Алюминий хлоргидрат: химические свойства, способ получения, влияние на организм, применение

Правила использования и очистки в домашних условиях

Первое, о чём нужно сказать – это о подготовке новых алюминиевых кастрюль к эксплуатации. Она заключается в создании защитной плёнки на поверхности посуды. Это очень просто:

• Помыть и высушить кастрюлю.
• На дно налить рафинированное растительное масло. Тонким слоем, только чтобы было закрыто дно.
• Туда же высыпать столовую ложку соли.
• Прокаливать кастрюлю, покачивая её, чтобы масло с солью распределилось и по стенкам.
• Когда появится характерный запах горелого масла – выключить огонь.
• Дать посуды остыть естественным способом.

Несколько правил, касающихся эксплуатации алюминиевых кастрюль:

• Нельзя хранить в них пищу после приготовления. Это позволит избежать образования окислов на поверхности металла, а следовательно, его потемнения.
• Профилактические чистки нагара. Их лучше проводить не реже чем раз в неделю. В этом случае не придётся применять «тяжёлую артиллерию» в виде многокомпонентных составов. Для профилактики достаточно использования обычной соды и поролоновой губки.
• Для мытья алюминиевых кастрюль следует использовать поролоновые или другие мягкие губки. Из абразивов допустимо применение только соды и пластиковых губок.
• Из «покупной» химии нужно выбирать те средства, на которых указано, что они подходят для алюминиевой посуды.

Если речь идёт о средствах промышленного производства, то следует выбирать те, PH которых нейтрален. Обычно в их названии присутствуют слова «жидкость/гель для чистки металлов». Они имеют сложную химическую формулу, за счёт которой и справляются с сильными загрязнениями. Смывать такие средства следует очень тщательно. А что касается содосодержащих средств, то их не следует использовать ежедневно.

Надо отметить что сода, как простая, так и кальцинированная, постепенно разрушает защитную оксидную плёнку на поверхности алюминия.
Это не критично при условии, если чистка с применением этих веществ не является ежедневной, а процедура восстановления защитной плёнки проводится хотя бы через раз. Процесс тот же, что и для подготовки новой кастрюли к использованию: прокаливание посуды с растительным маслом и солью.

Посуда из алюминия – универсальна по своему применению и удобна в использовании. Но чтобы её эксплуатация не доставляла проблем, нужно точно следовать правилам работы с нею.

Алюминиевые кастрюльки, несмотря на изобилие новых, более практичных и менее прихотливых материалов, все еще очень популярны. Опытные хозяйки знают, как правильно с ними обращаться и как почистить алюминиевую посуду в домашних условиях, если в ней что-то пригорело, или она покрылась жирным налетом.

Не стоит прощаться с кастрюльками, сковородками и ковшиками, перешедшими в наследство от мамы или бабушки только потому, что вы не знаете, как убрать с них нагар и жир. На самом деле это очень просто. И в отличие от тефлоновой посуды или керамической, алюминиевую можно чистить самыми простыми подручными средствами.

Итак, что собой представляет алюминий и в чем его особенности? Ответы на эти вопросы пригодятся, когда настанет выбирать чистящее средство для этого материала.

1. Это металл, но достаточно мягкий – согнуть алюминиевую ложку ничего не стоит даже первокласснику. Потому, соответственно, алюминиевые изделия нельзя чистить абразивными средствами и металлическими щетками. Также его нельзя сильно тереть и надавливать на него – посуда деформируется.
2. Алюминий вступает во взаимодействие с щелочами и кислотами. Это означает, что чистящие средства, содержащие эти вещества, не подходят для обработки такого металла. Он потемнеет, станет тусклым и может окислиться – готовить в такой посуде пищу и есть из нее небезопасно для здоровья.
3. Нельзя чистить алюминиевую посуду порошками для чистки раковин и кафеля, тем более – стиральным порошком, мелом или средствами, содержащими известь. Все эти средства сделают ее больше непригодной к употреблению.

Что касается верной кухонной помощницы современных хозяек – посудомоечной машины, – то в данном случае о ней придется забыть. Во-первых, алюминиевые тарелки и ложки в ней могут как следует и не отмыться. Во-вторых, на них останутся капли и потеки воды. И, в-третьих, алюминий от такого обращения потемнеет и потускнеет – есть из такой тарелки просто никто не захочет по причине ее неопрятного и не аппетитного вида.

Анодирование в сернокислом электролите

Анодирование в серной кислоте позволяет получить полупрозрачные, бесцветные покрытия толщиной около 35 мк. Если процессу анодирования предшествует процесс глянцевания поверхности деталей, покрытия получают высокие декоративные качества (блестящее анодирование). В серной кислоте получают также пластичные анодные пленки, которые не разрушаются при формовке изделий.

Концентрация серной кислоты и температура электролита

Концентрация серной кислоты для анодирования в промышленных условиях принимается в диапазоне 8-35% (по массе). В концентрированном растворе анодная пленка получается мягкой и пористой, эластичность пленки высокая. Классической является концентрация 15% (по массе). Температуру в процессе анодирования задают в пределах от 18С до 25С. В большинстве случаев принимается температура в 20С. С применением серной кислоты получают также твердые анодные пленки, в этом случае процесс анодирования проводится при низких значениях температур (от -5 до +5 С).

Контроль температуры в процессе анодирования является обязательным, от температуры зависит плотность тока и скорость растворения пленки, что в свою очередь оказывает прямое влияние на качество и характеристики покрытия. Для того, чтобы избежать локального перегрева раствора электролита используют специальные перемешивающие устройства.

Напряжение и плотность тока

При анодировании в серной кислоте используется стандартный выпрямитель с выходным напряжением до 24 вольта. При стандартном режиме сила тока составляет 16 вольт при плотности тока 1,5 а/дм2. Для получения коррозионностойких пленок большой толщины напряжение силу тока поднимают до 18 вольт, а при обработке сплавов алюминия с кремнием до 22 вольт. В отдельных случаях, например, при анодировании рулонного материала или проволоки используется переменный ток. Использование пониженной плотности тока позволяет получать тонкие, прозрачные окисные пленки, превосходящие по прозрачности пленки аналогичной толщины, полученные при стандартных значениях плотности тока.

Длительность процесса

Продолжительность процесса анодирования зависит от требуемых значений толщины пленки, а также используемой плотности тока. Для чистого алюминия это соотношение можно предложить в виде:

Толщина пленки, мк. = (Плотность тока, а/дм2 Х Время, мин.)/3

Соотношение является приблизительным, т. к. на продолжительность процесса может зависеть от типа сплава и режима обработки.

Рабочий процесс

Технологический процесс анодирования отличается от процессов нанесения гальванических покрытий прежде всего тем, что рассеивающая способность электролитов анодирования значительно выше, чем у электролитов, использующихся при процессах хромирования, меднения, цинкования или никелирования металла. Эффективная рассеивающая способность при активном перемешивании позволяет получать равномерные по толщине пленки на всей поверхности изделий, включая внутренние поверхности отверстий и пазов.

В остальном технологический процесс анодирования аналогичен процессам электрохимического нанесения покрытий – изделия погружают в предварительно нагретый электролит на подвесах или зажимах, детали не соприкасаются друг с другом, расстояние до катода должно быть не менее 15 см. (для габаритных изделий значения выше). Затем включается перемешивание раствора и подается ток. В обычных условиях площадь катода должна быть равна площади анода, сечение катода должно быть достаточным для обеспечения требуемой плотности тока.

По окончании процесса прекращают подачу тока и незамедлительно извлекают изделия из гальванической ванны. Изделия промывают в проточной воде и сушат.

Температура — плавление — алюминий

Температура плавления алюминия составляет 660 4 С, температура кипения около 2500 С.
 

Температура плавления алюминия колеблется в зависимости от его чистоты в границах между 657 и 660 С, а температура кипения 1800 — 2000 С.
 

Температура плавления алюминия — 660 С, однако для достижения оптимальных условий плавления необходима t 700 — 760 С. Но лак удаляется и при более низких ( — 590 С) температурах. Определяющим является процесс плавки. Следует отметить, что можно снимать лак, нанося лом на поверхность солевого расплава с температурой — 590 С.
 

Температура плавления алюминия равна 658 С, а разливки около 700 — 750 С. Особенностями алюминия являются его легкая окисляемость при высоких температурах и малая плотность 2 5 — 103 кг / м3 в расплавленном состоянии.
 

Температура плавления алюминия составляет 565 — 578 С, а его оксидной пленки — около 2000 С.
 

Температура плавления алюминия очень чувствительна к чистоте металла и для высокочистого алюминия ( 99 996 %) составляет 933 4 К ( 660 3 С), а температура начала кристаллизации алюминия по Международной шкале температур ( 1968 г.) считается равной 660 37 С и используется в течение многих десятков лет для калибровки термопар.
 

Температура плавления алюминия значительно выше, чем свинца, поэтому заливка расплавленного алюминия в рабочий цилиндр невозможна, так как она может приводить к чрезмерному перегреву прессового инструмента и изоляции кабеля.
 

Температура плавления алюминия ( 658 С) значительно выше температуры плавления свинца, поэтому заливка расплавленного алюминия в рабочий цилиндр невозможна, так как она может привести к чрезмерному перегреву прессового инструмента и изоляции кабеля. Чтобы избежать перегрева, в рабочий цилиндр загружают не расплавленный алюминий, а предварительно нагретые до 430 — 530 С алюминиевые цилиндрические слитки, диаметр которых меньше внутреннего отверстия цилиндра.
 

Поскольку температура плавления алюминия равна 659 С, а коэффициент его расширения вдвое больше, чем у железа, эмали для алюминия должны быть легкоплавкими и иметь большой коэффициент термического расширения.
 

Разность температур плавления алюминия ( 659) и его окиси приводит к тому, что в расплавленной ванне алюминия пленка окислов, находящаяся в твердом состоянии, препятствует качественному сплавлению металла.
 

Если достигается температура плавления алюминия, реакция может протекать со взрывом. При добавлении А1С13 в СС14 индукционный период уменьшается до нуля, а скорость коррозии существенно не меняется.
 

Действительно, температуры плавления алюминия, золота, марганца, железа, хрома, платины равны соответственно 660, 1 063, 1 260, 1 535, 1 615, 1 773 5 С; температура же кипения хрома примерно 2200, меди 2 300, а золота 2 600 С.
 

Так как температура плавления алюминия равна 660, то получаемый алюминий также находится в расплавленном состоянии. При пропускании электрического тока алюминий выделяется на графитовой обкладке электролизера, а кислород — на угольных электродах. Образующийся расплавленный алюминий время от времени выпускают в формы через специальный канал А. Выделяющийся на анодах кислород окисляет угольные электроды до окиси углерода, поэтому эти электроды по мере сгорания их нижней части опускают вниз.
 

Алюминий или нержавейка: способы определения

Есть несколько способов, которые помогут сделать самостоятельно несложные исследования в домашних условиях. Узнайте, как отличить алюминий от стали нержавеющей марки – советы форумчан и специалистов.

1. С помощью магнита. Алюминий любой марки не пристанет к магниту. Этим свойством обладает и нержавейка. Но есть исключение из правил. Если в ее составе присутствует никель в достаточном количестве, испытуемые изделия будут иметь некоторое притяжение. Если в нержавеющем металле много хрома или меди, это никак не подействует на магнит.
2. Маркировка на нержавейке. Некоторые изделия из нержавеющей стали имеют идентификационную маркировку.Это уже дает подсказку, как отличить алюминий от нержавейки. При наличии маркировочных надписей, к примеру, «НЕРЖ» и подобных, перед вами не алюминий.
3. Обычная бумага не соврет. Способ очень прост. Условия эксперимента: нужна белая, максимально плотная бумага (подойдет и принтерная). Удалите плотной тканью с кромки испытуемых изделий грязь. Проведите поочередно очищенными местами с некоторым нажатием по листу. От нержавейки следов не останется. Алюминий прочертит серые полосы.

   Смотреть галерею

4. По цвету металла как отличить алюминий от нержавейки? Поверхность предмета блестящего бесцветного оттенка, не изменяющаяся со временем – это нержавеющая сталь. Матовая поверхность изделия, имеющего сероватый или белесый цвет– это алюминий. Он не отполируется наждачной бумагой до блестящего глянца. Проверьте.
5. При механической нагрузке. Еще один простой способ поможет понять, как отличить алюминий от нержавейки. Ударьте в темноте изделием по поверхности любого твердого металла. Алюминий никогда не заискрит, в отличие от стали нержавеющих марок.
6. Теплопроводность, плавление. Сравните, где вода нагревается быстрей. Конечно, в алюминиевой емкости. У этого металла теплопроводность намного лучше. Но на горелке газовой печи его не используют, температура плавления — 660 °C. Нержавейку обычным путем не расплавить (показатель плавления выше 1800 °C).
7. Проверка на медный купорос. Вариант, доступный каждому. Медный купорос после воздействия на алюминий оставит на нем мутные разводы и следы, а на нержавейке никак не проявится.
8. Щелочные растворы. Любая хозяйка знает, что вываривать алюминиевую посуду в щелочных растворах нельзя. Она потемнеет и потеряет свой вид. Вывод: алюминиевые изделия боятся щелочи как натриевой, так и калиевой. Чего не скажешь о нержавейке.
9. Проверка кислотой. Все кислоты, начиная с обычной лимонной и заканчивая более агрессивными, попадая на алюминиевую поверхность, оставят следы. На нержавейке их не увидите, она не вступает с кислотами в реакцию.

Процесс оксидирования черных и цветных металлов

Оксидирование — это процесс получения на поверхности обрабатываемого металла (обработке подвержены черные и цветные металлы) пленки, состоящей в основном из оксидов самого металла. Результатом такой обработки является повышенная коррозионная стойкость, улучшенные декоративные и специальные свойства. Оксидирование может быть химическим, электрохимическим, термическим и термохимическим.

Детали после оксидирования

При оксидировании черных металлов – воронении, на поверхности образуется темная пленка, состоящая в основном из магнитного окисла Fe₃O₄ толщиной примерно 2-3 мкм. Цвет такой пленки зависит от технологии оксидирования, толщины пленки, а также марки материала. При оксидировании черных металлов и сплавов наиболее распространен метод химического оксидирования в щелочных или кислых растворах.

Щелочные растворы состоят в основном из щелочи и окислителей – нитратов и нитритов натрия или калия, а также специальных добавок. Часто используется оксидирование в несколько стадий (в основном в 3 стадии), что значительно повышает защитные и декоративные свойства покрытия (насыщенный черный цвет).

При оксидировании в кислых растворах получают оксидно-фосфатные темно-серые покрытия. Это промежуточный процесс, находящийся на стыке оксидирования и фосфатирования. Растворы для данного процесса содержат первичные фосфаты железа, цинка и ортофосфорную кислоту, а также окислители – нитраты бария, кальция, пироксид марганца. Оксидно-фосфатные покрытия обладают рядом преимуществ перед оксидными, полученными в щелочных растворах: антикоррозионные свойства выше в 2-3 раза, время процесса обработки снижено в 3 раза, механическая прочность пленки значительно увеличена, антифрикционные характеристики увеличены, термостойкость также выше. Недостатками такого процесса является низкая стабильность раствора и низкие декоративные качества пленок.

Цвет получаемых в процессе оксидирования окисных пленок: золотисто-желтый фиолетовый, темно-серый, черный с синим отливом и просто черный цвет.

Состав раствора и режим оксидирования черных металлов:

• Каустическая сода – 650-700 г/л.
• Нитрит натрия – 250 г/л.
• Нитрат натрия – 150-200 г/л.
• Температура – 135-145С.
• Продолжительность оксидирования углеродистых сталей – 1,5 ч.
• Продолжительность оксидирования легированных и высокоуглеродистых сталей – 2-2,5 ч.

При приготовлении раствора для оксидирования следует избегать одновременной загрузки крупных порций каустической соды, твердые куски необходимо дробить на малые части и погружать в раствор в сетчатых корзинах. Корректировка раствора в процессе оксидирования необходима из-за того, что часть раствора уносится из ванны на поверхности извлекаемых деталей, часть раствора выкипает. В раствор доливают воду до исходного уровня и контролируют температуру кипения. Снижение температуры кипения раствора указывает на понижение концентрации раствора, повышение – на повышение концентрации.

Перед оксидированием (воронением) поверхность деталей обезжиривают в щелочном растворе и тщательно промывают в теплой воде. Затем детали декапируют в 5-10% растворе серной кислоты в течение 0,5-1 минуты и промывают в проточной холодной воде.

Загружать детали в ванну необходимо медленно и осторожно – возможно разбрызгивание горячего раствора. В процессе раствор должен свободно покрывать всю поверхность деталей и все время кипеть

Каждые полчаса изделия извлекают из ванны и ополаскивают в холодной воде, затем опять погружают в ванну. Мелкие детали и метизы для оксидирования загружают в корзинки, изготовленные из перфорированного металлического листа.

В процессе оксидирования могут возникать следующие отклонения:

Неоднородность оттенков окисной пленки на поверхности деталей указывает на недостаточное время выдержки.
Налет похожий на ржавчину на поверхности деталей возникает из-за недостаточной концентрации окислителя – нитрита натрия.
Образование зеленоватого налета свидетельствует о недостатке в растворе каустической соды.
Пятна разного цвета и отсутствие окисной пленки на отдельных участках свидетельствует о некачественной обработке поверхности деталей. Если проблема возникает при оксидировании метизов – необходимо усилить встряхивания (встряхивать 2-3 раза во время процесса).
Полное отсутствие окисной пленки свидетельствует о высокой концентрации раствора и соответственно высокой температуры кипения раствора

Необходимо осторожно, при перемешивании разбавить раствор водой, доводя температуру кипения до 140С.

Соединения алюминия и их вред

Некоторые соединения алюминия способны вызывать острую интоксикацию. Это хорошо растворимые соли, такие как сульфат, хлорид и нитрат. При этом в незначительных количествах сернокислый алюминий применяется в пищевой промышленности. Гидроксид алюминия может быть как полезным, так и вредным, он является основанием, и проявляет вред, стимулируя гемолитическое действие и разрушая красные кровяные тельца.

Алюминиевая пыль (или алюминиевая пудра)

Средней токсичностью обладает сам металлический алюминий, и особо велик вред от хронического вдыхания алюминиевой пыли. Этот способ интоксикации является промышленным. Если вдыхать алюминиевую пыль, бериллиевую пыль и пыль бронзы, содержащей элемент № 13,  то через месяц в легких появляются признаки их воспаления, возникает эмфизема, диффузный пневмосклероз. Вдыхание нитрида алюминия приводят также к воспалению бронхов, пневмосклерозу, дистрофии печёночных клеток.

Сварка алюминиевого корпуса лодки

Также при вдыхании паров алюминия наносится вред центральной нервной системе, и при длительном воздействии этого токсического фактора возникает характерная клиническая симптоматика, описанная ниже, поэтому специалисты по сварке алюминия входят в группу риска. Образующиеся пары алюминия и его соединений наносят выраженный вред здоровью. Если в течение 3 часов ежедневно вдыхать аэрозоль, который выделяется при сварке, то, в конце концов, также разрастается соединительная ткань в легких и уменьшается легочная вентиляция, а в высоких концентрациях аэрозоль вызывает тяжелую пневмонию.

Вреден и хлоргидрат алюминия, но об этом соединении будет рассказано ниже, поскольку он входит в состав косметических препаратов. В состав многих косметических средств входит и такое соединение, как хлорид алюминия: он широко применяется как катализатор при органическом синтезе, и он же является промышленным ядом при проникновении в организм, принося серьезный вред здоровью.

Хлорид алюминия (хлористый алюминия)

Даже глиняная пыль способна к повреждению эпителия дыхательных путей, она вызывает дистрофию хрящевого скелета бронхов с развитием некроза и очагового склероза. Вдыхание пыли, которая скопилась рядом с плавильными печами, в которых получают металл, через несколько месяцев приводит к разрастанию соединительной ткани в легких с развитием фиброза, а через год развиваются рубцы и спайки в легочной ткани.

Фосфид алюминия используется как пестицид, но это соединение нестойкое, и, реагируя с водой, он распадается, выделяя ядовитый фосфин – газ, состоящий из фосфора и водорода, с запахом тухлой рыбы.

Оксид алюминия, который покрывает свежую поверхность металла, также приносит вред здоровью. Вся посуда из этого металла покрыта окисной пленкой, поскольку металл очень быстро окисляется на воздухе, содержащимся в нем кислородом. Есть и совершенно нетоксичный оксид алюминия, встречающийся в природе. Это корунд, и особенно – рубины и сапфиры. Они являются исключительно стойкими и никак не влияют на наше здоровье. А вот посуда из этого «небесного» металла при определённых условиях является достаточно токсичной, и об этом рассказано ниже.

Окисление — алюминий

Так как скорость окисления алюминия тем выше, чем выше его температура, то температуру металла в ванне следует держать на возможно более низком уровне, не превышающем 750 С.
 

Так как скорость окисления алюминия тем выше, чем выше его температура, то температуру металла на поверхности ванны следует держать на возможно более низком уровне, не превышая 750 С.
 

Напишите уравнения реакций окисления алюминия нитратом калия в кислой и щелочной средах.
 

В), ток окисления алюминия в присутствии фторида пропорционален концентрации последнего.
 

Нитевидные кристаллы сапфира получают путем окисления алюминия в атмосфере водорода и водяных паров. В дальнейшем предполагается включать нитевидные кристаллы в стали и тугоплавкие металлы с целью повышения их тепло-и механической прочности.
 

Растворение кремиия в алюминии и окисление алюминия несколько повышает электросопротивление алюминиевой — пленки.
 

Предложено комбинировать электролиз с окислением алюминия. В отличие от обычной своей стойкости алюминий, находясь в виде амальгамы, быстро превращается влагой воздуха в глинозем. При этом освобождающаяся ртуть может вновь амальгамировать алюминий и этим его активировать. Таким образом, небольшие количества ртути, выделенные электролитическим путем на металлическом алюминии, могут быть обнаружены благодаря тому, что на поверхности его нарастает выпячивающийся слой гидроокиси алюминия.
 

Несмотря на повышенный интерес к вопросам окисления алюминия, до сих пор нет работ по вопросу о начальных стадиях взаимодействия чистой поверхности металла с кислородом, хотя исследования структуры окиси на алюминии многочисленны. Опыты Штейнхейля с прозрачными пленками алюминия, ввиду несовершенства метода измерения скорости окисления ( определением повышения степени прозрачности пленок до временем), не дают ответа не только на количественные вопросы окисления, но оставляют под сомнением и качественную сторону явления. Весовые измерения Вернона , которые служат почти единственным источником сведений о скорости окисленея алюминия, характеризуют только вторичную стадию окисления, но и в этом требуются уточнения, так как опыты были проведены в обычных атмосферных условиях: присутствие водяных паров в окисляющем газе могло сказаться на характере процесса окисления.
 

Теории, предложенные для описания процесса окисления алюминия, строились так, чтобы из них можно было получить приведенный выше логарифмический закон роста толщины окисной пленки.
 

Гульбранзен и Визой нашли, что окисление алюминия в области температур 350 — 450 происходит по параболическому закону. Толщина слоев окисла в их опытах достигала 400 А.
 

Такая более сложная зависимость используется для описания окисления алюминия и хрома.
 

При анализе алюминиевых сплавов следует учитывать легкость окисления алюминия. Необходимо часто прерывать возбуждение для того, чтобы под противоэлектрод подвести свежую поверхность пробы. Напряжения пробоя источника дуги переменного тока оказывается достаточным для использования его при анализе алюминиевых сплавов.
 

Таким образом, выделение энергии в результате окисления алюминия сопровождается образованием ПД с меньшим содержанием газообразных компонентов и, поэтому, обладающих меньшей способностью превращать тепловую энергию в механическую работу. Но такое положение вещей сохраняется лишь на ранней неравновесной стадии расширения ПД, когда температура А12О3 выше температуры газообразных ПД. В процессе установления термического равновесия на последующей стадии расширения ПД их внутренняя энергия за счет теплообмена повышается, что увеличивает их способность совершать механическую работу. В увеличении фугасного действия взрыва алюминийсодержащих ВВ большую роль играет также взаимодействие непрореагировавшего алюминия с окислителем, содержащимся в окружающей среде.
 

Основная трудность при сварке алюминиевых бронз вызвана окислением алюминия с образованием тугоплавкой оксидной пленки А12О3, оседающей на дно сварочной ванны.