Nhôm Oxide (Al 2 O 3): Cấu trúc hóa học, công dụng, tính chất
Ôxít nhôm (Al 2 O 3 có công thức hóa học), còn được gọi là alumina, nhôm oxit, corundum hoặc nhôm trioxide, là một oxit kim loại được tạo ra từ phản ứng giữa kim loại và oxy (O). Nó còn được gọi là oxit cơ bản, để dễ dàng tạo thành hydroxit khi chúng phản ứng với nước.
Điều này là do nhôm thuộc họ IIIA của bảng tuần hoàn có xu hướng tạo ra các electron ở mức năng lượng cuối cùng. Khuynh hướng này là do tính chất kim loại của nó và độ âm điện thấp (1, 61 trên thang Pauling), mang lại cho nó tính chất điện ly và biến nó thành cation.
Ngược lại, oxy là một phi kim loại và có độ âm điện cao hơn vì độ âm điện cao (3, 44 trên thang Pauling). Do đó, nó có xu hướng ổn định năng lượng điện tử ở cấp độ cuối cùng bằng cách chấp nhận các điện tử, khiến nó trở thành anion.
Các liên kết được hình thành là các liên kết mạnh, mang lại cho oxit nhôm sức mạnh lớn. Trong tự nhiên, nhôm không được tìm thấy ở dạng nguyên sinh như vàng, bạc, đồng, lưu huỳnh và carbon (kim cương).
Điều này có nghĩa là nhôm không được kết hợp với bất kỳ yếu tố nào khác; Kim loại này được trộn với các hợp chất tạo oxy như corundum hoặc emery, là những hợp chất có khả năng chịu mài mòn và mài mòn cao.
Công thức và cấu trúc hóa học
Công thức phân tử: Al 2 O 3
Tính chất vật lý
- Nó có sẵn trên thị trường dưới dạng bột trắng, không mùi và không độc hại.
- Là một hợp chất khoáng tương ứng với nhóm hematit. Nó là một vật liệu rất cứng có khả năng chống mòn cao, vì vậy nó được sử dụng làm vật liệu mài mòn.
- Nó dẫn điện dễ dàng và cũng là một chất dẫn nhiệt tốt.
- Nó có khả năng chống lại các phản ứng với axit và bazơ ở nhiệt độ cao.
- Nó có thể xuất hiện với các màu khác nhau: đỏ hoặc ruby (trong đó các ion nhôm đã được thay thế bằng Cr3 +), vàng, hồng, xanh sapphire, tím, xanh lá cây, xám và thậm chí không màu.
- Độ sáng của nó là thủy tinh thể hoặc adamantine (kim cương)
- Nó có một dải màu trắng rất tinh tế do độ cứng của nó.
- Độ cứng của nó trong thang đo Mohs là 9. Điều này có nghĩa là nó có thể làm trầy xước các khoáng chất khác có độ cứng thấp hơn nó; tuy nhiên, nó không thể làm trầy kim cương có độ cứng 10 trên cùng một tỷ lệ.
- Mật độ của nó là 3, 96 g / cm3
- Trọng lượng phân tử của nó (khối lượng mol) là 101, 96 g / mol.
- Điểm nóng chảy của nó là 2040 ° C.
- Điểm sôi của nó là 2977 ° C.
- Nó không hòa tan trong nước.
Tính chất hóa học
Ôxít nhôm không phản ứng với nước trừ khi nó có mặt của một bazơ mạnh.
Tuy nhiên, khi nó phản ứng với axit, nó hoạt động như thể nó là một bazơ:
Nó cũng cho thấy tính chất axit khi nó phản ứng với các bazơ:
Mặc dù nước không được hình thành trong phản ứng này, nó được coi là axit-bazơ vì Al 2 O 3 trung hòa NaOH. Do đó, Al 2 O 3 được phân loại là oxit lưỡng tính vì nó có cả tính chất axit và tính bazơ.
Trong sự hình thành của anken và xycloalken, một trong những hình thức được sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp và phòng thí nghiệm là thông qua sự mất nước của rượu.
Đối với điều này, hơi rượu được lưu thông qua một chất xúc tác nóng của alumina hoặc oxit nhôm (Al 2 O 3 ); trong trường hợp này, nó được coi là một axit Lewis.
Công dụng
- Alumina được sử dụng trong công nghiệp để thu được nhôm.
- Nó được sử dụng làm vật liệu gốm cho khả năng chống ăn mòn cao ở nhiệt độ cao và hao mòn.
- Nó được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt, đặc biệt là trong các tế bào điện phân.
- Nó có khả năng hấp thụ nước, làm cho nó phù hợp để sử dụng như một chất làm khô.
- Nó được sử dụng như một tác nhân xúc tác trong các phản ứng hóa học
- Do tính ổn định nhiệt cao, nó được sử dụng làm chất oxy hóa trong các phản ứng hóa học được thực hiện ở nhiệt độ cao.
- Ngăn chặn quá trình oxy hóa các cực âm và cực dương trong một tế bào điện phân.
- Vì độ cứng và sức đề kháng tuyệt vời của nó, nó được sử dụng trong nha khoa để chuẩn bị các miếng nha khoa.
- Nó là một chất cách điện tốt trong bugi của xe hoạt động với xăng.
- Nó được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy bóng để chuẩn bị gốm sứ và men.
- Do trọng lượng nhẹ, trong các quy trình kỹ thuật, nó được sử dụng để chế tạo máy bay.
- Vì điểm sôi cao, nó được sử dụng để làm dụng cụ nhà bếp như chảo rán và chảo chịu lửa.
- Nó được sử dụng trong các thiết bị của máy thí nghiệm nhiệt.
- Trong ngành công nghiệp điện tử, nó được sử dụng trong sản xuất các linh kiện thụ động để kết nối điện và sản xuất điện trở và tụ điện.
- Nó được sử dụng trong sản xuất chất độn để hàn.
- Nhôm oxit được sử dụng để phủ titan oxit (bột màu được sử dụng cho sơn và giấy nhựa). Điều này ngăn chặn các phản ứng giữa môi trường và loại sắc tố này, không bị phân hủy hoặc oxy hóa.
- Nó được sử dụng như một chất mài mòn trong kem đánh răng.
- Nó được sử dụng trong chạy thận nhân tạo.
- Là một chất phụ gia trong ngành công nghiệp thực phẩm, vì nó được sử dụng như một chất phân tán.
- Nó là một chất chống mồ hôi của chất khử mùi.
- Nhôm oxit đã được sử dụng làm vật liệu chỉnh hình. Bởi vì nó là một vật liệu trơ và xốp, nó làm cho nó phù hợp để sử dụng trong loại cấy ghép này. Những cấy ghép này cho phép tăng trưởng nguyên bào sợi, đó là lý do tại sao nguyên bào sợi và nguyên bào xương tăng sinh nhanh chóng trong vật liệu này.
- Cấy ghép sinh học được thực hiện với alumina. Nó nhẹ và có cấu trúc lỗ đồng đều liên kết với nhau rất tốt. Cấu trúc vi tinh thể mịn hơn bề mặt gồ ghề. Nó thể hiện ít bắt lửa hơn sau một thời gian hậu phẫu so với các vật liệu khác được sử dụng cho cấy ghép.
- Mảnh nhôm oxit tạo ra hiệu ứng phản chiếu bên trong sơn được sử dụng cho ô tô.
- Trong một số nhà máy lọc dầu, oxit nhôm được sử dụng để chuyển đổi khí độc của hydro sunfua thành lưu huỳnh nguyên tố.
- Dạng alumina được gọi là alumina hoạt hóa có lợi ích rất lớn trong việc xử lý nước thải như tầng ngậm nước do khả năng hấp thụ nhiều chất ô nhiễm gây hại cho môi trường, cũng như lọc chất thải hòa tan trong nước lớn hơn lỗ chân lông của tấm alumina.
