Aliuminis yra sidabriškai baltos spalvos metalas, priklausantis lengvųjų metalų grupei. Jo tankis yra 2,7 g/cm³, o tai reiškia, kad jis yra žymiai lengvesnis už daugelį kitų metalų. Aliuminis gerai praleidžia šilumą ir elektros srovę, jo elektrinis laidumas siekia maždaug 2/3 vario laidumo. Be to, aliuminis yra labai plastiškas, todėl lengvai apdirbamas įvairiais būdais.
Cheminėse reakcijose aliuminis linkęs atiduoti tris išorinio sluoksnio elektronus, sudarydamas teigiamą joną Al+3. Nors įtampos eilėje aliuminis yra arti chemiškai aktyvių šarminių ir šarminių žemės metalų, kasdieninė patirtis rodo, kad jis yra gana atsparus korozijai. Šią savybę lemia jo paviršiuje natūraliai susidarantis plonas, bet labai tankus aliuminio oksido (Al2O3) sluoksnis. Ši plėvelė apsaugo metalą nuo tolimesnio oksidavimosi ir reagavimo su aplinkos medžiagomis, įskaitant vandenį ir orą. Netgi pažeidus šią plėvelę, pažeistoje vietoje ji greitai atsinaujina.
Aliuminio oksidas (Al2O3) yra balta, miltelių pavidalo medžiaga, kuri sunkiai lydosi (2050 °C) ir yra labai kieta. Gamtoje randamas aliuminio oksidas, mineralas korundas, yra viena kiečiausių gamtoje esančių medžiagų, nusileidžiantis tik deimantui. Dėl savo kietumo iš aliuminio oksido gaminami šlifavimo diskai, galąstuvai ir kiti abrazyviniai įrankiai. Aliuminio oksidas yra netirpus vandenyje ir nereaguoja su juo, pasižymi amfoterinėmis savybėmis, t. y., gali reaguoti tiek su rūgštimis, tiek su šarmais.
Pramonėje aliuminio oksidas gaunamas iš boksitų, nefelino ar kaolino. Vienas iš būdų yra sausasis šarminis metodas, kai boksitų, sodos ir klinčių mišinys kaitinamas iki 1200 °C. Kitas metodas - šlapiasis būdas, kai boksitai tirpinami koncentruotame natrio šarmo tirpale. Abiem atvejais susidarantis natrio aliuminatas hidrolizuojamas iki aliuminio hidroksido (Al(OH)3), kurį vėliau iškaitinus gaunamas aliuminio oksidas. Iš aliuminio oksido gaminamas metalinis aliuminis, ugniai atsparios medžiagos ir aliuminio druskos.
Aliuminio hidroksidas (Al(OH)3) yra balta, kieta medžiaga, netirpstanti vandenyje. Jis susidaro reaguojant aliuminio druskoms su šarmais. Tačiau aliuminio hidroksidas, kaip ir aliuminio oksidas, pasižymi amfoterinėmis savybėmis ir tirpsta tiek rūgščiuose, tiek šarminiuose tirpaluose. Reaguodamas su šarmais, aliuminio hidroksidas sudaro tirpius vandenyje aliuminatus.
Aliuminis yra vienas dažniausiai sutinkamų elementų Žemės plutoje. Laisvo aliuminio gamtoje nerandama dėl jo didelio cheminio aktyvumo. Aliumo silikatai, kurių sudėtyje yra aliuminio ir silicio, sudaro didžiąją Žemės plutą. Jie yra daugelio magminių ir metamorfinių uolienų sudedamoji dalis.
Vienas iš svarbių aliuminio junginių yra aliuminio sulfatas (Al2(SO4)3). Tai balti milteliai, gerai tirpstantys vandenyje. Aliuminio sulfatas gaunamas tirpinant boksitą arba aliuminio hidroksidą sieros rūgštyje. Jis plačiai naudojamas odos rauginimui, audinių ir sėklų beicavimui, taip pat kaip žaliava kitų aliuminio junginių gamybai.
Reakcija tarp aliuminio sulfato ir kalio silikato gali vykti vandens tirpale. Kalio silikatas (K2SiO3) yra tirpus vandenyje ir hidrolizuojasi, sudarydamas silikato jonus ir kalio jonus. Aliuminio sulfatas vandenyje disocijuoja į aliuminio jonus (Al+3) ir sulfato jonus (SO4-2). Kai šie tirpalai sumaišomi, aliuminio jonai gali reaguoti su silikato jonais, sudarydami netirpų aliuminio silikatą ar gelį, bei kalio sulfatą.
Bendra reakcija galėtų atrodyti taip:
2Al2(SO4)3(aq) + 3K2SiO3(aq) + 3H2O(l) → 2Al2O3·xSiO2·nH2O(s)↓ + 3K2SO4(aq)
Ši reakcija yra pagrindas kai kuriems aliumosilikato junginių gavimo būdams, pavyzdžiui, molekulinių sietų ar permutitų gamybai.
Dėl susidariusio netirpaus aliuminio silikato nusėdimo, ši reakcija gali būti naudojama vandens valymui arba kaip cheminis procesas, siekiant atskirti komponentus.
What Is ALUMINIUM SULFATE? - In Under 1 Minute
Aliuminis ir jo junginiai plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose. Aliuminio lydiniai, tokie kaip duraliuminis ir siluminas, yra lengvi, tvirti ir atsparūs korozijai, todėl naudojami aviacijoje, automobilių gamyboje ir statyboje. Aliuminio oksidas naudojamas abrazyvams, ugniai atsparioms medžiagoms ir keramikai gaminti.
Aliuminato cementas, kurio pagrindinė sudedamoji dalis yra kalcio aliuminatas, yra greitai kietėjanti hidraulinė rišamoji medžiaga, atspari korozijai ir aukštai temperatūrai. Jis naudojamas hidroenergijos statyboje.
Aliuminio chloridas (AlCl3) yra naudojamas kaip katalizatorius naftos perdirbime ir organinėje sintezėje. Aliuminio fluoridas (AlF3) yra naudojamas aliuminio elektrolizės procese.
Aliūnai - dvigubos druskos, kurių sudėtyje yra aliuminio, taip pat naudojami įvairiose srityse, įskaitant tekstilės pramonę ir vandens valymą.