Оксид алюминия - его свойства, пути получения и сфера использования

Оксид алюминия – материал, который можно встретить в природной среде или получить искусственным путем. Он представляет собой бесцветные кристаллы, поддающиеся процессу плавления. Но данный процесс возможен только при температуре 2044⁰С. Как правило, в природе кристаллы имеют нестехиометрическую смесь нескольких оксидов – калия, магния, алюминия, натрия и т.д. В химии оксид алюминия обозначается формулой AL203.

Пути получения

В природе самым ярким примером данного материала считается корунд, плотность которого составляет 3,99 г/см³. Благодаря своей прочности он достаточно устойчив к различным факторам внешней среды. Иногда встречается алюминий оксид с примесями различных металлов, что придает корунду разные оттенки. В качестве примера можно привести всевозможные драгоценные камни – сапфир, рубин и т.д.

В лаборатории синтетический вариант данного материала получают термическим способом. Для этого прибегают к помощи метастабильных форм вещества. Широко используют бокситы, алуниты и нефелиты. Иногда прибегают к его выделению из алюминия гидроксида. Наиболее распространенный способ получения – метод Байера, так как он позволяет получить 50% выход вещества. Кроме этого, в лабораторно-химических условиях путем обезвоживания AL(OH) возможно получение аморфного вида соответствующего материала. Он представляет собой прозрачный гелевидный раствор.

В основном к искусственному способу получения прибегают в том случае, чтобы использовать в последующем полученный материал для выделения чистого алюминия.

Свойства

Свойства оксида алюминия во многом определяются способом его получения. Тем не менее, есть некоторые характеристики, которые присущи как синтетическому, так и природному карбону.

В частности, оксиду алюминия свойственно такое качество, как амфотерность, что объясняет обратную зависимость температуры его образования. Он нерастворим в воде. Причем гигроскопичность и химическая инертность присуща как природному, так и искусственному оксидам алюминия.

Алюминия оксид обладает большим перечнем химических свойств, но все они проявляются только после его нагревания до температуры 1000⁰С. Именно в этом состоянии корунд активно взаимодействует с карбонатами, металлами, щелочами и другими элементами. В результате образуются вещества, которые называются алюминаты. Также оксид алюминия взаимодействует с SiO2 и шлаками. Но подобные реакции не слишком активны.

Оксид алюминия считается хорошим проводником. Он обладает отличной теплопроводностью и исключает рассеивание тепла. Слаборастворим в кислотах, ему присуща высокая устойчивость к механическим и химическим воздействиям.

Сфера применения

Оксид алюминия нашел широкое применение во многих сферах. Столь высокий спрос на данный химический элемент обуславливается многообразием его сортов. В целом можно выделить следующие направления, где оксид алюминия используется как адсорбент:

• 
  
• удаление примесей из воздуха;
• 
  
• осушивание газов;
• 
  
• извлечение фтора;
• 
  
• осветление растворов;
• 
  
• очистка растворителей, масел;
• 
  
• создание защитных атмосфер;
• 
  
• молекулярная адсорбация и т.п.
• 
  

Также он может служить инертным носителем и элементом, который обеспечивает полноценные ионные обмены. Но для этого оксид алюминия подвергают обезвоживанию при температуре от 130⁰С до 350⁰С. В зависимости от того, какую консистенцию необходимо получить.

Кроме этого, стоит выделить большую роль алюминия оксида в производстве. Он участвует в изготовлении керамического и абразивного режущего инструмента. Также он служит основным материалом для создания огнеупорных изделий различного назначения.

Современные технологии пошли дальше и научились применять синтетический корунд для создания печатных плат и ювелирных изделий. Таким образом, производство подобных изделий стало менее затратным и более выгодным. Причем их качество достойно уважения. Это же касается производства часовых механизмов. Здесь оксид алюминия тоже стал незаменим компонентом.