REFERAT CHIMIE: PROIECT DE CERCETARE

label Referate autorenew 2025-09-29, 16:56 history_edu Gabriela
ALUMINIURaspandire in natura: Al este cel mai raspandit metal in natura; el alcatuieste 7,4% din scoarta pamantului. Al nu exista in stare nativa. Dintre mineralele mai importante sunt: micele, feldspatii respectiv si produsele de alterare ale acestora: caolinul si argila, corindonul si varietatile lui, bauxita apoi criobitul.Preparare: Fabricarea Al comporta doua etape: a) fabricarea oxidului de Al;b) obtinerea Al din alumina;a)Al , mai ales acela destinat constructiilor de avioane nu trebuie sa contina nici fier nici siliciu. De aceea cand bauxitele contin cantitati mai mari de fier si de siliciu, ele trebuie supuse unor tratamente prealabile de purificare.Procedeul Bayer este unul dintre cele mai raspandite procedee pentrufabricarea aluminei din bauxite sarace in fier si siliciu. in acest procedeu, bauxita, in prealabil calcinata si macinata, este tratata cu hidroxid de sodiu, in autoclave, la 4 6 at si 160 180 C. Oxidul de Al din bauxita trece in solutie sub forma de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4]. Amestecul se filtreaza, separandu-se solutia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier si de combinatiile siliciului cu aluminatul de sodiu.in solutia cu aluminat de sodiu se introduce fie un curent de bioxid di carbon, cand precipita hidroxidul de Al.2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2Ofie cantitati mici de Al(OH)3 care amorseaza desc aluminatului avand rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de Al:Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOH Hidroxidul de Aluminiu obtinut se calcineaza in cuptoare rotative la12000C cand trece in oxid de Al:2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2ONoroaiele rosii ramase de la separarea hidroxidului de Al contin inafara de oxizi de fier si siliciu, oxid de titan si oxid de vanadiu, a caror extragere este o problema luata in cercetare. Un continut mai mare de siliciu in bauxita este daunator, deoarece siliciul trece in Al2O3, de unde poate patrunde in Al metalic.b)Oxidul de aluminiu nu poate fi redus cu carbune deoarece s-ar forma carbura de aluminiu, Al4C3. Cum insa alumina are un punct de topire foarte ridicat(20500C) in topitura se adauga drept fondant criolit, care scade temperatura de topire la 9800C. Se lucreaza la intensitati de curent de peste 50000A.Celula electrolitica este formata dintr-o cuva de otel captusita cublocuri de grafit suspendati in topitura. Prin trecerea curentului electric, Al se aduna in jurul catodului la fundul celulei, de unde este scos periodic, iar O este pus in libertate la anod, unde se uneste cu carbonul electrodului formand oxizi de carbon. Anodul fiind consumat, trebuie inlocuit din timp in timp.Al obtinut este impur si trebuie rafinat. Pentru obtinerea aluminiu foarte pur, cu 99,90 99,99% Al se foloseste rafinarea electrolitica.Proprietati fizice: Aluminiu este un metal alb argintiu, care cristalizeaza in sistemul cubic cu fete centrate. Este un metal usor mai putin dur decat cuprul. Aluminiu este un foarte bun conducator de caldura si electricitate. Conductibilitatea electrica si cea termica sunt aproximativ pe jumatate cat la cupru. Aluminiu este foarte plastic; poate fi laminat, batut in foi foarte subtiri sau transformat in sarma fina.Proprietati chimice: Aluminiul este un element activ din punct de vedere chimic. Desi are caracter puternic electropozitiv la temperatura obisnuita aluminiul pur devine stabil in aer, deoarece este aparat de pelicula subtire de oxid de aluminiu format la suprafata lui. Tot asa de stabil este fatade apa. Formarea peliculei de oxid de aluminiu care protejeaza metalele de actiunea aerului si umezelii poate fi impiedicata prin analgamarea suprafetei aluminiului.De aceea, o bucata de tabla de aluminiu analgamata prin frecarea suprafetei cu o solutie concentrata de clorura mercurica sau pulbere de oxid de mercur sau direct cu mercur, expusa la aer, se acopera cu eflorescente albe datorita formarii hidroxidului de aluminiu.incalzit pana la 7000C, aluminiu in pulbere arde arde in aer cu lumina stralucitoare, formand oxid de aluminiu. 4Al + 3O2 = 2Al2O3 Cantitatea de caldura degajata in aceasta reactie este apreciabila.Din cauza afinitatii mari a Aluminiului pentru O, el il scoate din oxizii metalici mai putin activi. De exemplu, daca un amestec format din pulbere de aluminiu si oxid de fier este aprins este aprins datorita reactiei care are loc: 2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Feeste extrem de energica iar caldura degajata ridica temperatura produselor pana la peste 20000C. La aceasta temperatura fierul se topeste iar oxidul de aluminiu se ridica la suprafata. Reactia sta la baza procedeului aluminotermaplicat la extragerea unor metale din oxizii lor cum si pentru obtinerea temperaturii inalte necesare sudurii fierului.Aluminiul reactioneaza cu clorul si bromul la temperaturi obisnuite, iar cu iodul la incalzire.Cu azotul si carbonul se combina la temperaturi foarte ridicate. Cu acizii minerali reactioneaza la caldura, formand sarurile respective. Aluminiul reactioneaza energic cu hidroxizii alcalini, se formeaza un hidroxo aluminat si se dezvolta hidrogenul. Reactia se desfasoara in doua etape. in prima, pelicula de oxid de aluminiu fiind indepartata de solutia de hidroxid alcalin, al metalelor reactioneaza cu apa; rezulta hidroxidul de aluminiu care in etapa a doua cu hidroxidul alcalin formeaza hidroxoaluminati de exemplu:2Al + 2H2O = 2Al(OH)3 + 3H2 Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]CAUCIUCULCauciucul naturalCauciucul natural se extrage din sucul laptos al unor arbori tropicali de genul Hevea brasiliensis, Ficus elastica, ori din sucul unor plante care cresc in zona temperata, cum sunt: tau-sacazul, coc-sacazul, si cram-sacazul, in care latexul este depus in radacini.Din punct de vedere chimic, cauciucul natural este o hidrocarbura macromoleculara, cu formula bruta (C5H8)n, unde n variaza intre 1000 si 5000. Moleculele cauciucului sunt formate din catene lungi ce au ca si component structural de baza izoprenul: CH3 CH3

-CH2-C=CH-CH2-CH2-C=CH-CH2-Izoprenul, produs in celulele arborelui de cauciuc in urma unor procese biochimice asemanatoare celor prin care se formeaza rasina in conifere, are formula bruta: C5H8 sau 2-metil-butadiena:CH2=C-CH=CH2
CH3Cauciucul natural obtinut din latex este ambalat in baloturi si expediat fabricilor pentru prelucrare.Proprietati. Cauciucul brut are o culoare slab galbuie, este insolubil in apa, alcool, acetona, dar solubil in benzen, benzina, sulfura de carbon etc. Cea mai importanta proprietate a cauciucului este elasticitatea, care este optima intre 0 si 300.Cauciucul brut prezinta o serie de inconveniente: elasticitatea sa variaza cu temperatura, si anume peste 300 el se inmoaie (curge), iar sub 00 devine casant. Sub actiunea oxigenului cauciucul imbatraneste, adica devine sfaramicios si inutilizabil.Prin vulcanizare, la dublele legaturi ale catenei se aditioneaza sulf, ceea ce duce la o cuplare intre molecule, prin punti de sulf. Vulcanizarea transforma cauciucul dintr-un material plastic intr-un material elastic modificandu-si comportarea la actiunea dizolvantilor: CH3 CH3



-CH2-C-CH-CH2-CH2-C-CH-CH2-

S S

-CH2-C-CH-CH2-CH2-C-CH-CH2-



CH3 CH3Practic, vulcanizarea se face tratand cauciucul cu sulf sau cu protoclorura de sulf, S2Cl2 in proportie de 0,3-3% in greutate fata de cauciuc si in conditii speciale de temperatura si de presiune.Un procedeu modern il constituie vulcanizarea radioactiva, care consta in expunerea cauciucului influentei radiatiilor emise de izotopul radioactiv al cobaltului, obtinandu-se un cauciuc vulcanizat de calitate superioara. Prin vulcanizare, cauciucul isi imbunatateste proprietatile: i se mareste elasticitatea pe care si-o mentine intre limite mult mai mari de temperatura, devine mai rezistent la agenti mecanici, la frecare, la agenti chimici si la apa, nu lasa gazele sa treaca prin el si dobandeste calitati de bun izolator electric.Prin incalzire, sub presiune redusa, cauciucul se descompune cu formare de izopren.Datorita dublelor legaturi existente in lantul macromoleculelor, cauciucul are proprietatea de a da reactii de aditie, caracteristice hidrocarburilor nesaturate.Cauciucul aditioneaza brom si acid bromhidric; de asemenea, prin hidrogenare catalitica rezulta hidrocauciucul [C5H10]n, care nu mai contine duble legaturi si prezinta caracter saturat.intrebuintari. Cantitati importante de cauciuc se consuma pentru fabricarea anvelopelor, in industria constructoare de masini. Se fabrica tuburi, garnituri, curele de transmisie, articole sanitare, parti din aparate si din instalatii necesare industriei chimice, cleiuri de lipit, incaltaminte de cauciuc, izolatoare electrice, obiecte de uz casnic etc.