был сделан в ноябре 2012 г. доктором медицинских наук Игорем Пузановым.
  181. ^ а б «ATSDR - Заявление о здоровье населения: алюминий». www.atsdr.cdc.gov. Получено 28 июля 2018.
  182. ^ а б c Росселанд, Б.О .; Eldhuset, T.D .; Staurnes, М. (1990). «Воздействие алюминия на окружающую среду». Геохимия окружающей среды и здоровье. 12 (1–2): 17–27. Дои:10.1007 / BF01734045. ISSN  0269-4042. PMID  24202562. S2CID  23714684.
  183. ^ Бельмонте Перейра, Лучиана; Направленный Табальди, Лучиана; Фаббрин Гонсалвеш, Джамиль; Юкоски, Глэдис Оливейра; Паулетто, Марени Мария; Нардин Вайс, Симона; Тексейра Николозо, Фернандо; Брат, Дениз; Батиста Тейшейра Роша, Жуан; Хитолина Шетингер, Мария Роза Хитолина (2006). «Влияние алюминия на дегидратазу δ-аминолевулиновой кислоты (ALA-D) и развитие огурца (Cucumis sativus)". Экологическая и экспериментальная ботаника. 57 (1–2): 106–115. Дои:10.1016 / j.envexpbot.2005.05.004.
  184. ^ Андерссон, Мод (1988). «Токсичность и толерантность алюминия к сосудистым растениям». Загрязнение воды, воздуха и почвы. 39 (3–4): 439–462. Дои:10.1007 / BF00279487 (неактивно с 1 октября 2020 г.).CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на октябрь 2020 г. (связь)
  185. ^ Хорст, Уолтер Дж. (1995). «Роль апопласта в алюминиевой токсичности и устойчивости высших растений: обзор». Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde. 158 (5): 419–428. Дои:10.1002 / jpln.19951580503.
  186. ^ Ма, Цзянь Фэн; Ryan, P.R .; Делхайз, Э. (2001). «Толерантность к алюминию в растениях и комплексообразующая роль органических кислот». Тенденции в растениеводстве. 6 (6): 273–278. Дои:10.1016 / S1360-1385 (01) 01961-6. PMID  11378470.
  187. ^ Magalhaes, J.V .; Garvin, D.F .; Wang, Y .; Sorrells, M.E .; Klein, P.E .; Schaffert, R.E .; Li, L .; Кочян, Л. (2004). «Сравнительное картирование основного гена толерантности к алюминию в сорго и других видах Poaceae». Генетика. 167 (4): 1905–1914. Дои:10.1534 / генетика.103.023580. ЧВК  1471010. PMID  15342528.
  188. ^ «Грибок ест компакт-диски». BBC. 22 июня 2001 г. В архиве из оригинала от 12 декабря 2013 г.
  189. ^ Босх, Ксавьер (27 июня 2001 г.). «Грибок ест компакт-диск». Природа. Дои:10.1038 / news010628-11. В архиве с оригинала 31 декабря 2010 г.
  190. ^ Sheridan, J.E .; Нельсон, Ян; Тан, Ю.Л. "Исследования" керосинового грибка " Cladosporium resinae (Линдау) Де Фрис: Часть I. Проблема микробного загрязнения авиационного топлива ». Туатара. 19 (1): 29. В архиве из оригинала от 13 декабря 2013 г.
  191. ^ «Загрязнение топливной системы и голодание». Duncan Aviation. 2011. Архивировано с оригинал 25 февраля 2015 г.

Библиография

дальнейшее чтение

  • Мими Шеллер, Алюминиевая мечта: свет современности. Кембридж, Массачусетс: Massachusetts Institute of Technology Press, 2014.

внешняя ссылка