โครงสร้างทางเคมีของอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) การใช้ประโยชน์คุณสมบัติ

อะลูมิเนียมออกไซด์ (อัล₂O₃ สูตรทางเคมี) หรือที่เรียกว่าอลูมินา, อลูมิเนียมออกไซด์, คอรันดัมหรืออะลูมิเนียมออกไซด์เป็นโลหะออกไซด์ที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับออกซิเจน (O) มันเป็นที่รู้จักกันว่าออกไซด์พื้นฐานเพื่อความสะดวกในการสร้างไฮดรอกไซด์เมื่อพวกเขาทำปฏิกิริยากับน้ำ.

เนื่องจากอลูมิเนียมที่อยู่ในตระกูล IIIA ของตารางธาตุมีแนวโน้มที่จะให้อิเล็กตรอนในระดับพลังงานสุดท้าย แนวโน้มนี้เกิดจากลักษณะที่เป็นโลหะและอิเลคโตรเนกาติวีตี้ต่ำ (1.61 ในระดับพอลลิ่ง) ซึ่งให้คุณสมบัติทางไฟฟ้าและเปลี่ยนเป็นไอออนบวก.

ในทางตรงกันข้ามออกซิเจนเป็นโลหะที่ไม่ใช่โลหะและมีอิเลคโตรเนกาติตี้มากขึ้นเนื่องจากมีอิเลคโตรเนกาติตี้สูง ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะรักษาระดับพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ในระดับสุดท้ายโดยการยอมรับของอิเล็กตรอนซึ่งทำให้เกิดประจุลบ.

พันธะที่เกิดขึ้นเป็นพันธะที่แข็งแรงซึ่งให้ความแข็งแรงอย่างยิ่งกับอลูมิเนียมออกไซด์ ตามธรรมชาติแล้วอลูมิเนียมไม่พบในรูปแบบดั้งเดิมเช่นทองเงินทองแดงกำมะถันและคาร์บอน (เพชร).

ซึ่งหมายความว่าอลูมิเนียมจะไม่รวมกับองค์ประกอบอื่น ๆ โลหะนี้มีการผสมกับสารประกอบที่ก่อให้เกิดออกซิเจนเช่นคอรันดัมหรือกากกะรุนซึ่งมีความทนทานต่อสารกัดกร่อนสูง.

ดัชนี

• 1 สูตรและโครงสร้างทางเคมี
• 2 คุณสมบัติทางกายภาพ
• 3 คุณสมบัติทางเคมี
• 4 ใช้
• 5 อ้างอิง

สูตรและโครงสร้างทางเคมี

สูตรโมเลกุล: อัล₂O₃

คุณสมบัติทางกายภาพ

- มันถูกพบในเชิงพาณิชย์เป็นผงสีขาวไม่มีกลิ่นและปลอดสารพิษ.

- ในฐานะที่เป็นสารประกอบแร่มันสอดคล้องกับกลุ่มของออกไซด์ เป็นวัสดุที่แข็งมากที่มีความต้านทานการสึกหรอสูงดังนั้นจึงใช้เป็นวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน.

- มันดำเนินไฟฟ้าได้อย่างง่ายดายและยังเป็นตัวนำความร้อนที่ดี.

- ทนต่อปฏิกิริยากับกรดและเบสที่อุณหภูมิสูง.

- มันสามารถปรากฏในสีที่ต่างกัน: สีแดงหรือสีทับทิม (ที่ซึ่งไอออนอลูมิเนียมถูกแทนที่ด้วย Cr³⁺), เหลือง, ชมพู, ไพลิน, ม่วง, เขียว, เทาและไร้สี.

- ความสว่างของมันคือน้ำเลี้ยงหรือเพชร (เพชร)

- มันมีแถบสีขาวที่ละเอียดอ่อนมากเนื่องจากมีความแข็ง.

- ความแข็งในระดับ Mohs คือ 9 ซึ่งหมายความว่ามันสามารถขูดแร่ธาตุอื่นที่มีความแข็งน้อยกว่าได้ อย่างไรก็ตามมันไม่สามารถเกาเพชรที่มีความแข็ง 10 ในระดับเดียวกัน.

- ความหนาแน่นของมันคือ 3.96 g / cm³

- น้ำหนักโมเลกุลของมัน (มวลโมลาร์) คือ 101.96 g / mol.

- จุดหลอมเหลวคือ 2040 ° C.

- มีจุดเดือด 2977 ° C.

- มันไม่ละลายในน้ำ.

คุณสมบัติทางเคมี

อลูมิเนียมออกไซด์ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำเว้นแต่มันจะมีฐานที่แข็งแกร่ง.

อย่างไรก็ตามเมื่อมันทำปฏิกิริยากับกรดมันจะทำตัวเหมือนเป็นฐาน:

นอกจากนี้ยังแสดงคุณสมบัติของกรดเมื่อทำปฏิกิริยากับเบส:

แม้ว่าน้ำจะไม่ได้เกิดขึ้นในปฏิกิริยานี้ แต่ก็ถือว่าเป็นกรด - เบสเพราะอัล₂O₃ ทำให้ NaOH เป็นกลาง ดังนั้นอัล₂O₃ มันถูกจัดประเภทเป็น amphoteric ออกไซด์เพราะมันมีคุณสมบัติทั้งสอง: กรดและพื้นฐาน.

ในการก่อตัวของ alkenes และ cycloalkenes หนึ่งในรูปแบบที่ใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการคือผ่านการขาดน้ำของแอลกอฮอล์.

สำหรับเรื่องนี้ไอแอลกอฮอล์จะถูกหมุนเวียนบนตัวเร่งปฏิกิริยาร้อนของอลูมินาหรืออะลูมิเนียมออกไซด์ (Al₂O₃); ในกรณีนี้ถือว่าเป็นกรดของลูอิส.

การใช้งาน

- อลูมินาถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อรับอลูมิเนียม.

- มันถูกใช้เป็นวัสดุเซรามิกสำหรับความต้านทานสูงต่อการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงและการสึกหรอ.

- มันถูกใช้เป็นฉนวนความร้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซลล์อิเล็กโทรไลต์.

- มันมีความสามารถในการดูดซับน้ำซึ่งทำให้มันเหมาะสำหรับใช้เป็นตัวแทนการอบแห้ง.

- ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเคมี

- เนื่องจากมีความคงตัวทางความร้อนสูงจึงถูกใช้เป็นสารออกซิแดนท์ในปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง.

- ป้องกันการเกิดออกซิเดชันของขั้วแคโทดและขั้วบวกในเซลล์อิเล็กโทรไลต์.

- เนื่องจากมีความแข็งและความต้านทานสูงจึงใช้ในงานทันตกรรมสำหรับการเตรียมชิ้นส่วนทางทันตกรรม.

- มันเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีในหัวเทียนของรถยนต์ที่ทำงานกับน้ำมันเบนซิน.

- มันถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานผลิตลูกสำหรับการเตรียมเซรามิกและเคลือบ.

- เนื่องจากมีน้ำหนักเบาจึงใช้กระบวนการทางวิศวกรรมเพื่อสร้างเครื่องบิน.

- เนื่องจากมีจุดเดือดสูงจึงใช้ในการทำอุปกรณ์ครัวเช่นกระทะทอดและวัสดุทนไฟ.

- มันถูกใช้ในเครื่องมือวัดของเครื่องทดสอบความร้อน.

- ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์มันถูกใช้ในการผลิตส่วนประกอบแบบพาสซีฟสำหรับการเชื่อมต่อไฟฟ้าและในการผลิตตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ.

- มันถูกใช้ในการผลิตของฟิลเลอร์สำหรับการเชื่อม.

- อลูมิเนียมออกไซด์ใช้สำหรับเคลือบไททาเนียมออกไซด์ (เม็ดสีที่ใช้สำหรับสีและกระดาษพลาสติก) สิ่งนี้จะช่วยป้องกันการเกิดปฏิกิริยาระหว่างสิ่งแวดล้อมกับผงสีประเภทนี้ซึ่งไม่ทำให้เกิดการสลายตัวหรือเป็นสนิม.

- มันถูกใช้เป็นขัดในยาสีฟัน.

- มันถูกใช้ในการฟอกเลือด.

- เป็นสารเติมแต่งในอุตสาหกรรมอาหารเนื่องจากมันถูกใช้เป็นตัวแทนกระจายตัว.

- มันเป็นตัวแทนของเหงื่อระงับกลิ่นกาย.

- อลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุเกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูก เนื่องจากเป็นวัสดุเฉื่อยและมีรูพรุนจึงเหมาะสำหรับใช้ในการฝังรากฟันเทียมชนิดนี้ การปลูกถ่ายเหล่านี้ช่วยให้การเจริญเติบโตของ fibrovascular ซึ่งเป็นเหตุผลที่ fibroblasts และ osteoblasts แพร่กระจายอย่างรวดเร็วในวัสดุนี้.

- รากฟันเทียม bioceramic ทำด้วยอลูมินา มันมีน้ำหนักเบาและมีโครงสร้างรูขุมขนที่เชื่อมต่อกันเป็นอย่างดี โครงสร้าง microcrystalline เรียบเนียนกว่าพื้นผิวขรุขระ มันมีความไวไฟน้อยกว่าหลังจากช่วงเวลาหลังการผ่าตัดเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอื่น ๆ ที่ใช้สำหรับการปลูกถ่าย.

- สะเก็ดอลูมิเนียมออกไซด์ทำให้เกิดผลสะท้อนแสงภายในสีที่ใช้สำหรับรถยนต์.

- ในบางโรงกลั่นอลูมิเนียมออกไซด์จะใช้ในการแปลงก๊าซพิษของไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นธาตุกำมะถัน.

- รูปแบบของอะลูมินาที่เรียกว่าอะลูมินาที่เปิดใช้งานมีประโยชน์อย่างมากในการบำบัดน้ำเสียเช่นชั้นหินอุ้มน้ำเนื่องจากความสามารถในการดูดซับสารมลพิษจำนวนมากที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม มีขนาดใหญ่กว่าขนาดรูพรุนของแผ่นอลูมินา.

การอ้างอิง

1. ช้าง R; เคมี, 2535, (ฉบับที่สี่), เม็กซิโก McGraw-Hill Interamericana de México.
2. Pine.S; เฮ็นดริคสัน, J; อัด, D; แฮมมอนด์, G (1980), เคมีอินทรีย์, (ฉบับที่สี่), เม็กซิโก, McGraw-Hill de México
3. Kinjanjui, L. , (s.f) คุณสมบัติและการใช้งานของอะลูมิเนียมออกไซด์,มันยังคงทำงาน, กู้คืนแล้ว itstillworks.com
4. Panjian L. , Chikara, O. , Tadashi, K. , Kazuki, N. , Naohiro, S. , "และ" Klaas de G. , (1994) บทบาทของซิลิกาไฮเดรตไททาเนียและอลูมินาในการกระตุ้นอะพาไทต์ในการปลูกถ่าย. วารสารวิจัยวัสดุชีวการแพทย์ เล่มที่ 18, หน้า 7-15 DOI: 10.1002 / jbm.820280103.
5. คู่มือข้อมูลฉบับสมบูรณ์สำหรับ Rocks, Minerals, & Gemstones., Mineral.net., Recovered, mining.net
6. LaNore, S. (2017), ลักษณะทางกายภาพของอะลูมิเนียมออกไซด์, sciencing,กู้คืนแล้ว sciencing.com