Алюминийорганические соединения

Алюминийоргани'ческие соедине'ния,металлоорганические соединения, в которых алюминий связан непосредственно с атомом углерода. А. с. известны двух типов: полные R ₃Al и неполные R ₂AlX или RAIX ₂(где R - CH ₃, C ₂H ₅, C ₆H ₅и др., а Х - галоген, OR или Н). Алюминийтриалкилы - бесцветные жидкости, крайне чувствительные к кислороду и влаге; триметил- и триэтилалюминий самовоспламеняются на воздухе, водой разлагаются со взрывом. Работы с А. с. проводят в атмосфере инертного газа (азот, аргон). Все А. с. дают прочные комплексы с эфиром, аминами, например (CH ₃) ₃Al•O(CH ₃) ₂и (CH ₃) ₃Al•K(CH ₃) ₃; с NaR и LiR образуются комплексы типа Me[AIR ₄]. Все эти комплексы менее реакционноспособны, но тоже воспламеняются на воздухе.

  Получают А. с. действием галогеналкилов на сплав магния с алюминием, например: 6С ₂Н ₅Br + 2Al + 3Mg = 2(С ₂Н ₅)3Al + +3MgBr ₂.

  А. с. применяют в промышленности как катализаторы полимеризации олефинов при низком давлении, например в производстве полиэтилена низкого давления, а также для получения алюминия особой чистоты.

Алюминирование

Алюмини'рование,то же, что .

Алюминия гидрид

Алюми'ния гидри'д,[AlH3] _x, соединение алюминия с водородом, белая некристаллическая масса, разлагающаяся выше 105°С с отщеплением водорода. Получен впервые в 1942 при действии тлеющего разряда на смесь триметилалюминия и водорода. А. г. способен образовывать двойные гидриды состава MeHn•nAlH3 (где Ме - металл), называемые алюмогидридами, а также анатами. Это белые твёрдые вещества, растворимые в эфире, водой разлагаются с выделением водорода. Алюмогидриды широко применяют в органической химии как гидрирующие средства. Алюмогидрид лития LiAlH ₄- быстродействующий сильный и селективный восстановитель. В неорганическом синтезе его применяют для получения летучих гидридов бора, алюминия, кремния, германия, олова и др.

Алюминия нитрат

Алюми'ния нитра'т,азотнокислый алюминий, Al(NO ₃) ₃, соль, при обычной температуре существует в виде Al(NO ₃) ₃•9H ₂O - бесцветных расплывающихся на воздухе кристаллов с t _пл73,5°С. Выше этой температуры гидрат теряет воду, а около 200 °С превращается в Al ₂O ₃. А. н. хорошо растворим в воде (63,7 гбезводной соли в 100 гH ₂O при 25 °С). Получают А. н. растворением Al(OH) ₃в HNO ₃с последующим упариванием раствора. Применяют как протраву при крашении и для др. целей.

Алюминия окись

Алюми'ния о'кись,глинозём, Al ₂O ₃, соединение алюминия с кислородом; составная часть глин, исходный продукт для получения алюминия. Бесцветные кристаллы, t _пл 2050°С, t _кипвыше 3000°С. Известна в двух модификациях, a и g .Из них в природе встречается a-Al ₂O ₃в виде бесцветного минерала ; кристаллы a-Al ₂O ₃, окрашенные окислами др. металлов в красный цвет - ,и в синий - ,являются драгоценными камнями. Корунд кристаллизуется в гексагональной системе, плотность 3960 кг/м ³,искусственно a-Al ₂O ₃можно получить нагреванием выше 900°С гидроокиси алюминия или его солей. При нагревании алюминиевых солей в пределах 600-900°С образуется g -Al ₂O ₃ ,кубическая модификация, которая выше этой температуры необратимо переходит в a-Al ₂O ₃. Известны гидратированные (водные) формы Al ₂O ₃различного состава. К гидроокисям алюминия относятся: (гиббсит) Al(OH) ₃, входящий в состав многих бокситов, и искусственно получаемая неустойчивая форма Al(OH) ₃- байерит. Известна и неполная гидроокись алюминия - AlOOH, существующая в двух модификациях - a (диаспор) и g (бёмит).

  А. о. и её гидратированные формы нерастворимы в воде, обладают амфотерными свойствами - взаимодействуют с кислотами и щелочами. Природный корунд на воздухе химически инертен и негигроскопичен. Со щелочами интенсивно реагирует около 1000°С, образуя растворимые в воде щелочных металлов. Медленнее реагирует с SiO ₂и кислыми шлаками с образованием ,разлагается сплавлением с KHSO _{4 .}

  Сырьём для получения А. о. служат бокситы, нефелины, каолины и другое сырьё, содержащее Al. Бокситы всегда загрязнены окислами железа или кремневой кислотой. Для получения чистой А. о. бокситы перерабатывают нагреванием с CaO и Na ₂CO ₃(сухой способ) или нагреванием с едким натром в (способ Байера). При обоих способах А. о. в виде алюминатов переходит в раствор, который затем разлагают пропусканием двуокиси углерода либо добавлением заранее приготовленной гидроокиси алюминия. В первом случае разложение происходит по уравнению 2[AI(OH) ₄] ^-+CO ₂® 2Al(OH) ₃+ CO ₃ ^2-+ Н ₂O. Разложение по второму способу основано на том, что раствор алюмината, полученный при нагревании в автоклаве, метастабилен. Добавляемая гидроокись алюминия ускоряет распад алюмината: [Al(OH) ₄] ^-® Al(OH) ₃+ OH ^-. Полученную гидроокись алюминия прокаливают при 1200°С, в результате получается чистый глинозём.

  Основное применение А. о. - производство .Корунд широко используют как абразивный материал (корундовые круги, наждак), а также для изготовления керамических резцов и чрезвычайно огнеупорных материалов, в частности «плавленого глинозёма», служащего для футеровки цементных печей. Из монокристаллов корунда, полученных плавкой порошка А. о. с добавками окислов Cr, Fe, Ti, V, изготовляют опорные камни в точных механизмах и ювелирные изделия.

  Дистилляцией чистого алюминия при 1650°С в атмосфере водорода, содержащей пары воды, получены «усы» (нитеобразные кристаллы) из А. о., обладающие огромной прочностью, близкой к теоретической. «Усы» из сапфира (a-Al ₂O ₃) диаметром 2-3 мкмобладают прочностью 16 Гн/ м ²,диаметром 10 мкм -11 Гн/ м ²',«усы» больших диаметров - 6,5 -7 Гн/ м ²(1 Гн/ м ²=100 кгс/ м ²) .Введение этих «усов» в конструкционные материалы, даже при условии частичного сохранения их прочности, позволяет получить ценные материалы для ракетостроения. Металлы, армированные такими волокнами, имеют более высокую прочность не только при низких, но и при высоких температурах.

  Особым образом приготовленную т. н. активную А. о. в виде мелкокристаллического порошка применяют как и ,причём её адсорбционные (и каталитические) свойства в большой степени зависят от качества и обработки исходных материалов и от способа приготовления. Как адсорбент активную А. о. широко применяют для хроматографического анализа всевозможных органических и (реже) неорганических веществ. Гидроокиси алюминия служат для производства всевозможных его солей. Осторожным высушиванием студнеобразной гидроокиси получают алюмогель, пористое вещество, напоминающее фарфор, иногда прозрачное; алюмогель применяют в катализе; она служит одним из наиболее важных технических адсорбентов.

  Лит.:Лайнер А. И., Производство глинозема, М., 1961; Карролл-Порчинский Ц., Материалы будущего, пер. с англ., М., 1966.

  Ю. И. Романьков.

Алюминия сульфат

Алюми'ния сульфа'т,сернокислый алюминий, Al ₂(SO ₄) ₃, соль, при обычных условиях существует в виде кристаллогидрата Al ₂(SO ₄) ₃•18H ₂O - бесцветных кристаллов с плотностью 1690 кг/ м ³.При нагревании теряет воду не плавясь, при прокаливании распадается на Al ₂O ₃и SO ₃. Легко растворим в воде (36,15 гбезводной соли в 100 гH ₂O при 20°С). Технический А. с. можно получить, обрабатывая серной кислотой боксит или глину, а чистый продукт, - растворяя Al(OH) ₃в горячей концентрированной H ₂SO ₄. В промышленности А. с. применяют для тех же целей, что и .

Алюминия фторид

Алюми'ния фтори'д,фтористый алюминий, AIF ₃, соль, бесцветные кристаллы, плотность 3100 кг/ м ².При нагревании возгоняется без плавления. В воде очень мало растворим (0,559 гв 100 гH ₂O при 25°С), со щелочами и кислотами (кроме кипящей серной) не реагирует. А. ф. образует многочисленные комплексные соединения, например Na ₃AlF ₆, т. н. ,широко применяемый в алюминиевой промышленности. А. ф. можно получить пропусканием HF над Al или Al ₂O ₃при красном калении и др. способами. Его используют как составную часть электролита, служащего для получения и очистки .

Алюминия хлорид

Алюми'ния хлори'д,хлористый алюминий, AlCl ₃, соль, бесцветные кристаллы, плотность 2440 кг/ м ³.При обычном давлении возгоняется при 183°С не плавясь (под давлением плавится при 192,6°С). В воде хорошо растворим (44,38 гв 100 г  H ₂O при 25°С); вследствие дымит во влажном воздухе, выделяя HCl. Из водных растворов выпадает гидрат AlCl ₃•6H ₂O - желтовато-белые расплывающиеся кристаллы. Хорошо растворим во многих органических соединениях. Безводный А. х. образует продукты присоединения со многими неорганическими (например, NH ₃, H ₂S, SO ₂) и органическими (хлорангидриды кислот, эфиры и др.) веществами, с чем связано важнейшее техническое применение AlCl ₃как катализатора при переработке нефти и при органических синтезах (см., например, ) .Важнейший способ получения А. х. - действие смеси Cl ₂и CO на обезвоженный каолин или боксит в шахтных печах: Al ₂O ₃+ЗСО+ЗСl ₂® 2AlCl ₃+ 3CO ₂.

  Лит.:Томас Ч. А., Безводный хлористый алюминий в органической химии, пер. с англ., М., 1949.

Алюминотермия

Алюминотерми'я(от и греч. thйrme - теплота), а люминотермический процесс, получение металлов и сплавов восстановлением окислов металлов алюминием (см. ) .Шихта (из порошкообразных материалов) засыпается в плавильную шахту или тигель и поджигается с помощью запальной смеси. Если при восстановлении выделяется много теплоты, осуществляется внепечная А., без подвода тепла извне, развивается высокая температура (1900-2400°С), процесс протекает с большой скоростью, образующиеся металл и шлак хорошо разделяются. Если теплоты выделяется недостаточно, в шихту вводят подогревающую добавку или проводят плавку в дуговых печах (электропечная А.). В Советском Союзе электропечная А. широко распространена. А. применяют для получения низкоуглеродистых легирующих сплавов трудновосстановимых металлов - титана, ниобия, циркония, бора, хрома и др., для сварки рельсов и деталей стального литья; для получения огнеупора - термиткорунда.

  А. открыта русским учёным Н. Н. Бекетовым (1859), в промышленности внепечной процесс освоен немецким химиком Г. Гольдшмидтом (1898).

  Лит.:Плинер Ю. Л., Сучильников С. И., Рубинштейн Е. А., Алюминотермическое производство ферросплавов и лигатур, М., 1963.

«Алюминум компани оф Америка»

«Алюми'нум ко'мпани оф Аме'рика»,АЛКОА (Aluminum Company of America, ALCOA, США), см. .

Алюмогель

Алюмоге'ль,см. .

Алюмогидриды

Алюмогидри'ды,см. .

Алюмосиликатные огнеупорные изделия

Алюмосилика'тные огнеупо'рные изде'лия,состоят преимущественно из глинозёма (Al ₂O ₃) и кремнезёма (SiO ₂), получаются обжигом при t1250-1450°С (при высоком содержании глинозёма - до 1750°С), обеспечивающей превращения исходных минералов в новообразования. Различают А. о. и.: полукислые (до 28% Al ₂O ₃, 65-85% SiO ₂), шамотные (28-45% Al ₂O ₃) и высокоглинозёмистые (свыше 45% Al ₂O ₃).

  Полукислые и шамотные А. о. и. изготовляют из глины или каолина, смешанных с измельченным .В полукислые может добавляться кварц, обычно в виде песка. Шамотные А. о. и. на основе каолина называются также каолиновыми, а содержащие более 70% шамота - многошамотными. Высокоглинозёмистые А. о. и. получают из горных пород, содержащих больше 45% Al ₂O ₃, а также из искусственных материалов (технического глинозёма, электрокорунда). Высокоглинозёмистые А. о. и. подразделяются на муллитокремнезёмистые (45-62% Al ₂O ₃), муллитовые (62-72%), муллитокорундовые (72-90% ) и корундовые (свыше 90% ).

  Изготовляют А. о. и. прессованием полусухих (увлажнённых до 6-9%) порошкообразных масс на механических или гидравлических прессах. Некоторые виды изделий, преимущественно фасонные сложной конфигурации, формуют из пластичных масс с влажностью 17-22%. Обжигают изделия в промышленных печах, большей частью туннельных непрерывного действия. Виды и размеры изделий различны: кирпичи простой формы, плиты, трубы, мелкие и крупные изделия сложной формы и др.

  Свойства А. о. и. (см. таблицу) отличаются большим разнообразием в зависимости от используемого сырья и способов обработки.

Основные свойства алюмосиликатных огнеупорных изделий, наиболее распространённых в СССР

* 1 Мн/м ²» 10 кгс/ см ².

  А. о. и. применяют для кладки доменных печей, футеровки сталеразливочных ковшей, кладки вагранок, котельных топок, мартеновских печей (гл. обр. в наружных рядах), дымоходов, печей для обжига извести, цемента, плавки стекла и др. тепловых агрегатов. Изделия сравнительно устойчивы к воздействию кислых шлаков и чередованию нагрева и охлаждения. Против основных шлаков А. о. и. менее устойчивы. Высокоглинозёмистые изделия могут служить при более высоких температурах, например муллитовые до 1500-1600°С, корундовые до 1700-1800°С. Шлакоустойчивость с увеличением содержания глинозёма повышается. Наиболее стойки против агрессивных расплавов муллитовые и корундовые алюмосиликатные изделия.

  А. о. и. составляют ок. 70% от общего количества выпускаемых огнеупорных изделий.

  Лит.:Полубояринов Д. Н., Балкевич В. Л., Попильский Р. Я., Высокоглинозёмистые керамические и огнеупорные материалы, М., 1960; Технология керамики и огнеупоров, под ред. П. П. Будникова, 3 изд., М., 1962; Огнеупорное производство. Справочник, под ред. Д. И. Гавриша, т. 1-2, М., 1965.

  Н. Я. Госин, А. К. Карклит.

Алюмосиликаты

Алюмосилика'ты,алюмокремневые солеобразные соединения, к которым в природе относится группа широко распространённых минералов. В кристаллической структуре А. алюминий обладает, подобно кремнию, четверной тетраэдрической координацией (окружен четырьмя атомами кислорода) и даже кристалло-химически замещает кремний, т. е. химическая роль глинозёма близка (но не идентична) роли кремнезёма. Алюминий может входить в состав и обладать, подобно магнию и прочим типичным основаниям, шестерной (октаэдрической) координацией. В этом случае соответствующие соединения являются силикатами алюминия, например минералы топаз, пирофиллит и др. При замене в структурных анионных комплексах силикатов кремнекислородного радикала (SiO ₄) ^4-на (AlO ₄) ^5-возникают дополнительные отрицательные заряды, которые в А. компенсируются вхождением дополнительных катионов - обычно К, Na или двухвалентных Ca, Ba с большими радиусами ионов.

  Среди минералов т. н. каркасные силикаты всегда являются А. К ним относятся А. калия - и (KAISi ₃O ₈), А. натрия - (NaAlSi ₃O ₈), А. кальция - (CaAlSi ₂O ₈) и др. Способность взаимозамещения групп NaSi на CaAl создаёт наличие ряда соединений типа твёрдых растворов с неограниченной смесимостью, называемых К А. относятся также KNa ₃[AISiO ₄] ₄, К[AlSi2O6], группа ,цеолиты и др. А. распространены также среди силикатов слоистой структуры, где к ним относятся минералы группы слюд - мусковит KAl ₂•[AISi ₃O ₁₀]•(ОН) ₂и др.; группы хрупких слюд, например Маргарит CaAl ₂[Al ₂Si ₂O ₁₀](OH) ₂; группы хлоритов, например амезит (Mg,Fe) ₄Al ₂[Al ₂Si ₂O ₁₀](OH) ₈, и др. Среди других структурно-химических типов силикатных минералов А. встречаются значительно реже (из силикатов ленточной структуры - роговая обманка, цепочечной - авгит, островной - кордиерит). Разрушение А. на поверхности Земли приводит к образованию минералов глин, реже гидрослюд, бокситов. Термин «А.» введён в минералогию русским учёным академиком В. И. ,впервые указавшим на аналогичную роль Al и Si при геохимических процессах и в составе природных соединений, что послужило основой созданной им алюмокислотной теории строения силикатов.