В XIX в. алюминий стоил дороже золота. Но потом в одночасье он практически обесценился. Почему так произошло и какое открытие уравновесило соотношение драгоценных металлов, расскажем в нашем материале.
Алюминий – 13-й элемент периодической таблицы Менделеева. Это легкий парамагнитный металл, который считается наиболее распространенным в своем роде, а также третьим по распространенности среди химических элементов в земной коре. Массовая концентрация алюминия в ней достигает 8%. Серебристо-белый, легко поддается формировке, литью и механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, а также стойкостью к коррозии благодаря быстрому образованию прочных оксидных пленок, защищающих поверхность. Алюминий образует сплавы практически со всеми металлами. Наиболее известны сочетания с медью и магнием (дюралюминий) и кремнием (силумин).
Физические свойства:
- серебристо-белый цвет
- плотность — 2712 кг/м³
- удельная теплота плавления — 390 кДж/кг
- температура кипения — 2518,8 °C
- удельная теплота испарения — 10,53 МДж/кг
- удельная теплоёмкость — 897 Дж/кг·K
- обладает высокой электропроводностью, теплопроводностью и светоотражательной способностью.
- слабый парамагнетик.
- Твёрдость по Моосу — 2,75
Химические свойства:
- не реагирует с классическими окислителями
- легко реагирует с HCl и H2SO4 (разбавленный)
- практически не подвержен коррозии
(широко востребован в современной промышленности)
- выступает как активный металл-восстановитель
- легко реагирует с простыми веществами
Не за этот ли набор удивительных качеств в XIX веке алюминий оценивали дороже золота? Яркий тому исторический пример подарок британцев русскому химику Дмитрию Ивановичу Менделееву. В 1889 году они презентовали ему аналитические весы, чашки которых были изготовлены из золота и алюминия, что по тем временам считалось невероятной роскошью.
Элитный металл прошлого
Из первого алюминия изготавливали редкие изделия для французского императорского двора. Известным любителем этого металла считается Наполеон III. Есть легенда, что, желая показать свое могущество, император заказал себе камзол для приемов дипломатов с невероятно дорогими по тем временам алюминиевыми пуговицами. При нем была изготовлена первая алюминиевая игрушка для наследного принца, инкрустированная бриллиантами, изумрудами и кораллами.
Также в обиход императорской семьи вошли алюминиевые сервизы и столовые приборы. Право есть алюминиевой ложкой для знати предоставлялось как знак особого императорского внимания и покровительства. Наполеон III заменил даже бронзовые скульптуры орлов над императорскими знаменами на алюминиевые. Но тут решающим фактором стала не только дороговизна материала, но и его удивительная легкость: фигурка стала весить 900 граммов вместо 2,5 килограммов.
История открытия
Название элемента пошло от латинского слова «alumen», что переводится как «квасцы». Загадка невероятной популярности алюминия имеет достаточно прозаичный ответ – его практически нет в чистом виде в природе. Низкое содержание самородного алюминия в чистом виде можно встретить в жерле вулкана или природных водах, но концентрация его все же предельно мала. Все дело в том, что в природе он встречается в основном в виде соединений. Например, бокситы (Al2O3 · H2O) с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3 или корунд (Al2O3).
Соединения алюминия, такие как: двойная соль алюминия и калия — квасцы KAl (SO4)2 • 12H2O известны с глубокой древности. Древнегреческий историк Геродот упоминает египетские квасцы в качестве ценного товара. На острове Лесбос квасцы производили из алунита. Подробное описание вещества, называемого алуменом можно найти в «Естественной истории» римского Плиния Старшего. Он сообщает, что форма алюминия естественным образом обнаружена в земле, и называет ее salsugoterrae. Также Плиний отметил, что под названием alumen числятся разные вещества, но все они характеризуются определенной степенью терпкости и используются в крашении и медицине. Сегодня нам также знакомо понятие «жженых квасцов». Это современный фармацевтический препарат – присыпка, которая используется в дерматологии.
Впервые алюминий синтезировали в 1825 году в Дании. Физик Ганс Эрстед восстановил хлорид этого элемента амальгамой калия при нагревании и выделил металл. Позже этот способ усовершенствовал немецкий химик Фридрих Вёлер. Он восстановил хлорид алюминия до металла с помощью чистого металлического калия и первым описал свойства новоиспеченного алюминия. Ажиотаж наших предков вокруг этого металла вполне объясним, это была редкость, которую удалось получить путем экспериментов и опытов.
В 1854 году алюминий удалось получить полупромышленным способом. Сент-Клер Девиль воспользовался методом Вёлера, но заменил кали на натрий, что сделало процесс выработки более безопасным. В 1855 году на Парижской выставке ученый представил готовый слиток металла. Но нет предела совершенству и в 1856 году он же улучшил свой метод, получив алюминий электролизом расплава двойной соли хлорида алюминия-натрия.
Однако несмотря на разнообразие способов получения алюминия до появления промышленного электролитического способа он все еще считался дороже золота. В России его называли «серебром из глины», так как в составе превалировал глинозём Al2O3. Промышленный способ выработки алюминия появился лишь в 1886 году. Ч. Холл и П. Эру разработали независимо друг от друга способ выделения алюминия посредством электролиза расплава Al2O3 в криолите. С этих пор невероятная популярность алюминия как редкого и драгоценного металла постепенно стала сходить на нет. И сегодня мы используем его в быту совершенно спокойно.
Применение
Сегодня алюминий используется в разных областях тяжелой и легкой промышленности:
- восстановитель редких металлов из их оксидов или галогенидов;
- при производстве сталей как сильный раскислитель;
- как добавка в другие сплавы;
- ювелирное дело;
- столовые приборы;
- пищевая промышленность (пищевая добавка Е173);
- военная промышленность;
- ракетная техника.
Интересно, что несмотря на распространённость в природе и земной коре в частности, животные не используют алюминий в метаболизме. Он считается «мёртвым» металлом. И несмотря на то, что его токсическое воздействие не велико, неорганические соединения алюминия сохраняются в растворённом состоянии длительное время и могут навредить человеку и теплокровным животным. В том числе через питьевую воду.
Материал подготовлен по данным из открытых источников.
Фото на странице и на главной странице сайта: Blaz Erzetic / Фотобанк Unsplash
