อะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3): โครงสร้างทางเคมี, การใช้, คุณสมบัติ
อะลูมิเนียมออกไซด์ (Al 2 O 3 ของสูตรทางเคมี) เรียกอีกอย่างว่าอลูมินา, อลูมิเนียมออกไซด์, คอรันดัมหรืออะลูมิเนียมออกไซด์เป็นโลหะออกไซด์ที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับออกซิเจน (O) มันเป็นที่รู้จักกันว่าออกไซด์พื้นฐานเพื่อความสะดวกในการสร้างไฮดรอกไซด์เมื่อพวกเขาทำปฏิกิริยากับน้ำ
เนื่องจากอลูมิเนียมที่อยู่ในตระกูล IIIA ของตารางธาตุมีแนวโน้มที่จะให้อิเล็กตรอนในระดับพลังงานสุดท้าย แนวโน้มนี้เกิดจากลักษณะของโลหะและอิเลคโตรเนกาติวีตี้ต่ำ (1.61 ในระดับพอลลิ่ง) ซึ่งให้คุณสมบัติทางไฟฟ้าและเปลี่ยนเป็นไอออนบวก
ในทางตรงกันข้ามออกซิเจนเป็นโลหะที่ไม่ใช่โลหะและมีอิเลคโตรเนกาติตี้มากขึ้นเนื่องจากมีอิเล็กโตรเนกาติตี้สูง (3.44 ในระดับพอลลิ่ง) ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะรักษาระดับพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ในระดับสุดท้ายโดยการรับอิเล็กตรอนซึ่งทำให้เกิดประจุลบ
พันธะที่เกิดขึ้นเป็นพันธะที่แข็งแรงซึ่งทำให้ความแข็งแรงของอลูมิเนียมออกไซด์ ตามธรรมชาติแล้วอลูมิเนียมไม่พบในรูปแบบดั้งเดิมเช่นทองเงินทองแดงกำมะถันและคาร์บอน (เพชร)
ซึ่งหมายความว่าอลูมิเนียมจะไม่รวมกับองค์ประกอบอื่น ๆ โลหะนี้มีการผสมกับสารประกอบที่ก่อให้เกิดออกซิเจนเช่นคอรันดัมหรือกากกะรุนซึ่งมีความทนทานต่อสารกัดกร่อนสูง
สูตรและโครงสร้างทางเคมี
สูตรโมเลกุล: Al 2 O 3
คุณสมบัติทางกายภาพ
- มีจำหน่ายทั่วไปในรูปแบบผงสีขาวไร้กลิ่นและปลอดสารพิษ
- ในฐานะที่เป็นสารประกอบแร่สอดคล้องกับกลุ่มของออกไซด์ เป็นวัสดุที่แข็งมากที่มีความต้านทานสูงต่อการสึกหรอจึงใช้เป็นวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
- เป็นตัวนำไฟฟ้าได้อย่างง่ายดายและยังเป็นตัวนำความร้อนที่ดี
- ทนต่อปฏิกิริยากับกรดและเบสที่อุณหภูมิสูง
- สามารถปรากฏได้ในสีที่ต่างกัน: สีแดงหรือสีทับทิม (ซึ่งไอออนอลูมิเนียมถูกแทนที่ด้วย Cr3 +), สีเหลือง, ชมพู, ไพลิน, สีม่วง, สีเขียว, สีเทา, และไม่มีสี
- ความสว่างของมันคือน้ำเลี้ยงหรือเพชร (เพชร)
- มีแถบสีขาวที่ละเอียดอ่อนมากเนื่องจากมีความแข็ง
- ความแข็งในระดับ Mohs คือ 9 ซึ่งหมายความว่ามันสามารถเกาแร่อื่น ๆ ที่มีความแข็งต่ำกว่านั้น อย่างไรก็ตามมันไม่สามารถเกาเพชรที่มีความแข็ง 10 ในระดับเดียวกัน
- ความหนาแน่นของมันคือ 3.96 g / cm3
- มีน้ำหนักโมเลกุล (มวลโมลาร์) อยู่ที่ 101.96 g / mol
- จุดหลอมเหลวของมันคือ 2040 ° C
- จุดเดือดของมันคือ 2977 ° C
- มันไม่ละลายในน้ำ
คุณสมบัติทางเคมี
อลูมิเนียมออกไซด์ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำเว้นแต่มันจะมีฐานที่แข็งแกร่ง
อย่างไรก็ตามเมื่อมันทำปฏิกิริยากับกรดมันจะทำตัวเหมือนเป็นฐาน:
นอกจากนี้ยังแสดงคุณสมบัติของกรดเมื่อทำปฏิกิริยากับเบส:
แม้ว่าน้ำจะไม่ได้เกิดขึ้นในปฏิกิริยานี้ แต่ก็ถือว่าเป็นกรดเบสเนื่องจาก Al 2 O 3 ทำให้ NaOH เป็นกลาง ดังนั้น Al 2 O 3 จึงจัดเป็น amphoteric oxide เพราะมีทั้งคุณสมบัติที่เป็นกรดและพื้นฐาน
ในการก่อตัวของ alkenes และ cycloalkenes หนึ่งในรูปแบบที่ใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการคือผ่านการขาดน้ำของแอลกอฮอล์
สำหรับเรื่องนี้ไอแอลกอฮอล์จะไหลเวียนผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาร้อนของอลูมินาหรืออะลูมิเนียมออกไซด์ (Al 2 O 3 ); ในกรณีนี้ถือว่าเป็นกรดของลูอิส
การใช้งาน
- อะลูมินาถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อให้ได้อลูมิเนียม
- มันถูกใช้เป็นวัสดุเซรามิกสำหรับความต้านทานสูงต่อการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงและการสึกหรอ
- ใช้เป็นฉนวนกันความร้อนโดยเฉพาะในเซลล์อิเล็กโทรไลต์
- มีความสามารถในการดูดซับน้ำซึ่งทำให้เหมาะสำหรับใช้เป็นตัวแทนอบแห้ง
- ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเคมี
- เนื่องจากมีความเสถียรทางความร้อนสูงจึงถูกใช้เป็นสารออกซิแดนท์ในปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง
- ป้องกันการเกิดออกซิเดชันของขั้วแคโทดและขั้วบวกในเซลล์อิเล็กโทรไลต์
- เนื่องจากมีความแข็งและทนทานสูงจึงใช้ในงานทันตกรรมสำหรับการเตรียมชิ้นส่วนทางทันตกรรม
- เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีในหัวเทียนของรถยนต์ที่ทำงานกับน้ำมันเบนซิน
- มันถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานลูกชิ้นสำหรับการเตรียมเซรามิกและเคลือบ
- เนื่องจากมีน้ำหนักเบาจึงใช้กระบวนการทางวิศวกรรมเพื่อสร้างเครื่องบิน
- เนื่องจากมีจุดเดือดสูงจึงใช้ทำอุปกรณ์ในครัวเช่นกระทะทอดและกระทะทนไฟ
- มันถูกใช้ในเครื่องมือวัดของเครื่องทดสอบความร้อน
- ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์นั้นจะใช้ในการผลิตส่วนประกอบแบบพาสซีฟสำหรับการเชื่อมต่อไฟฟ้าและในการผลิตตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ
- มันถูกใช้ในการผลิตของฟิลเลอร์สำหรับการเชื่อม
- อลูมิเนียมออกไซด์ใช้สำหรับเคลือบไททาเนียมออกไซด์ (เม็ดสีที่ใช้สำหรับสีและกระดาษพลาสติก) สิ่งนี้จะช่วยป้องกันการเกิดปฏิกิริยาระหว่างสิ่งแวดล้อมกับผงสีประเภทนี้ซึ่งไม่สลายตัวหรือออกซิไดซ์
- มันถูกใช้เป็นขัดในยาสีฟัน
- มันถูกใช้ในการฟอกเลือด
- เป็นสารเติมแต่งในอุตสาหกรรมอาหารเนื่องจากมันถูกใช้เป็นตัวแทนการกระจาย
- เป็นตัวแทนระงับกลิ่นกายของเหงื่อ
- อลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุเกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูก เนื่องจากเป็นวัสดุเฉื่อยและมีรูพรุนจึงเหมาะสำหรับใช้ในการฝังรากฟันเทียมชนิดนี้ การปลูกถ่ายเหล่านี้ช่วยให้การเจริญเติบโตของ fibrovascular ซึ่งเป็นเหตุผลที่ fibroblasts และ osteoblasts แพร่กระจายอย่างรวดเร็วในวัสดุนี้
- รากฟันเทียม bioceramic ทำด้วยอลูมินา มันมีน้ำหนักเบาและมีโครงสร้างรูขุมขนที่เชื่อมต่อกันเป็นอย่างดี โครงสร้าง microcrystalline เรียบเนียนกว่าผิวขรุขระ มันแสดงความไวไฟน้อยกว่าหลังจากช่วงเวลาหลังการผ่าตัดเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอื่น ๆ ที่ใช้สำหรับการปลูกถ่าย
- เกล็ดอลูมิเนียมออกไซด์ผลิตผลสะท้อนภายในสีที่ใช้สำหรับรถยนต์
- ในโรงกลั่นบางแห่งอลูมิเนียมออกไซด์จะใช้ในการแปลงก๊าซพิษของไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นธาตุกำมะถัน
- รูปแบบของอลูมินาที่เรียกว่าอะลูมินาที่เปิดใช้งานมีประโยชน์อย่างมากในการบำบัดน้ำเสียเช่นชั้นหินอุ้มน้ำเนื่องจากความสามารถในการดูดซับมลพิษจำนวนมากที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม มีขนาดใหญ่กว่ารูขุมขนของแผ่นอลูมินา
