Alüminyum Oksit (Al2O3): Kimyasal Yapısı, Kullanım Alanları, Özellikleri
Aynı zamanda alümina, alüminyum oksit, korindon veya alüminyum trioksit olarak da adlandırılan alüminyum oksit (kimyasal formülü A1203), bir metal ve oksijen (O) arasındaki reaksiyondan üretilen bir metal oksittir. Su ile reaksiyona girdiklerinde hidroksit oluşturma kolaylığı için bazik oksit olarak da bilinir.
Bunun nedeni periyodik tablonun IIIA ailesindeki alüminyumun, son enerji seviyesindeki elektronları verme eğiliminde olmasıdır. Bu eğilim, metalik karakterinden ve elektropozitif özelliklerini veren ve onu bir katyona dönüştüren düşük elektronegatiflikten (Pauling ölçeğinde 1.61) kaynaklanmaktadır.
Buna karşılık, oksijen metal değildir ve yüksek elektronegativitesinden dolayı daha elektronegatiftir (Pauling ölçeğinde 3.44). Bu nedenle elektronları kabul ederek son seviyesinin elektronik enerjisini stabilize etme eğilimindedir, bu onu anyon yapar.
Oluşan bağlar, alüminyum okside büyük kuvvet veren güçlü bağlardır. Doğada, alüminyum, altın, gümüş, bakır, kükürt ve karbon (elmas) gibi doğal bir şekilde bulunmaz.
Bu, alüminyumun başka bir element ile birleştirilmediği anlamına gelir; Bu metal, yüksek dirençli ve aşındırıcı bileşikler olan korundum veya zımpara gibi oksijen oluşturucu bileşiklerle karıştırılır.
Formül ve kimyasal yapı
Moleküler formül: Al 2 O 3
Fiziksel özellikleri
- Ticari olarak beyaz toz halinde, kokusuz ve toksik olmayan olarak temin edilebilir.
- Mineral bir bileşik olarak hematit grubuna karşılık gelir. Aşınmaya karşı yüksek direnç gösteren çok sert bir malzemedir, bu nedenle aşındırıcı bir malzeme olarak kullanılır.
- Kolayca elektrik iletir ve aynı zamanda iyi bir termal iletkendir.
- Yüksek sıcaklıklarda asit ve bazlarla reaksiyona karşı dayanıklıdır.
- Farklı renklerde görünebilir: kırmızı veya yakut (burada alüminyum iyonlarının Cr3 + ile değiştirildiği yer), sarı, pembe, safir mavisi, mor, yeşil, gri ve hatta renksiz.
- Parlaklığı vitröz veya adamantindir (elmas)
- Sertliği nedeniyle çok hassas bir beyaz şeritlidir.
- Mohs ölçeğindeki sertliği 9'dur. Bu, diğer sertlikteki diğer mineralleri çizebileceği anlamına gelir; ancak, aynı ölçekte 10 sertliğe sahip olan elması çizemez.
- Yoğunluğu 3.96 g / cm3'tür
- Moleküler ağırlığı (mol kütlesi) 101.96 g / mol'dür.
- Erime noktası 2040 ° C'dir.
- Kaynama noktası 2977 ° C'dir.
- Suda çözünmez.
Kimyasal özellikleri
Alüminyum oksit, güçlü bir bazın varlığında olmadığı sürece suyla reaksiyona girmez.
Bununla birlikte, asitlerle reaksiyona girdiğinde, bir bazmış gibi davranır:
Ayrıca bazlarla reaksiyona girdiğinde asit özelliklerini de gösterir:
Bu reaksiyonda su oluşmamasına rağmen, Al203 NaOH'yi nötralize ettiği için asit baz olarak kabul edilir. Bu nedenle Al2O3, hem asidik hem de bazik özelliklere sahip olduğundan amfoterik bir oksit olarak sınıflandırılır.
Alkenlerin ve sikloalkenlerin oluşumunda, endüstriyel ve laboratuvarda en çok kullanılan formlardan biri alkollerin dehidrasyonudur.
Bunun için alkol buharı, sıcak bir alümina veya alüminyum oksit katalizörü üzerinden dolaştırılır (Al203); Bu durumda bir Lewis asidi olarak kabul edilir.
uygulamaları
- Endüstride alümina alüminyum elde etmek için kullanılır.
- Yüksek sıcaklıklarda ve aşınmada yüksek korozyon direnci nedeniyle seramik malzeme olarak kullanılır.
- Özellikle elektrolitik hücrelerde ısı yalıtımı olarak kullanılır.
- Kurutma maddesi olarak kullanılmaya uygun hale getirerek suyu emme kapasitesine sahiptir.
- Kimyasal reaksiyonlarda katalitik ajan olarak kullanılır.
- Yüksek termal kararlılığı nedeniyle, yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilen kimyasal reaksiyonlarda oksidan olarak kullanılır.
- Bir elektrolitik hücrede katot ve anodik terminallerin oksidasyonunu önler.
- Sertliği ve dayanıklılığı nedeniyle diş hekimliğinde diş parçalarının hazırlanmasında kullanılır.
- Benzinle çalışan araçların bujilerinde iyi bir elektrik yalıtkanıdır.
- Bilyalı değirmenlerde, seramik ve emayelerin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılır.
- Hafifliği nedeniyle mühendislik işlemlerinde uçak yapımında kullanılır.
- Kaynama noktasının yüksek olması nedeniyle kızartma tavası ve refrakter tava gibi mutfak gereçlerinin yapımında kullanılır.
- Termal test makinelerinin enstrümantasyonunda kullanılır.
- Elektronik endüstrisinde, elektriksel ara bağlantı için pasif bileşenlerin imalatında ve dirençlerin ve kapasitörlerin imalatında kullanılır.
- Kaynak için dolgu imalatında kullanılır.
- Titanyum oksidin (boyalar ve plastik kağıtlar için kullanılan pigment) kaplanmasında alüminyum oksit kullanılır. Bu, çevre ile ayrışmaz veya oksitlenmeyen bu tip pigmentler arasındaki reaksiyonları önler.
- Diş macunlarında aşındırıcı olarak kullanılır.
- Hemodiyalizde kullanılır.
- Gıda endüstrisinde katkı maddesi olarak, dispersiyon maddesi olarak kullanıldığı için.
- Bu deodorantların terlemeyi önleyici bir ajanıdır.
- Ortopedik malzeme olarak alüminyum oksit kullanılmıştır. İnert ve gözenekli bir malzeme olduğundan, bu tip implantlarda kullanılmaya uygun olmasını sağlar. Bu implantlar fibrovasküler büyümeye izin verir, bu yüzden fibroblastlar ve osteoblastlar bu materyalde hızla çoğalır.
- Biyoseramik implant alümina ile yapılır. Hafif ve birbiriyle çok iyi bağlantılı düzgün bir gözenek yapısına sahiptir. Mikrokristal yapı, pürüzlü yüzeyden daha pürüzsüzdür. İmplantlarda kullanılan diğer malzemelere göre ameliyat sonrası bir dönemde daha az yanıcılık sunar.
- Alüminyum oksit pulları otomobillerde kullanılan boyaların içinde yansıtıcı etki yaratır.
- Bazı rafinerilerde, hidrojen sülfitin toksik gazlarını elementer kükürt haline dönüştürmek için alüminyum oksit kullanılır.
- Aktif alümina adı verilen alümina formunun, akifer gibi atık suların arıtılmasında, çevreye zararlı birçok kirleticiyi adsorbe edebilmesi ve suda çözünen ve alümina tabakalarının gözeneklerinden daha büyük.
