АЛЮМИНИЙ Алюминий Алюминий или глиний (хим. обозначение - Al, атомный вес 27, 04) -металл, ненайденный до сих пор в природе в свободном состоянии; зато ввиде соединений, а именно силикатов, элемент этот повсеместно и широкораспространен; он входит в состав массы горных пород. В формеглиноземного силиката алюминий находится в глинах, мергелях, в любойчастице земли, а глиноземно-калийный силикат образует полевой шпат,существенную составную часть многих горных пород. В свободном состоянии,в виде серого порошка, алюминий впервые был получен Вёлером, в 1827 г.,а позднее им же (в 1846 г.), в виде небольших блестящих металлическихшариков, причем были описаны и все его свойства. Технический способполучения существенно усовершенствован и разработан Сен-Клер Девиллем (в1854 г.). При добывании алюминия по последнему способу поступаютследующим образом: 400 вес. ч. двойной соли хлористого натрия ихлористого алюминия - NaAlCl4 200 ч. поваренной соли и 200 ч.плавикового шпата или криолита тщательно высушивают (каждое соединение вотдельности), измельчают и смешивают с 75 - 80 ч. металлического Na,разрезанного на мелкие куски; смесь вносят в объемистый глиняный тигельи нагревают вначале слабо, причем наступает сильная реакция,сопровождающаяся раскаливанием массы; вслед затем начинают гретьсильнее, почти до температуры плавления серебра, чтобы сплавитьалюминий, выделяющийся сначала в виде порошка и при этом время отвремени помешивают массу глиняным шпателем. Из всех взятых веществ вреакцию вступают только металлический натрий и хлористый алюминий,заключающийся в соединении с хлористым натрием (NaAlCI4), причемобразуется хлористый натрий и металлический алюминий; прочие же веществачастью играют роль шлаков, предохраняющих реагирующую массу от доступакислорода воздуха, а отчасти, как плавни, способствуют сплавлениюотдельных зерен алюминия между собою. Если операция получения веденаправильно, то по окончании плавления сперва сливают жидкие шлаки, азатем собравшийся на дне металл выливают в формы. В существенных чертахтакой же способ практикуется на заводах Руссо и Морэна, только тамплавка производится не в тиглях, а в пламенной печи, в полу которой,ближе к середине, сделано углубление, имеющее отверстие для стокаметалла и шлаков. Смесь необходимых веществ вносится лопатками впламенную печь, нагретую предварительно до слабо красного каления; поокончании сплавления сначала стекает расплавленный металл, затемсодержащие металл шлаки и, наконец, чистые шлаки. Шлаки, содержапцеметалл, после ручной отборки более крупных металлических зерен, вновьидут в дело при дальнейшей работе. Так как получение соединенияхлористого натрия с хлористым алюминием представляет значительныезатруднения, то в иных случаях пользуются соответствующим фтористымсоединением, которое в виде минерала криолита найдено в значительныхмассах в Гренландии; способы обработки криолита по существу одни и теже, что и при работе с хлористым соединением. Ныне производствометаллического алюминия ведется в особенно значительных размерах вАнглии (во Франции его издавна фабрикуют в Salindres, около Alais).Кроме вышеупомянутого, предложено много других методов получения,имеющих целью обойти применение ценного металлического натрия, (главнымобразом при промощи гальванического тока), но до сих пор наивыгоднейшимспособом остается тот, который дан Девиллем. Продажный алюминий не представляет химически чистого вещества: онсодержит от 2% до 12% посторонних тел, главным образом железа и кремния,что зависит уже прямо от фабрикации. По блеску и цвету алюминий стоитпосредине между серебром и платиной; он в высшей степени тягуч и приповторном слабом нагревании может быть вытянут в тонкую проволоку илиплющится в тончайшие листки; по твердости он близок к цинку, но послехолодной проковки значительно превосходит его в этом отношении. Удельныйвес алюмиия 2,56, но при обработке, проковке и т. п. он возвышается до2,67, так что алюминий втрое легче меди и вчетверо легче серебра.Плавится он приблизительно около 700° C.; обладает весьма слабымимагнитными свойствами; хороший проводник теплоты и электричества; приударе издает превосходный, ясный звук. На воздухе алюминий не утрачиваетсвоего блеска и цвета и противостоит действию влажности. Серная иазотная кислота на него не действуют, в соляной же и во многих другихслабых кислотах, даже сильно разбавленных водой, он легко растворяется;точно также легко растворяют его, с выделением водорода, водные растворыщелочей. От действия сероводорода он не изменяется; при сплавлении, дажепри доступе воздуха, не окисляется. Прессованием, проковкой,вальцеванием, плавлением можно придать ему любую форму, а поделки изэтого металла можно шлифовать и украшать разнообразнейшими способами,посредством гильошировки и местного золочения или серебрения. Но несмотря на все эти преимущества, алюминий имеет сравнительно небольшоеприменение: до сих пор он служит преимущественно для выделки недорогихпредметов роскоши, затем для устройства тех научных приборов, которыедолжны иметь по возможности незначительный вес, каковы, например:коромысла точных весов, трубы больших телескопов и т. д. Ежегоднаядобыча металла равняется приблизительно 2500 килогр. В периодической системе элементов проф. Менделеева алюминийпомещается в III группе, в 3-м ряду, чем и определяется большая частьего свойств, а также и его соединений. Алюминий способен соединяться стремя атомами галоидов; но частица галоидных соединений алюминияявляется простою, напр. в виде АlСl3, только при температурах оченьвозвышенных, однако и при этих последних значительная часть веществаостается в полимеризованном состоянии, в виде удвоенной частицы Al2Cl6.Это становится легко понятным, если принять во внимание, что такназываемые предельные формы соединений некоторых элементов способныдавать еще дальнейшие соединения с другими частицами, чему пример мывидим в способности многих тел образовать кристаллические соединения саммиаком, кристаллизационною водою и т. д. Так и в предельной формесоединения алюминия АlХ3 сильно развита способность давать такого родасоединения; а раз имеется способность соединяться с другими частицами,то становится возможным допускать и соединение тождественных частицсамих с собою, что мы имеем для А12Сl6=АlСl3+АlСl3. Наиболее важные соединения алюминия следующие: Хлористый алюминий Al2Cl6 получается при накаливании в струе хлорасмеси чистого глинозема (окиси алюминия) и угля; такую смесь сначалазамешивают в тестообразную массу с маслом, сахарным сиропом или дегтем,формуют из ее шарики и прокаливают их в закрытом тигле до тех пор, покане перестанут выделяться горючие пары; по охлаждении вносят эти шарики вфарфоровую трубку или глиняную реторту и накаливают в струе хлора,причем образующийся хлористый алюминий улетучивается и сгущается вприемнике в белую кристаллическую, сильно гигроскопическую массу, легкорастворимую в воде, алкоголе и эфире. В последнее время хлористыйалюминий, а также АlВr3, и AlJ3 имеют огромное значение при синтезахмногих сложных органических соединений, в особенности ароматическогоряда (см. соч. Г. Г. Густавсона, "Органические соединения в ихотношениях к галоидным солям алюминия", 1883 г.). Соединение хлористого натрия с хлористым алюминием NaCI + AlCl3 =NaAlCl, исходный материал для получения алюминия. Образуется подобным жепутем, как и хлористый алюминий, с той разницей, что к смеси глинозема суглем прибавляют еще соответственное количество хлористого натрия.кристаллическая, бесцветная, улетучивающаяся при краснокалильном жаре,масса, легко растворимая в воде, но менее гигроскопическая, чемхлористый алюминий. Соединение фтористого алюминия с фтористым натрием NaF + AlF3 =NaAlF4 образует минерал криолит. Окись алюминия Аl2О4 (глинозем)встречается в природе вкристаллическом состоянии в виде различных минералов: окрашенная вкрасный цвет представляет рубин, в желтый или коричневый - корунд ивосточный топаз, в синий - сапфир, в пурпурово-красный - восточныйаметист ; мелкозернистая кристаллическая масса, с примесью кремнекислотыи соединений железа, называется шмиргелем или наждаком. Все этикристаллические минералы немного уступают по твердости алмазу и неизменяются даже от действия крепких кислот. В аморфном виде глиноземполучается при сильном прокаливании некоторых глиноземных солей или приумеренном нагревании гидрата окиси алюминия, в виде рыхлого белого,порошка, растворяющегося в слабых кислотах и щелочах, если только он небыл предварительно нагрет слишком сильно. Гидрат окиси алюминия, гидрат глинозема Al2(OH6). Кроме нормальногоглиноземного гидрата, с составом, указанным формулою, встречающегося вприроде в виде минерала гидраргиллита (гиббсита), есть еще два другихгидрата, а именно Al2O2(OH)2 - минерал диаспор и Al2O(OH)2 - боксит.Гидрат глинозема образуется в виде белого студенистого осадка присмешении растворимых глиноземных солей с водным аммиаком. В технике егополучают сплавлением мелко измельченного боксита с содой, или припрокаливании криолита с известью; в обоих случаях образующийся алюминатнатрия извлекают водою и из раствора осаждают глиноземный гидрат в видеплотного осадка пропусканием углекислоты, причем углекислый натрийпереходит в раствор. При выслушивании глиноземный гидрат образуетплотные, твердые куски, или легкий, белый порошок, отдающий припрокаливании свою воду и переходящий в аморфный глинозем. Гидрат,полученный искусственным путем, легко растворяется в щелочах и кислотах,а гидраты, встречающиеся в природе, растворяются в кислотах только послеслабого прокаливания. Гидрат окиси алюминия может быть также получен врастворимом состоянии, в форме коллоидального глинозема. По Грэму, такоевидоизменение - гидрозоль глинозема - получается, если подвергнутьдиализу насыщенный глиноземом водный раствор хлористого алюминия; приэтом соляная кислота диффундирует в наружную воду, а растворимый гидратостается в диализаторе; он необычайно легко переходит в нерастворимоесостояние, напр. от следов солей, так что достаточно уже подбавитьобыкновенной ключевой воды, чтобы из такого раствора осел обыкновенныйгидрат глинозема. От гидрата окиси алюминия можно, с одной стороны,перейти к алюминатам, замещая водородные атомы гидроксильных группметаллами, а с другой - к глиноземным солям, при замещении водородныхатомов в гидроксильных группах кислотными радикалами. Соли окиси алюминия(глиноземные соли) образуются при обработкеаморфного водного глинозема соответственными кислотами, или при обменномразложении солей окиси алюминия с другими солями. Азотно-глиноземнаясоль образуется, напр., при растворении гидрата окиси алюминия в азотнойвислой, а уксуснокислая соль - при смешении сернокислого глинозема суксусно-свинцовою солью. Средние соли производятся от нормальногогидрата Аl2(ОН)6, при чем 6 водородных атомов гидроксильных группзамещаются столькими же одноэквивалентными или тремя двуэквивалентнымикислотными радикалами, напр. Al2O6(NO2)6 - азотно-глиноземная соль,Al2O6(SO2)3 или Аl2(SO4)3 - серно-глиноземная соль. Водные растворы этихсредних солей имеют кислую реакцию: сюда относятся сернокислая,азотнокислая и уксуснокислая соли, из которых сернокислая имеет свойствообразовать с другими сернокислыми солями двойные соли, так называемыеквасцы. Кроме средних солей имеются еще основные соли, которыепроизводятся подобным же образом от двух остальных гидратов глинозема. Сернистый алюминий Al2S3, образуется, если бросать серу нараскаленный до красна алюминий; при температурах ниже красного калениявзаимодействия не происходит. Полученный таким образом сернистыйалюминий представляет черную слившуюся массу, очень нестойкую,распадающуюся под влиянием воды или просто влажного воздуха насероводород и водную окись алюминия. Подобного соединения алюминия ссерой нельзя получить мокрым путем.