Ιδιότητες της Αλουμίνας

Το οξείδιο του αργιλίου, επίσης γνωστό ως  αλουμίνα, είναι ένα χημικό οξείδιο του αλουμινίου και του οξυγόνου. Το σύμβολο για το οξείδιο του αλουμινίου είναι Al2O3. Το οξείδιο του αργιλίου μπορεί να βρεθεί σε άλλα φυσικά ορυκτά όπως ο βωξίτης και το κορούνδιο, με το τελευταίο να είναι ο κρυσταλλικός τύπος οξειδίου του αλουμινίου που χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία. Το οξείδιο του αργιλίου συνήθως περιγράφεται ως λευκό, άμορφο, μη λειαντικό υλικό. Έχει επίσης εφαρμογές σε χημικές και βιομηχανικές βιομηχανίες.

Ιδιότητες της αλουμίνας (οξείδιο του αλουμινίου)

Οι πέντε βασικές ιδιότητες της αλουμίνας είναι οι εξής:

• Το σημείο βρασμού του εκφράζεται στους 2977°C.
• Όταν οι μηχανικοί σχεδιάζουν εξαρτήματα αλουμίνας, το κύριο μέλημά τους είναι η αντοχή της αλουμίνας. Η ανάσυρση στο σημείο ρωγμής βοηθά στη διάλυση της αντοχής της θραύσης στα μέταλλα, ενώ τα εξαρτήματα αλουμίνας μπορεί να αποτύχουν πριν αντικατασταθεί το πλαστικό στην περιοχή στερεάς πίεσης, συμπεριλαμβανομένων ρωγμών ή εγκοπών, εσωτερικών σφαλμάτων ή σε περιπτώσεις θερμικών κραδασμών – που είναι μια από τις πιο σημαντικές ιδιότητες της αλουμίνας.
• Ο δείκτης οξειδίου του αλουμινίου παρέχεται ως Al2O3. Το μοριακό του βάρος υπολογίζεται σε 101,96 g / mol.
• Επιπλέον, δεδομένου ότι η πολυκρυσταλλική κεραμική περιέχει πολλά ελαττώματα που χαρακτηρίζονται από μεγάλη διασπορά σε μήκος και τυχαία περιοχή σε ένα σταθερό πλαίσιο, η σχέση μεταξύ της κατανομής πίεσης, της πιθανότητας αστοχίας και της ισχύος ισχύος πρέπει να να αντιμετωπιστεί σε μαθηματική βάση.
• Το σημείο τήξεώς του εισάγεται στους 2072°C.
• Η πυκνότητά του είναι 3,95 g / cm3.

Χημικός τύπος οξειδίου του αργιλίου

• Τα μέταλλα και τα κράματα παράγουν ιοντικούς-ομοιοπολικούς δεσμούς υπό φορτίο, ενώ το αλουμίνιο όχι.
• Η δομή του οξειδίου του αλουμινίου σχηματίζεται ενώ τα άτομα του αλουμινίου συνδυάζονται τακτικά με δύο άτομα οξυγόνου, για αυτό το λόγο, έχει τρία άτομα οξυγόνου.
• Η χαμηλή ηλεκτρική και θερμική ευελιξία του οφείλεται στους ισχυρούς χημικούς δεσμούς με την αλουμίνα, και ως αποτέλεσμα του υψηλής διαλυτού συστατικού, είναι δύσκολο να παραχθεί αλουμίνα με χύτευση, καθώς και η εξαιρετική σκληρότητα που είναι καθοριστικό χαρακτηριστικό αυτού του υφάσματος και κάνει την επεξεργασία δύσκολη και υψηλή σε αξία.

Δομή οξειδίου του αλουμινίου

• Οι ισχυροί χημικοί δεσμοί στην αλουμίνα είναι οι ρίζες πολλών από τα χαρακτηριστικά της – όπως η χαμηλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα – και η χύτευση αλουμίνας είναι αδύνατη λόγω του υψηλού σημείου τήξης και της υψηλής σκληρότητάς της , καθιστώντας δύσκολη και δαπανηρή τη μηχανή.
• Δύο άτομα οξυγόνου συνδέονται με κάθε άτομο αλουμινίου σε οξείδιο του αργιλίου για να σχηματίσουν τη δομή του, σχηματίζοντας μια ένωση που έχει τρία άτομα οξυγόνου.
• Η αλουμίνα είναι ένα ιοντικό-ομοιοπολικό στερεό που δεν κάμπτεται υπό φορτίο όπως τα περισσότερα μέταλλα και κράματα.

Χημικές ιδιότητες της αλουμίνας

Οι χημικές ιδιότητες ή οι χημικές αντιδράσεις του οξειδίου του αργιλίου είναι:-

• Το οξείδιο του αργιλίου αντιδρά με ζεστό και καθαρό υδροχλωρικό οξύ για να παράγει χλωριούχο αλουμίνιο και νερό, το τελικό προϊόν. Επειδή τα οξείδια του νατρίου και του μαγνησίου περιέχουν και τα δύο οξείδια ιόντων, παράγουν επίσης παρόμοιες αντιδράσεις. Εδώ, το οξείδιο του αλουμινίου λειτουργεί ως βάση.

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AICl 3 + 3H 2 O

• Σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 900°C–1100°C,  το οξείδιο του αργιλίου αντιδρά με το υδροξείδιο του νατρίου, δίνοντας αργιλικό νάτριο και νερό ως υποπροϊόν. Το οξείδιο του αργιλίου συμπεριφέρεται ως οξύ σε αυτή την αντίδραση. Η αντίδραση είναι η εξής: 

Al(OH) 3 + NaOH  →  NaAlO 2 + 2H 2 O

• Αντίδραση με θειικό οξύ

Τα οξείδια μετάλλων είναι γενικά βασικά στη φύση, ωστόσο, το οξείδιο του αλουμινίου είναι αμφοτερικό. Αυτή είναι μια αντίδραση εξουδετέρωσης. Επομένως, δρα ως οξύ και ως βάση, αλλά εδώ χρησιμοποιείται ως βάση.

 Al2O3 + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2O.

Ως αποτέλεσμα της εξουδετέρωσης, το οξείδιο του αργιλίου αντιδρά με το θειικό οξύ, με αποτέλεσμα το θειικό αλουμίνιο και το νερό. Το οξείδιο του αργιλίου δρα ως βάση σε αυτήν την αντίδραση.

Al 2 O 3 + H 2 SO 4 -> Αλ 2 (SO 4 ) 3 + H 2 Ο.

Χρήσεις οξειδίου του αλουμινίου

Ακολουθούν ορισμένες χρήσεις του οξειδίου του αλουμινίου, ενός μεταλλικού οξειδίου που βρίσκεται συνήθως στη φύση:

• Οι αλκοόλες αφυδατώνονται σε αλκένια με τη χρήση τους.

• Το υλικό χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό των ρευμάτων αερίου για τον διαχωρισμό του νερού από αυτά.
• Στη διαδικασία Claus, χρησιμοποιείται ως καταλύτης.
• Καθώς είναι ελαφρύ αλλά έχει καλή αντοχή, χρησιμοποιείται για αλεξίσφαιρα παράθυρα και θωράκιση σώματος. Το οξείδιο του αλουμινίου μπορεί επίσης να βρεθεί σε ιατρικές συσκευές.
• Το σκληρυμένο με ZrO2 Al2O3 (ZTA) είναι μια ένωση που περιλαμβάνει 20% όγκο μικροσκοπικού

Σωματίδια ZrO2 μήκους 1 μm ή μικρότερου σε μια πυκνή, παρόμοια μικροσκοπική μήτρα Al2O3. Παρόλο που τα αρχεία είναι περιορισμένα, μια δοκιμή τροποποίησης ισχίου δείχνει ότι ο ρυθμός διάσπασης των ζευγαριών που φέρουν ZTA – ZTA είναι χαμηλότερος από αυτόν των Al2O3 – Al2O3.

Συμπέρασμα

Το οξείδιο του αργιλίου μπορεί να βρεθεί σε άλλα φυσικά ορυκτά όπως ο βωξίτης και το κορούνδιο, με το τελευταίο να είναι ο κρυσταλλικός τύπος οξειδίου του αλουμινίου που χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία. Η αλουμίνα είναι ένα ιοντικό-ομοιοπολικό στερεό που δεν κάμπτεται υπό φορτίο όπως τα περισσότερα μέταλλα και κράματα. Δύο άτομα οξυγόνου συνδέονται με κάθε άτομο αλουμινίου σε οξείδιο του αργιλίου για να σχηματίσουν τη δομή του, σχηματίζοντας μια ένωση που έχει τρία άτομα οξυγόνου. Η αλουμίνα έχει μια πληθώρα χρήσεων και εφαρμογών, γεγονός που την καθιστά διαδεδομένη σε όλες σχεδόν τις παραγωγικές διαδικασίες και βιομηχανίες. Χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή καλλυντικών, χρωμάτων και μονωτών μπουζί.