công nghệ sản xuất nhôm và natri trong công nghiệp, các phương pháp sản xuất nhôm trong công nghiệp, sơ đồ quy trình sản xuất, ứng dụng của nhôm trong đời sống, một số tính chất vật lí, hóa học cơ bản của nhôm, các phương pháp sản xuất natri trong công nghiệp, sơ đồ quy trình sản xuất natri
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA HÓA HỌC GVHD: Lê Thị Thanh Thúy Nhóm SV thực hiện: Lý Minh Hoài Nguyễn Tạ Nguyệt Nữ Trương Nữ Ái Linh PHẦN A: NHÔM – PHẦN B: NATRI Lịch sử tìm nguyên tố Khái quát nguyên tố Công nghệ sản xuất Ứng dụng đời sống • Nhôm nguyên tố phổ biến thứ (sau ôxy silic), kim loại phổ biến vỏ Trái Đất Đến ngày nay, nhôm sử dụng nhiều đời sống Nhưng người biết nhôm có thời mắc vàng bạc, đồ xa xỉ bậc đế vương Vậy nhôm tìm nào? Lịch sử tìm nguyên tố Nhôm: Theo xác nhận nhà viết sử người Hy Lạp Hêrođot (sống kỷ thứ V trước công nguyên) dân tộc cổ xưa dùng loại chất khoáng mà họ gọi “Alumen”, nghĩa “làm săn sợi” để giữ màu nhuộm vải Mãi đến kỷ XVI, nhà vạn vật học người Đức Paratxenkhi nghiên cứu chất khoáng vật khác có loại phèn, nhà bác học xác định chúng “muối loại đất chứa phèn đó” mà thành phần có chứa oxit kim loại chưa biết; thứ oxit sau gọi đất phèn Lịch sử tìm nguyên tố Nhôm: Năm 1754, nhà hóa học người Đức Anđrêat Xighizmunđơ tách thứ gọi “đất chứa phèn” Năm 1807, cách điện phân chất kiềm, nhà bác học người Anh Hanfri Đêvi phát natri kali, ông chưa phân giải đất phèn dòng điện Nhà bác học người Thụy Điển Becxêliut gọi alumium, sau, Đêvi đổi alumium thành aluminium (nhôm) Năm 1825, nhà bác học người Đan Mạch Hans Khrixtian Ecxtet (Hans Christian Oersted) người chế nhôm kim loại Lịch sử tìm nguyên tố Nhôm: Đến cuối năm 1827, nhà hóa học Đức trẻ tuổi, tên Friđric Vuêle công bố phương pháp điều chế kim loại Và phương pháp Vuêle cho phép tách nhôm dạng hạt có độ lớn không đầu kim băng Mười tám năm sau ông hoàn chỉnh phương pháp điều chế nhôm dạng khối đặc Nhôm dạng khối Năm 1886 trở thành mốc quan trọng lịch sử nhôm, mà nhà bác học Mỹ Saclơ Martin Hôn (Charles Martin Hall) nhà bác học Pháp Pôn Lui Tuxtanh Eru (Paul Louis Toussaint Heroult) cách độc lập hoàn thiện phương pháp điện phân để sản xuất kim loại Khái quát nguyên tố Nhôm a) Khái quát chung: - Ở dạng hợp chất 270 loại khoáng vật khác - Quặng chứa nhôm bôxít Nhôm kim loại mềm, nhẹ với màu xám bạc ánh kim mờ, dễ uốn, dễ gia công có tỷ trọng thấp có khả chống ăn mòn tượng thụ động - Các hợp chất hữu ích nhôm oxit sunfat Mặc dù có mặt phổ biến môi trường muối nhôm không dạng sống sử dụng a) Khái quát chung: - Tên, ký hiệu : Nhôm, Al - Mạng tinh thể : Lập phương tâm diện * Nhôm bảng tuần hoàn: Số hiệu nguyên tử : 13 Nguyên tử khối trung bình : 26,9815386(13) Phân loại : Kim loại Nhóm, phân lớp : IIIA, p Chu kỳ : Chu kỳ Cấu hình electron : [Ne] 3s2 3p1 b) Tính chất vật lí: Màu sắc Trạng thái vật chất Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ sôi : Ánh kim trắng bạc : Chất rắn : 933,47 K (660,3 °C, 1220,58 °F) : 2792 K (2518.99 °C, 4566 °F) - d nhỏ (~2,7g/cm³) nên nhôm hợp kim nhôm nặng 1/3 thép - Tính chống ăn mòn khí - Tính dẫn điện: Tính dẫn điện nhôm 2/3 đồng (kim loại), nhôm nhẹ - Tính dẻo: Rất dẻo, nên thuận lợi cho việc kéo thành dây, tấm, lá, băng, màng - Độ bền, độ cứng: Thấp c) Tính chất hóa học: Nhôm có tính khử mạnh: Al – 3e Al3+ Tác dụng với phi kim: Thí dụ: 4Al + 3O2 2Al Tác dụng với nước: 2Al2O3 + 3Cl2 2AlCl3 Al không tác dụng với H2O kể đun nóng có lớp màng Al2O3 không cho nước thấm qua Nếu phá bỏ lớp Al2O3 Al tác dụng với nước phản ứng dừng sau sinh Al(OH)3 2Al + 6H O 2Al(OH) + 3H Lịch sử tìm nguyên tố Nguồn gốc tên gọi: Từ tiếng Latin Trung cổ,sodanum, loại thuốc trị nhức đầu, từ tiếng Anh soda Kí hiệu hóa học sodium có gốc gác từ tiếng Latin để gọi sodium carbonate, natrium Khám phá: Sodium lần tách lập ngài Humphry Davy vào năm 1807 cách điện phân xút ăn da, nhận từ lâu hợp chất Khái quát nguyên tố Natri a) Khái quát chung: Tên, ký hiệu : Natri, Na Mạng tinh thể : Lập phương tâm khối Natri bảng tuần hoàn: Số hiệu nguyên tử : 11 Nguyên tử khối trung bình : 22,98976928(2) Phân loại : Kim loại kiềm Nhóm, phân lớp : IA, s Chu kỳ : Chu kỳ 6,6% 2,6% 3,4% Các nguyên tố khác Natri canxi 4,7% Sắt 7,5% Nhôm 25,8% Silic 49,4% Oxi % nguyên tố vỏ Trái Đất b) Tính chất vật lí: Màu sắc : Ánh kim trắng bạc Trạng thái vật chất : Chất rắn Nhiệt độ nóng chảy : 370,87 K (97,72 °C, 207,9 °F) Nhiệt độ sôi : 1156 K (883 °C, 1621 °F) Mẫu Natri c) Tính chất hóa học: Có tính khử mạnh: Na – 1e Na+ c) Tính chất hóa học: Tác dụng với nước: Thí dụ : 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 Bảo quản: ngâm Na dầu hỏa Tác dụng với dung dịch muối: Xảy giai đoạn: + Giai đoạn 1: KLK + H2O Dung dịch bazơ + H2 + Giai đoạn 2: Dung dịch bazơ + dd muối bazơ + muối Thí dụ : Cho Na vào dung dịch muối CuSO4 2Na + 2NaOH + 2H2O 2NaOH CuSO4 Cu(OH)2 + H2 + Na2SO4 Công nghệ điện phân muối nóng chảy a) Nguyên liệu: Mỏ muối Ruộng muối * Sơ đồ công nghệ tinh chế muối NaCl b) Điện phân sản xuất Natri kim loại: Điện phân hydroxit nóng chảy: Bể điện phân nung nóng đốt vào từ cửa cấp khí thải từ cửa thải Hydroxit cấp liên tục vào bể điện phân Catot àm than chì đặt bể chụp kín chụp hình chuông Anot làm than chì hình ống đặt bao quanh catot Natri kim loại giải phóng từ catot lên phần chuông phân cách thường xuyên lấy Video mô trình sản xuất natri Điện phân clorua natri nóng chảy ( xút – clo): Các phương trình phản ứng điện cực điện phân hydroxit hay clorua nóng chảy xảy sau: Trên catot: Na+ + 1e = Na Trên anot: 2OH- – 2e = ½ O2 + H2O 2Cl- – 2e = Cl2 Ứng dụng đời sống