Алюминий входит в главную подгруппу III группы. Встречается только в
связанном состоянии, это самый распространенный металл в природе. В
земной коре его 7,45% по массе.
Алюминий - очень пластичный металл серебристо-белого цвета. Прекрасно проводит электрический тока и тепло. Алюминий является активным металлом. На внешнем электронном слое у атома алюминия три электрона, отдавая которые, проявляет восстановительные свойства. В электрохимическом ряду напряжений алюминий стоит перед железом. Поверхность металла всегда покрыта химически инертной пленкой оксида Al2O3, которая не дает алюминию окисляется. Разбавленные же соляная, серная и азотная кислоты легко растворяют алюминий вместе с его оксидной пленкой:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2
Al + 4HNO3 = Al (NO3)3 + NO + 2H2O
Концентрированные серная и азотная кислоты на холоде не действуют на алюминий, поэтому азотную кислоту хранят и перевозят в алюминиевых емкостях. При нагревании алюминий вступает в реакцию, восстанавливая серную кислоту до оксида серы (IV) и азотную кислоту до низших оксидов азота.
При нагревании порошкообразный алюминий сгорает с ослепительной вспышкой, образуя оксид Al2O3:
4Al + 3O2 = 2Al2O3
В отсутствие оксидной пленки алюминий бурно взаимодействует с водой:
2Al + 6H2O = 2 Al (OH)3 + 3H2
Алюминий соединяется с галогенами - хлором, бромом, иодом, образуя галогениды:
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
При сильном нагревании алюминий реагирует с серой, углеродом и азотом, хорошо растворяется в щелочах и растворах карбонатов щелочных металлов, образуя алюминаты:
2NaOH + 2Al + 6H2O = 2Na [Al (OH)4] + 3Н2
Алюминий способен отнимать кислород у оксидов многих металлов. Способность алюминия восстанавливать металла из оксидов при высоких температурах называется алюмотермией и используется в промышленности:
Cr2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Cr
Алюминий очень широко применяется во многих отраслях промышленности и в быту.
Получают алюминий прокаливанием бокситов Al2O3*хН2О, далее расплав Al2O3 подвергают электролизу, добавляя криолит для уменьшения температуры плавления. Суммарное уравнение реакции электролиза Al2O3:
2А12О3 = 4А1 + 3О2
Расплавленный алюминий на дне емкости электролизера и является катодом. Как анод используются угольные стержни. Кислород реагирует с углеродом анода, образуя оксид углерода, т. е. анод надо постоянно возобновлять.
СЕРА И ЕЕ СОЕДИНЕНИЯ
Сера широко распространена на Земле. Многочисленные залежи серы в свободном состоянии находятся в Мексике, Польше, на острове Сицилия, в США, СССР и Японии. Залежи серы в Польше - вторые в мире, они оцениваются в 110 млн. т и почти не уступают мексиканским. Месторождения в Польше были полностью оценены только в 1951 г. , разработка началась в 1957 г. В 1970 г. добыто уже 2,6 млн. т, а затем годовая добыча достигла 5 млн. т.
Сера входит в состав различных минералов: ее можно обнаружить в морской воде в виде сульфитов. Растительные и животные организмы содержат связанную в белке серу; в угле, который образуется из растений, встречается сера, связанная в органических соединениях или в виде соединений с железом (серный колчедан FeS2). Бурый уголь может содержать до 6 % серы. Угольноперерабатывающая промышленность ГДР при очистке коксового, водяного и генераторного газа ежегодно получает 100 000 т серы.