Hiện nay, nhôm là vật liệu quen thuộc và có thể dễ dàng bắt gặp trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. , xuất hiện mọi nơi trong căn nhà, từ những vật dụng nhỏ đến các yếu tố cấu thành nên nội thất và kiến trúc. Vậy nhôm là gì và ứng dụng của chúng ta sẽ cùng đi tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
NHÔM LÀ GÌ?
Nhôm (bắt nguồn từ tiếng Pháp: aluminium, phiên âm tiếng Việt là: a-luy-mi-nhôm) là 1 nguyên tố hóa học có trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Al, có số nguyên tử bằng 13. Nguyên tử khối bằng 27 đvC. Khối lượng riêng là 2,7 g/cm3. Nhiệt độ nóng chảy là 660oC. Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau ôxy và silic), và là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất. Nhôm chiếm khoảng 8% khối lớp rắn của Trái Đất. Kim loại nhôm hiếm phản ứng hóa học mạnh với các mẫu quặng và có mặt hạn chế trong các môi trường khử cực mạnh. Tuy vậy, nó vẫn được tìm thấy ở dạng hợp chất trong hơn 270 loại khoáng vật khác nhau. Quặng chính chứa nhôm là bô xít.
Nhôm là kim loại mềm thứ hai chỉ sau vàng, nhẹ, có màu trắng bạc ánh kim mờ. Vì khi để ngoài không khí nó sẽ rất nhanh chóng tạo thành một lớp mỏng oxi hóa. Nhôm có tỷ trọng riêng chỉ bằng một phần ba đồng hay sắt. Là kim loại dễ uốn thứ sáu và rất dễ dàng gia công. Kim loại nhôm có khả năng chống ăn mòn cao và rất bền vững do có lớp oxit bảo vệ. Nhôm là kim loại nhiều nhất trong vỏ Trái Đất và là nguyên tố nhiều thứ ba sau oxi và silic.
ĐẶC ĐIỂM CỦA NHÔM
Trong bảng tuần hoàn hóa học, nhôm ở vị trí số 13, chu kỳ 3 và thuộc nhóm IIIA. Đây là một chất thường thấy trong tự nhiên. Vậy ở trạng thái tự nhiên, nhôm thường ở những dạng nào và tính chất vật lý của nó ra sao?
Trạng thái tự nhiên của nhôm
Nhôm là kim loại thường thấy phía bên trong vỏ trái đất (chiếm khoảng 8%). Trong tự nhiên, nhôm thường có trong các hợp chất như đất sét, boxit hay criolit.
Tính chất vật lý của nhôm
Khi nhắc tới tính chất của nhôm, và cụ thể là tính chất vật lý, ta không thể không nhắc tới tính dẫn điện của nhôm hay dẫn nhiệt tốt của hợp chất này. Nhôm nóng chảy ở nhiệt độ 660oC. Bằng mắt thường, ta có thể thấy nhôm có màu trắng bạc, cứng, bền và dai. Người ta có thể dễ dàng kéo sợi hay dát mỏng nhôm. Khối lượng riêng của nhôm là 2,7 g/cm3.
Tính chất hóa học và hợp chất có trong nhôm
Những tính chất hóa học của nhôm cơ bản dưới đây sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nhôm phản ứng được với chất nào và trong nhôm có những hợp chất nào nhé.
Tác dụng với các phi kim
Trên thực tế, các vật liệu được làm từ nhôm đều có một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt. Nhôm phản ứng được với oxi trên bề mặt. Vì khi phản ứng, nhôm sẽ tạo ra một lớp màng oxit bao phủ bề mặt. Qua đó bảo vệ và ngăn cản nhôm tác dụng với oxi để tạo ra oxit.
- 2Al + 3O2 => Al2O3
Al2O3 là một oxit lưỡng tính, vì thế tính chất hóa học của Al2O3 sẽ thuộc dạng một oxit lưỡng tính. Tức là nó có thể phản ứng với cả axit và bazơ.
Bên cạnh đó, nhôm còn phản ứng được với các phi kim khác để tạo ra muối.
Ví dụ:
- 2Al + 3Cl2 => 2AlCl3
- 2Al + 3S => Al2S3
Tác dụng với nước
Trên thực tế, Al sẽ không phản ứng được với nước vì được bảo vệ bởi lớp oxit mỏng. Khi lớp oxit được phá bỏ, nguyên tố al phản ứng trực tiếp với nước.
2Al + 6H2O => 2Al(OH)3 + 3H2
Tác dụng với oxit của kim loại kém hoạt động hơn (phản ứng nhiệt nhôm)
Al có thể khử được oxit của các kim loại đứng sau nó trong dãy hoạt động hóa học: 2Al + 3FeO => Al2O3 + 3Fe
Tác dụng với dung dịch axit
Với các axit khác nhau, nhôm sẽ có phản ứng khác nhau.
Cụ thể:
- Với các axit HCl và H2SO4 loãng, nhôm có thể dễ dàng phản ứng và tạo ra muối và hidro: 2Al + 6HCl => 2AlCl3 + 3H2
- Với H2SO4 loãng: 2Al + 3H2SO4 => Al2(SO4)3 + 3H2
- Với các axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3 hoặc H2SO4 đậm đặc:
- Al + 4HNO3 => Al(NO3)3 + NO + 2H2O
- Al + 6HNO3 => Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
- 2Al + 6H2SO4 => Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Tác dụng với dung dịch bazơ
Al có thể dễ dàng tham gia những phản ứng với các dung dịch kiềm: Al + NaOH + H2O => NaAlO2 + 1,5 H2
Trước tiên, Al tham gia phản ứng với nước sau đó sẽ sinh ra Al(OH)3. Đây là một hidroxit lưỡng tính có thể tan được trong dung dịch kiềm.
Tác dụng với dung dịch muối
Al có thể đẩy được kim loại đứng sau trong dãy hoạt động kim loại ra khỏi dung dịch muối của chúng: 2Al + 3CuSO4 => Al2(SO4)3 + 3Cu
Phản ứng nhiệt nhôm
Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng hóa học toả nhiệt trong đó nhôm là chất khử ở nhiệt độ cao. Ví dụ nổi bật nhất là phản ứng nhiệt nhôm giữa oxit sắt III và nhôm:
- Fe2O3 + 2 Al → 2 Fe + Al2O3
Một số phản ứng khác như:
- 3CuO+ 2Al → Al2O3 + 3Cu
- 8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
- 3Mn3O4 + 8 Al → 4 Al2O3 + 9 Mn
- Cr2O3 + 2 Al→ Al2O3 + 2 Cr
Phản ứng này lần đầu tiên được sử dụng để khử oxit kim loại mà không sử dụng cacbon. Phản ứng này toả nhiệt rất cao, nhưng nó có một năng lượng hoạt hóa cao do các liên kết giữa các nguyên tử trong chất rắn phải được phá vỡ trước. Oxit kim loại được đun nóng với nhôm trong một lò đun. Phản ứng này chỉ có thể sử dụng để sản xuất số lượng nhỏ vật liệu.
Phản ứng nhiệt nhôm còn được sử dụng để điều chế các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao (như crôm hay Von farm). Do tính chất thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội, người ta sẽ sử dụng thùng nhôm để chuyên chở hai loại axit này.
ỨNG DỤNG NHÔM TRONG ĐỜI SỐNG
Nhôm hơn hẳn tất cả các kim loại khác về cả số lượng và giá trị trừ sắt. Nhôm chiếm vai trò quan trọng của kinh tế thế giới. Nhôm khi tạo các hợp kim với các nguyên tố khác như đồng, kẽm, silic, mangan, được gia công cơ nhiệt. Hợp kim nhôm lúc này sẽ có các thuộc tính cơ học tăng lên đáng kể. Nhôm được ứng dụng trong các ngành nghề:
NHÔM MẠ BỀ MẶT
Nhôm sẽ tạo ra một lớp bao phủ phản xạ ánh sáng và bức xạ nhiệt khi được bay hơi trong chân không. Đó là lớp mỏng oxit nhôm bảo vệ không bị hư hỏng. Thực tế thì hầu hết toàn bộ các loại gương hiện nay được sản xuất đều sử dụng lớp phản xạ nhôm ở mặt sau thủy tinh. Lớp phủ nhôm cũng được dùng trong mặt trước kính thiên văn để tránh các phản xạ bên trong.
NHÔM TRONG CÁC PHƯƠNG TIỆN VẬN TẢI.
Với tính chất nhẹ và bền, hợp kim nhôm thường dùng trong chế tạo các chi tiết xe tải, ô tô, tàu hỏa, máy bay, tàu biển….
Dùng trong việc đóng gói can, giấy gói… xử lý nước.
NHÔM TRONG XÂY DỰNG
Với lợi thế về độ bền cao và nhẹ thì nhôm đóng vai trò quan trọng trong ngành xây dựng hiện đại. Các sản phẩm nhôm thanh định hình được dùng trong các hạng mục vách mặt dựng, kết cấu mái che, cửa, khung bao…. Được sử dụng rộng rãi từ các công trình xây dựng dân dụng cho đến cao cấp.
Nhôm dùng làm các đường dây tải điện trên cao vì đặc tính nhẹ và rẻ tiền hơn đồng, mặc dù độ dẫn điện của nhôm chỉ bằng 60% đồng. Tuy nhiên vai trò của nhôm trong dùng làm dây dẫn cuối của mạng điện, trực tiếp đến người sử dụng đã bị đánh mất.
NHÔM TRONG CHẾ TẠO MÁY MÓC
Nhôm được sử dụng trong các nam châm Alnico và thép MKM mặc dù nó có tính chất không nhiễm từ.
Trong công nghiệp điện tử và sản xuất đĩa CD thường sử dụng nhôm siêu tinh khiết. Các dạng của nhôm cũng được sử dụng trong sơn, tạo màu bạc trong sơn, dùng trong sơn lót.
NHÔM TRONG CÁC ỨNG DỤNG KHÁC
Nhôm dùng trong sản xuất các bộ tản nhiệt cho CPU máy tính vì nó dễ làm và dẫn nhiệt cao. Oxit Nhôm được sử dụng trong sản xuất thủy tinh. Sự oxi hóa nhôm sẽ tạo ra nhiều nhiệt, do đó được dùng làm nguyên liệu rắn cho tên lửa, các thành phần của pháo hoa và nhiệt nhôm. Vai trò của nhôm trong y học cũng đang được chú trọng nghiên cứu.
Trên là một số thông tin trả lời cho câu hỏi “nhôm là gì“. Hi vọng qua bài viết trên của Nhôm kính Hưng Phát đã cung cấp cho bạn một vài thông tin hữu ích trong cuộc sống. Hãy thường xuyên cập nhật thông tin tại website chúng tôi để đón xem nhiều kiến thức bổ ích khác nhé!
