অ্যালুমিনিয়াম: রাসায়নিক এবং ভৌত বৈশিষ্ট্য

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

ধাতুগুলি প্রক্রিয়া করার জন্য সবচেয়ে সুবিধাজনক উপকরণগুলির মধ্যে একটি। তাদের নিজস্ব নেতাও রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, অ্যালুমিনিয়ামের মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলি দীর্ঘকাল ধরে মানুষের কাছে পরিচিত। তারা দৈনন্দিন জীবনে ব্যবহারের জন্য এত উপযুক্ত যে এই ধাতুটি খুব জনপ্রিয় হয়ে উঠেছে। একটি সাধারণ পদার্থ এবং একটি পরমাণু হিসাবে অ্যালুমিনিয়ামের বৈশিষ্ট্যগুলি কী কী, আমরা এই নিবন্ধে বিবেচনা করব৷

অ্যালুমিনিয়াম আবিষ্কারের ইতিহাস

দীর্ঘকাল ধরে, মানুষ প্রশ্নবিদ্ধ ধাতুর যৌগকে জানে - পটাসিয়াম অ্যালাম। এটি একটি এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছিল যা মিশ্রণের উপাদানগুলিকে একত্রে ফোলা এবং আবদ্ধ করতে সক্ষম; এটি চামড়াজাত পণ্যের ড্রেসিংয়ের ক্ষেত্রেও প্রয়োজনীয় ছিল। বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের অস্তিত্ব 18 শতকের দ্বিতীয়ার্ধে জানা যায়। তবে কোনো বিশুদ্ধ পদার্থ পাওয়া যায়নি।

বিজ্ঞানী এইচ কে ওরস্টেড প্রথমবারের মতো ক্লোরাইড থেকে ধাতুকে বিচ্ছিন্ন করতে সক্ষম হন। তিনিই পটাসিয়াম অ্যামালগাম দিয়ে লবণের চিকিত্সা করেছিলেন এবং মিশ্রণ থেকে একটি ধূসর পাউডার আলাদা করেছিলেন, যা তার বিশুদ্ধ আকারে অ্যালুমিনিয়াম ছিল।

অতঃপর এটি পরিষ্কার হয়ে গেল যে অ্যালুমিনিয়ামের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি এর উচ্চ ক্রিয়াকলাপ, শক্তিশালী হ্রাস করার ক্ষমতা দ্বারা প্রকাশিত হয়। তাই তার সাথে আর কেউ বেশিদিন কাজ করেনি।

তবে, 1854 সালে, ফরাসি ডেভিল গলিত তড়িৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে ধাতব ইঙ্গট পেতে সক্ষম হন। এই পদ্ধতিটি আজও প্রাসঙ্গিক। বিশেষ করে 20 শতকে মূল্যবান উপাদানের ব্যাপক উত্পাদন শুরু হয়েছিল, যখন উদ্যোগগুলিতে প্রচুর পরিমাণে বিদ্যুৎ পাওয়ার সমস্যাগুলি সমাধান করা হয়েছিল৷

আজ, এই ধাতুটি সবচেয়ে জনপ্রিয় এবং নির্মাণ ও গৃহস্থালী শিল্পে ব্যবহৃত হয়।

অ্যালুমিনিয়াম পরমাণুর সাধারণ বৈশিষ্ট্য

যদি আমরা বিবেচনাধীন উপাদানটিকে পর্যায়ক্রমিক ব্যবস্থায় এর অবস্থান দ্বারা চিহ্নিত করি, তাহলে আমরা বেশ কয়েকটি পয়েন্ট একক করতে পারি।

1. আদি সংখ্যা - 13.
2. তৃতীয় ক্ষুদ্র সময়ের মধ্যে অবস্থিত, তৃতীয় গ্রুপ, প্রধান উপগোষ্ঠী।
3. পারমাণবিক ভর - 26, 98.
4. ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের সংখ্যা - 3.
5. বাইরের স্তরের কনফিগারেশনটি 3s²3p^1।
6. এলিমেন্টের নাম অ্যালুমিনিয়াম।
7. ধাতু বৈশিষ্ট্য শক্তিশালী।
8. প্রকৃতিতে কোন আইসোটোপ নেই, শুধুমাত্র একটি আকারে বিদ্যমান, যার ভর সংখ্যা 27।
9. রাসায়নিক প্রতীক হল AL, সূত্রে "অ্যালুমিনিয়াম" হিসাবে পড়ুন।
10. জারণ অবস্থা এক, +3 এর সমান।

অ্যালুমিনিয়ামের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি এর পরমাণুর বৈদ্যুতিন কাঠামোর দ্বারা সম্পূর্ণরূপে নিশ্চিত করা হয়, কারণ একটি বড় পারমাণবিক ব্যাসার্ধ এবং কম ইলেকট্রন সম্বন্ধ থাকার কারণে এটি সমস্ত সক্রিয় ধাতুর মতো একটি শক্তিশালী হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে কাজ করতে সক্ষম।

একটি সাধারণ পদার্থ হিসাবে অ্যালুমিনিয়াম: শারীরিক বৈশিষ্ট্য

যদি আমরা অ্যালুমিনিয়ামের কথা বলি, তাহলে কেমন হয়সরল পদার্থ, এটি একটি রূপালী-সাদা চকচকে ধাতু। বাতাসে, এটি দ্রুত অক্সিডাইজ হয় এবং একটি ঘন অক্সাইড ফিল্মে আবৃত হয়ে যায়। ঘনীভূত অ্যাসিডের ক্রিয়াতেও একই জিনিস ঘটে।

এই জাতীয় বৈশিষ্ট্যের উপস্থিতি এই ধাতুর তৈরি পণ্যগুলিকে জারা প্রতিরোধী করে তোলে, যা অবশ্যই মানুষের জন্য খুব সুবিধাজনক। অতএব, এটি অ্যালুমিনিয়াম যা নির্মাণে এমন বিস্তৃত প্রয়োগ খুঁজে পায়। পদার্থের বৈশিষ্ট্যগুলিও আকর্ষণীয় যে এই ধাতুটি খুব হালকা, যদিও শক্তিশালী এবং নরম। এই ধরনের বৈশিষ্ট্যের সংমিশ্রণ প্রতিটি পদার্থের জন্য উপলব্ধ নয়৷

অ্যালুমিনিয়ামের বৈশিষ্ট্যযুক্ত বেশ কিছু মৌলিক ভৌত বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

1. নমনীয়তা এবং নমনীয়তার উচ্চ ডিগ্রী। এই ধাতু থেকে হালকা, মজবুত এবং খুব পাতলা ফয়েল তৈরি করা হয়, এটি একটি তারের মধ্যেও পাকানো হয়।
2. গলনাঙ্ক - 660 0C.
3. স্ফুটনাঙ্ক - 2450 0C.
4. ঘনত্ব - 2.7 g/cm3.
5. স্ফটিক জালি ভলিউম মুখ-কেন্দ্রিক, ধাতব।
6. সংযোগের ধরন - ধাতু।

অ্যালুমিনিয়ামের ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এর প্রয়োগ ও ব্যবহারের ক্ষেত্র নির্ধারণ করে। যদি আমরা দৈনন্দিন দিক সম্পর্কে কথা বলি, তাহলে উপরে আমাদের দ্বারা ইতিমধ্যে বিবেচিত বৈশিষ্ট্যগুলি একটি বড় ভূমিকা পালন করে। হালকা, টেকসই এবং ক্ষয়রোধী ধাতু হিসাবে, অ্যালুমিনিয়াম বিমান এবং জাহাজ নির্মাণে ব্যবহৃত হয়। অতএব, এই বৈশিষ্ট্যগুলি জানা খুবই গুরুত্বপূর্ণ৷

অ্যালুমিনিয়ামের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

দৃষ্টিকোণ থেকেরসায়ন, প্রশ্নে থাকা ধাতুটি একটি শক্তিশালী হ্রাসকারী এজেন্ট যা উচ্চ রাসায়নিক কার্যকলাপ প্রদর্শন করতে সক্ষম, একটি বিশুদ্ধ পদার্থ। প্রধান জিনিস অক্সাইড ফিল্ম নিষ্কাশন করা হয়। এই ক্ষেত্রে, কার্যকলাপ দ্রুত বৃদ্ধি পায়।

একটি সাধারণ পদার্থ হিসাবে অ্যালুমিনিয়ামের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি এর সাথে প্রতিক্রিয়া করার ক্ষমতা দ্বারা নির্ধারিত হয়:

• অ্যাসিড;
• ক্ষার;
• হ্যালোজেন;
• ধূসর।

এটি স্বাভাবিক অবস্থায় পানির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে না। একই সময়ে, হ্যালোজেন থেকে, গরম না করে, এটি শুধুমাত্র আয়োডিনের সাথে প্রতিক্রিয়া করে। অন্যান্য প্রতিক্রিয়ার জন্য তাপমাত্রা প্রয়োজন৷

অ্যালুমিনিয়ামের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করে উদাহরণ দেওয়া সম্ভব। এর সাথে মিথস্ক্রিয়া প্রতিক্রিয়া সমীকরণ:

• অ্যাসিড - AL + HCL=AlCL₃ + H_2;
• ক্ষার - 2Al + 6H₂O + 2NaOH=Na[Al(OH)₄] + 3H ₂;
• হ্যালোজেন - AL + Hal=ALHal_3;
• ধূসর - 2AL + 3S=AL₂S_3.

সাধারণত, প্রশ্নে থাকা পদার্থের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল তাদের যৌগগুলি থেকে অন্যান্য উপাদান পুনরুদ্ধার করার উচ্চ ক্ষমতা।

পুনরুদ্ধার ক্ষমতা

অ্যালুমিনিয়ামের হ্রাসকারী বৈশিষ্ট্যগুলি অন্যান্য ধাতুর অক্সাইডের সাথে মিথস্ক্রিয়া প্রতিক্রিয়াতে ভালভাবে চিহ্নিত করা হয়। এটি সহজেই পদার্থের গঠন থেকে তাদের নিষ্কাশন করে এবং একটি সাধারণ আকারে তাদের অস্তিত্বের অনুমতি দেয়। যেমন: Cr₂O₃ + AL=AL₂O_{3 + কোটি}

ধাতুবিদ্যায়, পদার্থগুলি পাওয়ার জন্য একটি সম্পূর্ণ কৌশল রয়েছে,এই ধরনের প্রতিক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে। একে অ্যালুমিনোথার্মি বলা হয়। অতএব, রাসায়নিক শিল্পে, এই উপাদানটি অন্যান্য ধাতু প্রাপ্ত করার জন্য সঠিকভাবে ব্যবহার করা হয়।

প্রকৃতিতে ছড়িয়ে পড়ুন

অন্যান্য ধাতব উপাদানগুলির মধ্যে প্রাদুর্ভাবের দিক থেকে, অ্যালুমিনিয়াম প্রথম স্থানে রয়েছে৷ পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে এর উপাদান 8.8%। অধাতুর সাথে তুলনা করলে, অক্সিজেন এবং সিলিকনের পরে এটির স্থান তৃতীয় হবে।

এর উচ্চ রাসায়নিক কার্যকলাপের কারণে, এটি তার বিশুদ্ধ আকারে পাওয়া যায় না, তবে শুধুমাত্র বিভিন্ন যৌগের অংশ হিসাবে পাওয়া যায়। সুতরাং, উদাহরণস্বরূপ, অনেক আকরিক, খনিজ, শিলা রয়েছে, যার মধ্যে অ্যালুমিনিয়াম রয়েছে। যাইহোক, এটি শুধুমাত্র বক্সাইট থেকে খনন করা হয়, যার বিষয়বস্তু প্রকৃতিতে খুব বেশি নয়।

প্রশ্নযুক্ত ধাতু ধারণকারী সবচেয়ে সাধারণ পদার্থ:

• ফেল্ডস্পার্স;
• বক্সাইট;
• গ্রানাইট;
• সিলিকা;
• অ্যালুমিনোসিলিকেটস;
• বেসাল্ট এবং অন্যান্য।

অল্প পরিমাণে, অ্যালুমিনিয়াম অপরিহার্যভাবে জীবন্ত প্রাণীর কোষের অংশ। ক্লাব শ্যাওলা এবং সামুদ্রিক প্রাণীর কিছু প্রজাতি তাদের জীবদ্দশায় তাদের দেহের ভিতরে এই উপাদানটি জমা করতে সক্ষম হয়৷

গ্রহণ

অ্যালুমিনিয়ামের ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি এটি শুধুমাত্র একটি উপায়ে প্রাপ্ত করা সম্ভব করে: সংশ্লিষ্ট অক্সাইডের গলিত তড়িৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে। যাইহোক, এই প্রক্রিয়াটি প্রযুক্তিগতভাবে জটিল। AL₂O₃ 2000 ^{0C এর গলনাঙ্ক। এই কারণে, এটি সরাসরি ইলেক্ট্রোলাইজ করা যায় না। তাইএইভাবে এগিয়ে যান।}

1. বক্সাইট খনন করা হয়।
2. শুধু অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড রেখে এগুলিকে অমেধ্য থেকে পরিষ্কার করুন।
3. তারপর ক্রায়োলাইট গলে যায়।
4. ওখানে অক্সাইড যোগ করুন।
5. এই মিশ্রণটি ইলেক্ট্রোলাইজড এবং বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম ও কার্বন ডাই অক্সাইড পাওয়া যায়।

পণ্যের ফলন ৯৯.৭%। যাইহোক, আরও বিশুদ্ধ ধাতু পাওয়া সম্ভব, যা প্রযুক্তিগত উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়।

আবেদন

অ্যালুমিনিয়ামের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি এর বিশুদ্ধ আকারে ব্যবহার করার জন্য যথেষ্ট ভাল নয়। অতএব, এই পদার্থের উপর ভিত্তি করে খাদগুলি প্রায়শই ব্যবহৃত হয়। তাদের মধ্যে অনেক আছে, আমরা সবচেয়ে মৌলিক নাম দিতে পারি।

1. ডুরলুমিন।
2. অ্যালুমিনিয়াম-ম্যাঙ্গানিজ।
3. অ্যালুমিনিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম।
4. অ্যালুমিনিয়াম-তামা।
5. সিলুমিন।
6. আভিয়াল।

তাদের প্রধান পার্থক্য অবশ্যই, তৃতীয় পক্ষের সংযোজন। তাদের সব অ্যালুমিনিয়াম উপর ভিত্তি করে. অন্যান্য ধাতু উপাদানটিকে আরও টেকসই, ক্ষয় প্রতিরোধী, পরিধান-প্রতিরোধী এবং নমনীয় করে তোলে।

অ্যালুমিনিয়ামের প্রয়োগের বেশ কয়েকটি প্রধান ক্ষেত্র রয়েছে বিশুদ্ধ আকারে এবং এর যৌগ (মিশ্র ধাতু) আকারে।

1. বাড়িতে ব্যবহৃত তার এবং ফয়েল তৈরির জন্য।
2. রান্নার পাত্র তৈরি।
3. বিমান শিল্প।
4. জাহাজ নির্মাণ।
5. নির্মাণ এবং স্থাপত্য।
6. মহাকাশ শিল্প।
7. চুল্লি নির্মাণ।

একসাথে লোহা এবং এর সাথেঅ্যালুমিনিয়াম খাদ - সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধাতু। পর্যায়ক্রমিক পদ্ধতির এই দুটি প্রতিনিধিই মানুষের হাতে সবচেয়ে ব্যাপক শিল্প ব্যবহার খুঁজে পেয়েছে৷

অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের বৈশিষ্ট্য

হাইড্রক্সাইড হল সবচেয়ে সাধারণ যৌগ যা অ্যালুমিনিয়াম তৈরি করে। এর রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি ধাতুর মতোই - এটি অ্যামফোটেরিক। এর মানে হল যে এটি একটি দ্বৈত প্রকৃতি প্রদর্শন করতে সক্ষম, অ্যাসিড এবং ক্ষার উভয়ের সাথে বিক্রিয়া করে৷

অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড নিজেই একটি সাদা জেলটিনাস অবক্ষেপ। ক্ষার বা অ্যামোনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের সাথে অ্যালুমিনিয়াম লবণ বিক্রিয়া করে এটি পাওয়া সহজ। অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করলে, এই হাইড্রক্সাইড স্বাভাবিক অনুরূপ লবণ এবং জল দেয়। যদি বিক্রিয়াটি ক্ষার দিয়ে এগিয়ে যায়, তাহলে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সোকমপ্লেক্স তৈরি হয়, যার সমন্বয় সংখ্যা 4। উদাহরণ: Na[Al(OH)_{4] - সোডিয়াম টেট্রাহাইড্রোক্সোঅ্যালুমিনেট।}