Ржавеет ли алюминий в воде?

Содержание

Ржавеет ли алюминий в воде

Ржавеет ли алюминий в воде?

В рекомендациях по приготовлению и хранению различных средств в домашних условиях часто можно встретить фразу, что стоит использовать эмалированную, стеклянную или нержавеющую посуду. При этом отмечают, что алюминиевая – не пригодна. Чтобы разобраться в таком отношении, стоит обратиться к химии и коррозии металлов. Именно они подскажут: почему в алюминиевой посуде нельзя хранить щелочные растворы.

Основные факты про вещество

Элемент, занимающий ячейку №13 Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, относится к главной подгруппе третьей группы. Это промежуточное положение между металлами и неметаллами. Потому совмещает в себе свойства как первых, так и вторых.Его характерная валентность в соединениях III, а степени окисления: 0 – для простого вещества, и +3 – для соединений.

Это прочный, но мягкий металл, серебристо-белого цвета. Низкая плотность позволяет легко придавать ему любую форму. Отсюда, широкое использование алюминия, в том числе и в бытовых целях. Достаточно вспомнить погнутые вилки и ложки в общественных столовых.

Что же расскажет химия про алюминий?

С точки зрения химии, алюминий это реакционно-активное вещество. Обычно, во всех взаимодействиях он ведет себя как восстановитель, а сам окисляется, то есть легко отдает все свои 3 валентных электрона. Потому в природе в чистом виде не существует.
Вся тайна неординарного поведения этого металла заключается в его двойственности или, как ее еще называют в амфотерности.

Состоит она в проявлении кислотных или основных свойств в зависимости от среды, основной или кислой соответственно. Так, алюминий (Al), как простое вещество, реагирует с разбавленными кислотами и выделяет из них молекулы водорода (Н2). С щелочами в растворе, образует красивые комплексные соединения.

С теми же щелочами, но в расплаве образует соли алюминиевой кислоты (H3AlO3) – алюминаты.

Коррозионная стойкость алюминия

Метал алюминий – любимый материал в производстве. Помимо перечисленных выше его достоинств: мягкости и прочности, сюда можно добавить высокую коррозионную прочность в обычных условиях.Коррозией называют разрушение веществ без внешнего механического воздействия. Это понятие привычно для металлов и сплавов, хотя на самом деле применимо, к любому другому материалу тоже.

Чистые металлы или сплавы вступают в реакцию с веществами окружающей среды и окисляются, нарушая целостность изделия. Самым распространенным примером является образование и отслоение ржавчины на железной поверхности. Коррозия алюминиевых деталей выглядит в виде темных точек, царапин и провалов.

Устойчивость алюминия к коррозии обусловлена наличием оксидной пленки (Al2O3) на поверхности. Пленка тонкая и прочная, внешне практически незаметная. Полностью покрывает поверхность металла, тем самым защищая его от негативного воздействия внешних факторов.
Образуется Al2O3 легко взаимодействием с кислородом воздуха.

Получается, что в атмосфере алюминий сам себя защищает от коррозионных процессов. Он проявляет стойкость даже в средах с большим содержанием сероводорода, аммиака, хлороводорода и других газов.

Этим обосновано применение алюминия как материла для оборудования в химической промышленности или емкостей для хранения в сельском хозяйстве.

Если говорить о посуде, то в ней происходят процессы разрушения под действием водных растворов. Обессоленная (дистиллированная) вода, как и горячий пар, не будут иметь никакого влияния на алюминиевую поверхность. Коррозию могут вызвать минеральные соли или щелочи в воде, если оксидная пленка потеряет свою целостность (например, поцарапается ложкой) и откроет молекулярный алюминий. В таком случает, он прореагирует с водой, образуя белый гидрооксид (Al(OH)3), и выделит водород (Н2).

Что понимать под щелочными растворами?

Щелочи – это соединения, в состав которых входят металлы главной подгруппы первой группы и ион гидрооксида (ОН-). Они растворимы в воде, где находятся в виде соответствующих ионов. Эти растворы и являются щелочными. Например, натрия гидрооксид (NaOH), калия гидрооксид (КОН) и т.д.Тем не менее, к щелочным растворам можно отнести те, чья среда имеет водородный показать (рН) выше 7. Этот параметр зависит от концентрации ионов водорода (Н+) в растворе, и показывает реакцию среды: кислую, нейтральную или щелочную.

Щелочную среду имеют: раствор пищевой соды (NaHCO3), нашатырный спирт (NH4ОН) и прочие. Высокое значение рН показывают мыльные растворы.

Что происходит с алюминиевой посудой в щелочных растворах?

Под действием щелочей оксидная пленка на поверхности алюминия растворяется. Открытый при этом металл взаимодействует с водой, образуя, как уже указывалось ранее, гидрооксид алюминия.
Например, если в емкость из алюминия налить едкий натр (NaOH), то появится голубое окрашивание раствора, обусловленное тетрагидроксоалюминатом натрия (Na[Al(OH)4]). Окрашивание может исчезнуть при добавлении избытка воды или кислоты, например, уксуса. В реакции также выделиться молекулярный водород, который можно наблюдать в виде пузырьков.

Раствор пищевой соды тоже бурно прореагирует с алюминиевой посудой, при этом будет наблюдаться обильная пена. После тару можно промыть водой, и поверхность заблестит, как новенькая.Объяснить это можно тем, что гидрокарбонат натрия (сода) вступит в реакцию с оксидом алюминия, образуя комплексную соль и угольную кислоту (Н2СО3), которая неустойчива и распадается с выделением газа, диоксида углерода (СО2). Подобная реакция наблюдается в кулинарии при гашении соды уксусом.

Таким образом, алюминий прекрасный материал для изготовления тары. Он коррозионно-устойчивый там, где другие металлы и сплавы пасуют. Даже агрессивные среды не способны его разрушить. Но, оказывается, щелочные растворы, даже такие безобидные как смесь пищевой соды с водой, могут разрушающе действовать на изделия из чистого алюминия и его сплавов.

Источник: https://respect-kovka.com/rzhaveet-li-alyuminiy-v-vode/

Ржавеет ли алюминий от воды?

Ржавеет ли алюминий в воде?

Чтобы выяснить, какую может принести алюминий вред и пользу, давайте познакомимся с этим металлом. Выделяют четыре главных качества:

  • легкий;
  • мягкий;
  • не ржавеет;
  • обладает хорошей теплопроводностью.

Перечисленные свойства металла уже подтверждают пользу конечного изделия. Легкая алюминиевая посуда удобна в использовании. Хозяйке не приходится тягать тяжелые кастрюли и сковородки.

Из-за мягкости и пластичности материал удобен в обработке, что существенно снижает стоимость кухонного предмета. Алюминий не ржавеет, а покрывается только безопасной для человека оксидной пленкой. Это огромная польза для приготовленного блюда.

Высокая теплопроводность – самое полезное свойство материала. Блюда готовятся быстрее, а энергии на разогрев посуды меньше уходит.

Алюминиевые сплавы, применяемые для производства посуды

У современной алюминиевой посуды свойства отличаются, что зависит от состава сырья. Для производства кухонных предметов используют:

  • Первичный металл марки А5. Пищевой алюминий в чистом виде обладает отличной теплопроводностью, но он очень мягкий. Для придания изделиям прочности в металл добавляют дополнительные элементы. Получившиеся сплавы (АК7, АК9 и др.) безопасны для здоровья, при этом сохраняют полезные свойства алюминия.
  • Алюминиевый чугун. Сплав унаследовал лучшие свойства двух металлов: теплоемкость, стойкость к коррозии. Из сырья изготавливают толстостенные кухонные предметы: казаны, сковороды, утятницы.Важно! Польза алюминиевого чугуна заключается в том, что кухонный предмет получается легкий. Одновременно сохраняются свойства чугуна – высокая теплоемкость. Приготовленная еда в алюминиевой посуде меньше подгорает, даже может короткое время остаться для сохранения.
  • Биметаллический сплав. Сырье применяют для штамповки кухонных предметов. По сути, материалом являются листы алюминия и стали. Кастрюли, чайники, ковшики сохраняют важное свойство – теплопроводность. Однако за счет стали стенки предметов стали прочнее и менее пористые.
Читайте также  Пайка алюминия в домашних условиях

Если говорить о старой алюминиевой посуде, вред и польза будет аналогичная, как и от новых современных кухонных приборов. Раньше для производства чаще всего использовался чистый пищевой алюминий без добавок, о чем свидетельствует быстрое появление вмятин у кастрюль при падении или ударе.

Технология производства

Свойства посуды могут различаться в зависимости от технологии ее производства:

  • Технологию листового производства называют штамповкой. Из листа «выдавливают» изделие. После придания формы предмету, идет его финишная обработка. Штамповку делают методом чеканки или ковки. Самая дешевая получается посуда, изготовленная методом чеканки. Предмет выдавливают из листа вращающейся болванкой станка. Недостаток – утрачиваются положительные свойства металла. Ухудшается теплопроводность, прочность. Методом чеканки изготавливают тонкостенную посуду, у которой дно часто усиливают антидеформационным диском. Ковка применяется при производстве дорогостоящей посуды. Технология улучшает свойства алюминия: увеличивается теплопроводность, прочность.
  • Самая дорогая технология основана на методе литья. Алюминиевый расплавленный сплав заливают в формы. Технология позволяет полностью сохранить все положительные свойства алюминия. Стенки посуды получаются толстые, прочные, сложно поддаются деформации.

Важно! Все кухонные предметы сложной формы изготовлены методом штамповки. Литая посуда отличается простой конфигурацией.

Дно кастрюли, ковшика или другого изделия может быть многослойное. Изобретение очень полезное, так как снижается вероятность подгорания пищи. Дно при перегреве меньше деформируется, реже прогорает. В качестве дополнительного слоя используют толстую алюминиевую пластину. Если посуда предназначена для индукционной плиты, то дополнительную пластину устанавливают из медного сплава.

  Как убрать запах чеснока с рук

Доказано, что готовить кислые блюда в алюминиевой посуде вредно, так как металл во время реакции выделяет ядовитые вещества. Здесь на помощь приходит антипригарное покрытие. Полезное изобретение придумано не только для того, чтобы предотвратить пригорание. Антипригарное покрытие предотвращает контакт алюминия с пищей. Посуда сохраняет только полезные свойства, даже при варке компота или другого кислого блюда.

Антипригарное покрытие наносят методом наката или напыления. Более полезными свойствами обладает второй слой. Накатанное покрытие наносят на лист. После штамповки появляется множество микротрещин. Напыление выполняют только на готовую посуду. Чем больше защитных слоев, тем лучшими свойствами обладает антипригарное покрытие и больше от него пользы.

Защитный слой бывает трех типов:

  1. Керамика. Защитный слой имеет отрицательное свойство – плохо реагирует на длительный контакт с жидкостью. Оставшийся компот или суп придется переливать в другую емкость для хранения.
  2. Тефлон. Покрытие отличается капризностью. Недопустимо использование металлических ложек или половников во избежание появления царапин.
  3. Минеральный камень. Самое практичное покрытие, если не попалась подделка.

Любое защитное покрытие полезное, но такая посуда становится прихотливой в уходе, требует более бережного хранения.

Важно! Дорогая посуда из литого алюминия вред не принесет даже при приготовлении кислой пищи, так как обычно производится с защитным покрытием.

Современная алюминиевая посуда в быту отличается привлекательным внешним видом. Красоту придает декоративное покрытие. Это может быть:

  • эмаль;
  • лак;
  • нанесенная напылением фарфоровая суспензия, подвергшаяся обжигу;
  • анодирование.

Польза от декоративного покрытия – сохранение привлекательного внешнего вида. Вред для пищи нулевой, так как отсутствует прямой контакт. Декоративное покрытие наносят на наружную часть алюминиевой посуды.

Дешевые изделия ничем не покрывают. Их могут подвергнуть только шлифовке. Новая кастрюля будет блестеть, но после нескольких использований стенки станут тусклые.

Достоинства и польза алюминиевой посуды

Основным преимуществом алюминиевых кухонных предметов считается то, что они не несут вреда приготовленным блюдам. Образовавшаяся оксидная пленка не дает металлу вступать в реакцию с пищей. Если имеется антипригарное покрытие, то можно готовить даже кислые блюда.

Основные достоинства и польза подтверждаются следующими фактами:

  • хорошая теплопроводность;
  • равномерный прогрев;
  • низкая стоимость;
  • малый вес.

Алюминиевые кухонные предметы удобно размещать на полках в большом количестве, так как из-за легкого веса они не обрушатся.

Чем вредна алюминиевая посуда для здоровья

Существует много мифов о вреде алюминиевой посуды для организма человека, придуманных самими людьми. Всемирная организация медиков доказала, что используемый при производстве металл не является канцерогеном. Алюминий не вызывает онкологические заболевания.

Попадание в организм металла ничтожное, и то при условии, что используется посуда без антипригарного слоя. О вреде можно говорить, если неправильно использовать кухонные предметы. При отсутствии антипригарного покрытия нельзя готовить кислые блюда.

Игнорирование этого правила в худшем случае закончится пищевым отравлением.

На видео рассказывают, какую пользу и вред таят в себе алюминиевые кухонные предметы:

Правила использования алюминиевой посуды

Чтобы от посуды было больше пользы, чем вреда, надо уметь правильно пользоваться. Запрещено выполнять чистку абразивными средствами и мочалками, изготовленными с металлической стружки. При отсутствии защитного слоя некислую пищу можно готовить, но не хранить. Если пища подгорела, выполняют замачивание. Для мытья используют мягкую губку, гелиевые средства.

Можно ли варить варенье в алюминиевой посуде

При варке варенья принесет посуда из алюминия вред, если отсутствует антипригарное покрытие. Во-первых, существует угроза подгорания дна. Во-вторых, фрукты выделяют кислоту, а варенье часто варят в 3-4 захода. Однако существуют быстрые рецепты – «пятиминутки». Такое варенье можно сварить в любой алюминиевой миске.

Можно ли солить в алюминиевой посуде

Для засолов и маринадов алюминиевые кастрюли не подходят. Овощи выделяют кислоту. Вдобавок многие рецепты основаны на использовании уксуса. Даже солить рыбу в алюминиевой посуде нельзя. Оптимально соления выполнять в эмалированной таре или деревянных бочках. Иногда используют емкости с пищевого пластика.

Важно! Некоторые хозяйки умудряются мариновать в алюминиевой посуде овощи, поместив внутрь полиэтиленовый мешок. Задумка верная. Маринад остается в мешке, не контактируя с металлом. Однако при случайном повреждении полиэтилена весь продукт будет испорчен.

Кислые блюда в посуде из алюминия

Контакт кислоты с алюминием заканчивается выбросом металла в пищу. Первые блюда с томатом, компот, кисель лучше варить в другой посуде. Исключением являются только кастрюли с защитным покрытием. Кислое блюдо можно будет приготовить без вреда для здоровья, но для хранения его лучше поместить в другую тару.

  Чем вывести плесень на стенах в квартире

Что можно готовить в алюминиевой посуде

Не принесут вред кастрюли из алюминия, если в них готовить блюда с минимальным содержанием кислот. Это могут быть отваренные макароны, картофель, мясо, рыба. На сковороде можно жарить яйца, мясные и рыбные продукты. После приготовления пищу сразу перекладывают на тарелки или помещают в другую тару. При наличии защитного слоя можно готовить любые блюда.

Почему в алюминиевой посуде нельзя хранить продукты

Никакой пользы алюминий на организм человека не оказывает. При длительном хранении продукт продолжает контактировать с металлом. Концентрация окисленных частиц в пище увеличивается. Приготовленное блюдо лучше сразу пересыпать в другую тару.

Источник: https://neotravlen.ru/otravleniya/alyuminievaya-posuda-polza-i-vred-mozhno-li-v-nej-gotovit-otzyvy.html

Ржавеет ли алюминий в воде

[Deposit Photos]

Впервые алюминий был получен лишь в начале XIX века. Cделал это физик Ганс Эрстед. Свой эксперимент он проводил с амальгамой калия, хлоридом алюминия и ртутью.

Кстати, название этого серебристого материала произошло от латинского слова «квасцы», потому что именно из них добывается этот элемент.

Читайте также  Как плавить алюминий в домашних условиях?

Квасцы [Wikimedia]

Квасцы – это природные минералы на основе металлов, которые объединяют в своем составе соли серной кислоты.

Раньше алюминий считался драгоценным металлом и стоил на порядок дороже, чем золото. Объяснялось это тем, что металл было довольно сложно отделить от примесей. Так что позволить себе украшения из алюминия могли только богатые и влиятельные люди.

Источник: https://varimtutru.com/rzhaveet-li-alyuminiy-ot-vody/

Коррозия алюминия

Ржавеет ли алюминий в воде?

Коррозия алюминия – разрушение металла под влиянием окружающей среды.

Для реакции Al3+ +3e → Al стандартный электродный потенциал алюминия составляет   -1,66 В.

Температура плавления алюминия — 660 °C.

Плотность алюминия — 2,6989 г/см3 (при нормальных условиях).

Алюминий, хоть и является активным металлом, отличается достаточно хорошими коррозионными свойствами. Это можно объяснить способностью пассивироваться во многих агрессивных средах.

Коррозионная стойкость алюминия зависит от многих факторов: чистоты металла, коррозионной среды, концентрации агрессивных примесей  в среде, температуры и т.д. Сильное влияние оказывает рН растворов. Оксид алюминия на поверхности металла образуется только в интервале рН от 3 до 9!

Очень сильно влияет на коррозионную стойкость Al его чистота.  Для изготовления химических агрегатов, оборудования  используют только металл высокой чистоты (без примесей), например  алюминий марки АВ1 и АВ2.

Коррозия алюминия не наблюдается только в тех средах, где на поверхности металла образуется защитная оксидная пленка.

При нагревании алюминий может реагировать с некоторыми неметаллами:

2Al + N2 → 2AlN – взаимодействие алюминия и азота с образованием нитрида алюминия;

 4Al + 3С → Al4С3 – реакция взаимодействия алюминия с углеродом с образованием карбида алюминия;

2Al + 3S → Al2S3 – взаимодействие алюминия и серы с образованием сульфида алюминия.

Коррозия алюминия на воздухе (атмосферная коррозия алюминия)

Алюминий при взаимодействии с воздухом переходит в пассивное состояние. При соприкосновении чистого металла с воздухом на поверхности алюминия мгновенно появляется тонкая защитная пленка оксида алюминия. Далее рост пленки замедляется. Формула оксида алюминия – Al2O3 либо  Al2O3•H2O.

Реакция взаимодействия алюминия с кислородом:

4Al + 3O2 → 2Al2O3.

 Толщина этой оксидной пленки составляет от 5 до 100 нм (в зависимости от условий эксплуатации). Оксид алюминия обладает хорошим сцеплением с поверхностью, удовлетворяет условию сплошности оксидных пленок. При хранении на складе, толщина оксида алюминия на поверхности металла составляет около 0,01 – 0,02 мкм. При взаимодействии с сухим кислородом – 0,02 – 0,04 мкм. При термической обработке алюминия толщина оксидной пленки может достигать 0,1 мкм.

Алюминий достаточно стоек как на чистом сельском воздухе, так и находясь в промышленной атмосфере (содержащей пары серы, сероводород, газообразный аммиак, сухой хлороводород и т.п.). Т.к. на коррозию алюминия в газовых средах не оказывают никакого влияния сернистые соединения – его применяют для  изготовления установок переработки сернистой нефти, аппаратов вулканизации каучука.

Коррозия алюминия в воде

Коррозия алюминия почти не наблюдается при взаимодействии с чистой пресной, дистиллированной водой. Повышение температуры до 180 °С особого воздействия не оказывает. Горячий водяной пар на коррозию алюминия влияния также не оказывает. Если в воду, даже при комнатной температуре, добавить немного щелочи – скорость коррозии алюминия в такой среде немного увеличится.

Взаимодействие чистого алюминия (не покрытого оксидной пленкой) с водой можно описать  при помощи уравнения реакции:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑.

 При взаимодействии с морской водой чистый алюминий начинает корродировать, т.к. чувствителен к растворенным солям. Для эксплуатации алюминия в морской воде в его  состав вводят небольшое количество магния и кремния. Коррозионная стойкость алюминия и его сплавов, при воздействии морской воды, значительно снижается, если в состав метала будет входить медь.

Коррозия алюминия в кислотах

С повышением чистоты алюминия его стойкость в кислотах увеличивается.

Коррозия алюминия в серной кислоте

Для алюминия и его сплавов очень опасна серная кислота (обладает окислительными свойствами) средних концентраций. Реакция с разбавленной серной кислотой описывается уравнением:

 2Al + 3H2SO4(разб) → Al2(SO4)3 + 3H2↑.

Концентрированная холодная серная кислота не оказывает никакого влияния. А при нагревании алюминий  корродирует:

2Al + 6H2SO4(конц) → Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O.

При этом образуется растворимая соль – сульфат алюминия.

Al стоек в олеуме (дымящая серная кислота) при температурах до 200 °С. Благодаря этому его используют для производства хлорсульфоновой кислоты (HSO3Cl) и олеума.

Коррозия алюминия в соляной кислоте

В соляной кислоте алюминий или его сплавы быстро растворяются (особенно при повышении температуры). Уравнение коррозии:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑.

Аналогично действуют растворы  бромистоводородной (HBr),  плавиковой (HF) кислот.

Коррозия алюминия в азотной кислоте

Концентрированный раствор азотной кислоты отличается высокими окислительными свойствами. Алюминий в азотной кислоте при нормальной температуре исключительно стоек (стойкость выше, чем у нержавеющей стали 12Х18Н9). Его даже используют для производства концентрированной азотной кислоты методом прямого синтеза

При нагревании коррозия алюминия в азотной кислоте проходит по реакции:

Al + 6HNO3(конц) → Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O.

Коррозия алюминия в уксусной кислоте

Алюминий обладает достаточно высокой стойкостью к воздействию уксусной кислоты любых концентраций, но только если температура не превышает 65 °С. Его используют для производства формальдегида и уксусной к-ты.  При более высоких температурах алюминий растворяется (исключение составляют концентрации кислоты 98 – 99,8%).

В бромовой,  слабых растворах хромовой (до10%), фосфорной (до 1%) кислотах при комнатной температуре алюминий устойчив.

Слабое влияние на алюминий и его сплавы оказывают лимонная, масляная, яблочная, винная, пропионовая кислоты, вино, фруктовые соки.

Щавелевая, муравьиная, хлорорганические кислоты разрушают металл.

На коррозионную стойкость алюминия очень сильно влияет парообразная и капельножидкая ртуть. После недолгого контакта металл и его сплавы интенсивно корродируют, образуя амальгамы.

Коррозия алюминия в щелочах

Щелочи легко растворяют защитную оксидную пленку на поверхности алюминия, он начинает реагировать с водой, в результате чего металл растворяется с выделением водорода (коррозия алюминия с водородной деполяризацией).

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑;

2(NaOH•H2O) + 2Al → 2NaAlO2 + 3H2↑.

Образуются алюминаты.

Также оксидную пленку разрушают соли ртути, меди и ионы хлора.

Источник: https://www.okorrozii.com/korrozia-aliuminiya.html

Применение алюминия

Благодаря ковкости и легкости, а также защищенности от коррозии, алюминий является ценным металлом в современной промышленности. Из алюминия изготавливают не только кухонную посуду — он широко используется в авто- и авиастроительстве.

Также алюминий является одним из самых недорогих и экономичных материалов, так как его можно использовать бесконечно, переплавляя ненужные алюминиевые предметы, например, банки.

Алюминиевые банки [Deposit Photos]

Металлический алюминий безопасен, но его соединения могут оказывать токсическое действие на человека и животных (особенно хлорид, ацетат и сульфат алюминия).

Физические свойства алюминия

Алюминий — достаточно легкий металл серебристого цвета, который может образовывать сплавы с большинством металлов, особенно с медью, магнием и кремнием. Также он весьма пластичен, его без труда можно превратить в тонкую пластинку или же фольгу. Температура плавления алюминия = 660 °C, а температура кипения — 2470 °C.

Химические свойства алюминия

При комнатной температуре металл покрывается прочной пленкой оксида алюминия Al₂O₃, которая защищает его от коррозии.

С окислителями алюминий практически не реагирует из-за защищающей его оксидной пленки. Однако ее можно легко разрушить, чтобы металл проявил активные восстановительные свойства. Разрушить оксидную пленку алюминия можно раствором или расплавом щелочей, кислотами или же с помощью хлорида ртути.

Благодаря восстановительным свойствам алюминий нашел применение в промышленности — для получения других металлов. Этот процесс называется алюмотермией. Такая особенность алюминия заключается во взаимодействии с оксидами других металлов.

Алюмотермическая реакция с участием оксида железа (III) [Wikimedia]

Например, рассмотрим реакцию с оксидом хрома:

Cr₂O₃ + Al = Al₂O₃ + Cr.

Алюминий хорошо вступает в реакцию с простыми веществами. Например, с галогенами (за исключением фтора) алюминий может образовать иодид, хлорид, или бромид алюминия:

2Al + 3Cl₂ → 2Al­Cl₃

С другими неметаллами, такими как фтор, сера, азот, углерод и т.д. алюминий может реагировать только при нагревании.

Читайте также  Ржавеет ли алюминий?

Также серебристый металл вступает в реакцию и со сложными химическими веществами.Например, с щелочами он образует алюминаты, то есть комплексные соединения, которые активно используются в бумажной и текстильной промышленности. Причем в реакцию вступает как гидроксид алюминия

Al(ОН)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]),

так и металлический алюминий или же оксид алюминия:

2Al + 2NaOH + 6Н₂О = 2Na[Al(OH)₄] + ЗН₂.

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]

С агрессивными кислотами (например, с серной и соляной) алюминий реагирует довольно спокойно, без воспламенения.

Если опустить кусочек металла в соляную кислоту, то пойдет медленная реакция — сначала будет растворяться оксидная пленка — но затем она ускорится. Алюминий растворяется в соляной кислоте с выделением водорода. В результате реакции получается хлорид алюминия:

Al₂O₃ + 6HCl = 2Al­Cl₃ + 3H₂O

2Al + 6HCl → 2Al­Cl₃ + 3H₂.

Хлорид алюминия [Wikimedia]

Здесь вы найдете интересные опыты на изучение химических свойств металлов.

Реакция алюминия с водой

Если опустить алюминиевую стружку в обычную воду, ничего не произойдет, потому что алюминий защищен оксидной пленкой, которая не дает этому металлу вступить в реакцию.

Только сняв защитную пленку хлоридом ртути, можно получить результат. Для этого металл нужно вымачивать в растворе хлорида ртути на протяжении двух минут, а затем хорошо его промыть. В результате получится амальгама, сплав ртути и алюминия:

3Hg­CI₂ + 2Al = 2Al­CI₃ + 3Hg

Причем она не удерживается на поверхности металла. Теперь, опустив очищенный металл в воду, можно наблюдать медленную реакцию, которая сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида алюминия:

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂.

Источник: https://melscience.com/ru/articles/alyuminij-i-ego-reakciya-s-vodoj/

Способы борьбы с коррозией алюминия

Алюминий – широко распространенный в промышленности и быту металл. Окисление алюминия на воздухе не происходит. Его инертность обусловлена тонкой оксидной пленкой, защищающей его. Однако под влиянием определенных факторов из окружающей среды этот метал все же подвергается разрушительным процессам, и коррозия алюминия — не такое уж и редкое явление.

Виды коррозии

Окисляется алюминий в атмосфере быстро, но на небольшую глубину. Этому препятствует защитная окисная пленка. Окисление ускоряется выше температуры плавления алюминия. Если нарушается целостность оксидной пленки, алюминий начинает корродировать. Причинами истончения его защитного слоя могут стать различные факторы, начиная с воздействия кислот, щелочей и заканчивая механическим повреждением.

Коррозия алюминия – саморазрушение металла под воздействием окружающей среды. По механизму протекания выделяют:

  • Химическую коррозию – происходит в газовой среде без участия воды.
  • Электрохимическую коррозию – протекает во влажных средах.
  • Газовое разрушение – но сопровождает нагрев и горячую обработку алюминия. В результате взаимодействия кислорода с металлами возникает плотная окисная пленка. Вот почему алюминий не ржавеет, как и все цветные металлы.

На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.

Причины коррозии алюминия

Коррозионная стойкость алюминия зависит от нескольких факторов:

  • чистоты – наличия примесей в металле;
  • воздействующей среды – алюминий может одинаково подвергаться разрушению и на чистом сельском воздухе и в промышленно загрязненных районах;
  • температуры.

Во многих случаях малоконцентрированные кислоты могут растворить алюминий. От возникновения коррозии не защищает естественная окисная пленка.

Мощные разрушители – фтор, калий, натрий. Алюминий и его сплавы корродируют при воздействии химических соединений брома и хлора, растворов извести и цемента.

Коррозия алюминия и его сплавов происходит в воде, воздухе, оксидах углерода и серы, растворах солей. Морская вода приводит к ускоренному разрушению. Алюминий считается активным металлом, но при этом отличается хорошими коррозионными свойствами.

Выделяют два основных фактора, которые влияют на интенсивность коррозийного процесса:

  • степень агрессивности воздействующей окружающей среды – влажность, загрязненность, задымленность;
  • химическая структура.

Источник: http://ooo-asteko.ru/rzhaveet-li-alyuminiy-v-vode/

Способы борьбы с коррозией алюминия

Ржавеет ли алюминий в воде?

Алюминий – широко распространенный в промышленности и быту металл. Окисление алюминия на воздухе не происходит. Его инертность обусловлена тонкой оксидной пленкой, защищающей его. Однако под влиянием определенных факторов из окружающей среды этот метал все же подвергается разрушительным процессам, и коррозия алюминия — не такое уж и редкое явление.

Проявление коррозии алюминия

Выделяют следующие виды коррозии алюминия и его сплавов:

  • Поверхностная – наиболее распространенная, приносит наименьший вред, легко заметна и быстро поддается устранению.
  • Локальная – разрушения наблюдаются в виде углублений и пятен. Опасный вид коррозии в силу своей незаметности. Встречается в труднодоступных частях и узлах металлических конструкций.
  • Нитеподобная, филигрань – наблюдается под покрытиями из органики, на ослабленных местах поверхности.

Любой из видов коррозии конструкций из алюминия является причиной разрушения.

Это сокращает срок эксплуатации изделий. В гальванической паре алюминий может корродировать, при этом он защищает другой металл.

Естественных антикоррозийных свойств алюминия и его сплавов недостаточно. Поэтому механизмы, агрегаты, конструкции и изделия из металла нуждаются в дополнительной защите.

Способы борьбы с коррозией

Защита от коррозии производится несколькими способами:

  • Механическое лакокрасочное защитное покрытие.
  • Электрохимическая защита – покрытие более активными металлами;
  • Покрытие алюминия порошковыми составами, так называемый процесс аллюминирования;
  • Высоковольтное анодирование;
  • Химическое оксидирование;
  • Применение ингибиторов коррозии.

Механическое покрытие

Как защитить алюминий от коррозии? Чаще всего применяют механический способ – нанесение слоя краски.

Покройте краской изделие и вы убедитесь в действенности этого способа. Окрашивание бывает мокрым и сухим, или порошковым. Эти технологии усовершенствуются. При мокром окрашивании лакокрасочные слои наносят после защиты алюминия составом, содержащим соединения цинка и стронция. Металлическую основу тщательно подготавливают: защищают, шлифуют, сушат. Грунт наносят поэтапно.

Когда растворитель из грунтовочной смеси полностью исчезнет, поверхность можно покрывать изолирующим составом: масляным или глифталиевым лаком.

Специальные составы помогают остановить коррозию и защищают алюминиевые конструкции от химикатов, бензина, различного вида масел. Выбор покрытия зависит от условий последующей эксплуатации металлического изделия:

  • молотковые – применяют для получения конструкций различных цветовых оттенков, используемых в декоре;
  • бакелитовые – наносят под высоким давлением, заполняя микротрещины и поры.

Порошковое окрашивание требует тщательной очистки поверхности от жира и различных отложений. Это достигается погружением в щелочные или кислотные растворы с добавлением смачивателей. Далее на алюминиевые конструкции наносится слой хроматных, фосфатных, циркониевых или титановых соединений. После этого он не будет окисляться.

После просушки материала на окислившийся участок наносят защитный полимер. Чаще всего используются полиэфиры, стойкие к механическому, химическому и термическому воздействию. Применяют полимеризованный уретан, эпоксидные и акриловые порошки.

Оксидирование алюминия

Оксидирование алюминия протекает при постоянном токе под напряжением 250 В. Наращивание защитной пленки происходит при комнатной температуре с водяным охлаждением. Не требуется импульсного источника. Пленки получаются плотными и прочными в течение 45-60 минут.

На плотность и цвет оксидного покрытия влияет температура электролита:

  • пониженная температура образует плотную пленку яркого цвета;
  • повышенная – формирует рыхлую пленку, требующую дальнейшей окраски.

Образовать защиту алюминия от коррозии можно электрохимической реакцией. Процесс разделен на несколько этапов:

1. На стадии подготовки алюминиевое изделие обезжиривают, погружая его в раствор щавелевой кислоты.

2. После промывания водой опускают в щелочной раствор, чтобы удалить неравномерно образовавшийся оксидный слой.

3. Для дополнительной окраски алюминиевые изделия погружают в соответствующие растворы солей. Чтобы заполнить образовавшиеся поры, металлический материал обрабатывают паром.

4. Затем изделие подвергают сушке. Анодное оксидирование может проводиться с применением переменного тока.

Для защиты от коррозии применяют химическое оксидирование – менее затратное, не требующее специального электрического оборудования и квалификации исполнителей. Используется несложный химический состав.

Статья по теме:  Причины электрохимической коррозии и способы защиты металла

В процессе алюминирования полученная оксидная пленка толщиной в 3 мкм имеет салатный цвет, обладает высокими электроизоляционными свойствами, не пориста, не окрашивается.

Коррозия алюминия возникает вследствие находящихся рядом металлов, которые окислились. Предотвращению этот процесса способствует изоляция. Это могут быть прокладки из резины, битума, паронита. При покрытии ржавчиной применяются лак и другие изолирующие материалы. Других способов избавиться от этой проблемы пока нет.

Рекомендуем прочитать:

Источник: https://gidpokraske.ru/spetsialnye-materialy/rzhavlenie/korroziya-alyuminiya.html