Al h2o уравнение реакции: Al + H2O = Al(OH)3 + H2

• Об институте
  • Об институте
  • История института
  • Дирекция
  • Структура
  • Сотрудники
  • Новости Института
  • Ученый совет
  • Диссертационный совет
    • Список членов совета
    • Новости совета
    • Защита диссертаций
  • Журналы, учрежденные институтом
    • Журнал «Водные ресурсы»
    • Журнал «Аридные экосистемы»
    • Журнал «Экосистемы: экология и динамика»
  • Совет молодых ученых
  • Библиотека
  • Документы
  • Материалы в СМИ
  • Объявления о конкурсе на замещение научных вакансий
  • Противодействие коррупции
  • Программа развития ИВП
  • Контакты
• Наука
  • Направления
  • Проекты и гранты
  • Результаты интеллектуальной деятельности
  • Публикации
  • Научный совет ОНЗ РАН «Водные ресурсы суши»
  • Экологическая стандартизация
  • Актуальная аналитика и комментарии
  • Показатели эффективности деятельности
• Образование
  • Об аспирантуре
  • Новости
  • Поступление в аспирантуру
  • Документы
  • Материально-техническое обеспечение аспирантуры
  • Контакты
  • Электронная образовательная среда
    • Вход в личный кабинет аспиранта
    • Новости
    • Преподаватели
    • Аспиранты
    • Образовательные программы
    • Расписания занятий, аттестаций
    • Кафедра водных ресурсов ИВП РАН
    • Базовая кафедра ИВП РАН на экологическом факультете РУДН
    • Видео-лекции
    • Государственная итоговая аттестация
    • Электронная библиотека учебных пособий для аспирантуры

• Финансовые показатели
  • Финансово-экономические показатели
  • Гос. закупки
• Коммерческие услуги
  • Научные исследования
  • Анализ воды
  • ПО и лицензии
• Контакты

Как и в какой форме алюминий реагирует с водой?

Металлический алюминий быстро образует тонкий слой оксида алюминия толщиной в несколько миллиметров, который препятствует реакции металла с водой. Когда этот слой подвергается коррозии, развивается реакция с выделением легковоспламеняющегося газообразного водорода.
Хлорид алюминия гидролизуется в воде и образует туман при контакте с воздухом, потому что при взаимодействии с водяным паром образуются капли соляной кислоты.
Ионы алюминия в других соединениях также гидролизуются, и это продолжается до тех пор, пока катионный заряд не иссякнет, что завершает реакцию образованием гидроксида. Начало реакции гидролиза следующее:

Al ³⁺ (водн.) + 6H ₂ O(ж) <-> [Al(H ₂ O) ₆ ] ³⁺ ( aq)

Растворимость алюминия и соединений алюминия

Наиболее распространенными соединениями алюминия являются оксид алюминия и гидроксид алюминия, которые не растворяются в воде.
Оксид алюминия может находиться в воде как в щелочной форме (2Al ₂ O ₃ (т) + 6H ⁺ (водн.) -> Al ³⁺ (водн.) + 3H ₂ O (л. )) и в кислой форме (2Al ₂ O ₃ (т) + 2OH ^— (водн.) -> AlO ₂ ^— (водн.) + H ₂ O (л)).
Примером водорастворимого соединения алюминия является сульфат алюминия с растворимостью в воде 370 г/л.

Почему алюминий присутствует в воде?

Алюминий образуется при выветривании минералов полевых шпатов, таких как ортоклаз, анортит, альбит, слюда и боксит, и впоследствии попадает в глинистые минералы. Некоторые драгоценные камни содержат алюминий, например, рубин и сапфир.
В настоящее время только железо и сталь производятся в больших количествах, чем алюминий. Кроме того, алюминий в значительной степени перерабатывается, потому что это вполне возможно. Он применяется, например, в рамах, дверных ручках, кузовах автомобилей, деталях самолетов (соотношение веса и прочности очень благоприятное), двигателях, кабелях и банках. Алюминий является хорошим отражателем и поэтому применяется в солнечных зеркалах и теплоотражающих покрытиях. Алюминий перерабатывается на банки, проводку и сплавы.
Соли алюминия часто добавляют в воду, чтобы запустить реакции осаждения для удаления фосфатов. Следовательно, осадок сточных вод при очистке воды со значением рН от 6,8 до 7,3 присутствует в виде гидроксидов.
Квасцы применяются в качестве удобрения на чайных плантациях. Другие соединения алюминия применяются в производстве бумаги. Применяются такие сплавы, как дюралюминий, потому что они прочнее самого алюминия. Алюминиевая пена применяется в туннелях в качестве звукоизоляционного материала.
Другие примеры применения алюминия включают использование хлорида алюминия в процессах крекинга, оксид алюминия в качестве абразива или для производства легковоспламеняющихся предметов, использование сульфата алюминия в качестве основного материала в бумажном клее, дубильных веществах, протравах и синтетическом каучуке, а также водород алюминия в качестве восстановителя. и увлажняющий агент.
Алюминий встречается в виде аэрозоля в поверхностных слоях океана и в водах. Это связано с тем, что алюминиевая пыль попадает в воду. Частицы попадают в воду в результате поверхностного стока или атмосферного переноса.
Как правило, концентрация алюминия увеличивается с увеличением глубины воды.

Каково воздействие алюминия в воде на окружающую среду?

Алюминий может по-разному негативно влиять на наземную и водную жизнь. Обычные концентрации алюминия в грунтовых водах составляют около 0,4 частей на миллион, потому что он присутствует в почвах в виде нерастворимого в воде гидроксида. При значениях pH ниже 4,5 растворимость быстро увеличивается, в результате чего концентрации алюминия превышают 5 частей на миллион. Это может происходить и при очень высоких значениях pH.
Растворенный Al ³⁺ -ионы токсичны для растений; они влияют на корни и снижают потребление фосфатов. Как было сказано выше, при увеличении значений рН алюминий растворяется. Это объясняет корреляцию между кислотными дождями и концентрациями алюминия в почве. При увеличении осаждения нитратов количество алюминия увеличивается, тогда как под большими вересковыми и сельскохозяйственными угодьями оно уменьшается. В лесных почвах увеличивается.
Алюминий не является диетическим требованием для растений, но может положительно влиять на рост некоторых видов. Он поглощается всеми растениями из-за его широкого распространения в почвах. Виды злаков могут накапливать алюминий в концентрации выше 1% сухой массы.
Кислотные дожди растворяют минералы в почве и переносят их в источники воды. Это может привести к повышению концентрации алюминия в реках и озерах.
Алюминий естественным образом встречается в водах в очень низких концентрациях. Более высокие концентрации, полученные из отходов добычи полезных ископаемых, могут негативно влиять на водные биоценозы. Алюминий токсичен для рыб в кислых, незабуференных водах, начиная с концентрации 0,1 мг/л. Одновременный дефицит электролитов влияет на проницаемость чаек и повреждает поверхностные клетки чаек. Алюминий в основном токсичен для рыб при значениях рН 5,0-5,5. Ионы алюминия накапливаются на чайках и закупоривают их слизистым слоем, что ограничивает дыхание. При снижении значений рН ионы алюминия влияют на кальциевую регуляцию проницаемости чайки. Это увеличивает потери натрия. Кальций и алюминий являются антагонистами, но добавление кальция не может ограничить потерю электролита. В основном это касается молодняка. Концентрация алюминия 1,5 мг/л оказалась смертельной для форели. Элемент также влияет на рост пресноводных костистых рыб.
Фитопланктон содержит приблизительно 40-400 ppm алюминия (сухая масса), что приводит к коэффициенту биоконцентрации 10 ⁴ -10 ⁵ по сравнению с морской водой.
Наземные организмы также содержат некоторое количество алюминия. Примеры: личинки комаров 7-33 промилле, ногохвостки 36-424 промилле (сухая масса). Вместе значения pH и концентрации алюминия определяют смертность личинок.
Для алюминия известен ряд значений LD ₅₀ для крыс. При пероральном приеме это составляет 420 мг/кг для хлорида алюминия и 3671 мг/кг для нонагидрата алюминия. Механизм токсичности в основном основан на ингибировании ферментов.
В природе встречается только один нерадиоактивный изотоп алюминия. Существует восемь нестабильных изотопов.

Какое влияние на здоровье оказывает содержание алюминия в воде?

Общая концентрация алюминия в организме человека составляет примерно 9 частей на миллион (сухая масса). В некоторых органах, особенно в селезенке, почках и легких, могут присутствовать концентрации до 100 ppm (сухая масса). Ежедневное потребление алюминия составляет примерно 5 мг, из которых усваивается лишь небольшая часть. Это приводит к относительно низкой острой токсичности. Абсорбция составляет около 10 мкг в сутки. Эти количества считаются безвредными для человека. Кремний может снизить поглощение алюминия. Однако, как только элемент попадает в организм, его нелегко удалить.
Большое потребление алюминия может отрицательно сказаться на здоровье. Это было связано с повреждением нерва. Особенно чувствительны к алюминиевой токсичности люди с поражением почек. Есть риск аллергии. Алюминий, вероятно, обладает мутагенными и канцерогенными свойствами. Подозревается корреляция между потреблением алюминия и увеличением числа случаев болезни Альцгеймера. Однако это неясно, поскольку концентрация алюминия всегда увеличивается с возрастом. Повышенное потребление алюминия также может вызвать остеомаляцию (дефицит витамина D и кальция).
Поступление алюминия в основном происходит с пищей и питьевой водой. Самые последние стандарты составляли от 50 до 200 мкг/л. Частицы алюминия могут вызвать функциональное расстройство легких.
Нет известных заболеваний, связанных с нехваткой алюминия.
Хлорид алюминия может разъедать кожу, раздражать слизистые оболочки глаз и вызывать потоотделение, одышку и кашель. Квасцы повышают свертываемость крови.

Какие технологии очистки воды можно применить для удаления алюминия из воды?

Алюминий можно удалить из воды с помощью ионного обмена или коагуляции/флокуляции. Соли алюминия применяются при очистке воды для реакций осаждения. Добавление в воду сульфата алюминия и извести вызывает образование гидроксида алюминия, что приводит к осаждению загрязняющих веществ. Гидроксид нерастворим в воде, поэтому остается только 0,05 ppm растворенного алюминия. Это ниже разрешенного Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) предела содержания алюминия в питьевой воде, составляющего 0,2 промилле.

Литература и другие элементы и их взаимодействие с водой