Номер 12, страница 84 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Используйте дополнительную информацию. Параграф 15. Электролиз расплавов и растворов. Практическое применение электролиза. Глава II. Химические реакции - номер 12, страница 84.

Условие.

12. Подготовьте сообщение на тему «Возникновение и развитие алюминиевой промышленности».

Решение.

Решение 2.

Введение: от драгоценности к промышленному металлу

Алюминий — самый распространенный металл в земной коре, составляющий около 8% её массы. Однако, несмотря на его изобилие, в чистом виде он в природе не встречается из-за высокой химической активности. Долгое время человечество не умело извлекать его из руды, поэтому в XIX веке алюминий стоил дороже золота и платины. Его история — это яркий пример того, как научный прорыв может кардинально изменить ценность материала и дать толчок к развитию целой отрасли промышленности.

Открытие и первые шаги (XIX век)

Хотя соединения алюминия, такие как квасцы, использовались с древности, путь к получению чистого металла был долгим.

• 1825 год: Датский физик Ганс Христиан Эрстед впервые получил алюминий, хотя и в виде загрязненного порошка, путем химической реакции безводного хлорида алюминия с амальгамой калия.

• 1827-1845 годы: Немецкий химик Фридрих Вёлер усовершенствовал метод Эрстеда, получив чистый алюминиевый порошок, а позже — небольшие шарики (корольки) металла, что позволило изучить его ключевые свойства: низкую плотность и высокую ковкость.

• 1854 год: Французский химик Анри Этьен Сент-Клер Девиль разработал первый промышленно применимый химический способ получения алюминия, заменив дорогой калий на более дешевый натрий. Тем не менее, производство оставалось чрезвычайно дорогим. Алюминий был диковинкой: из него изготавливали ювелирные украшения, столовые приборы для императора Наполеона III, а также им был увенчан монумент Вашингтона в США.

Революция в производстве: процесс Холла-Эру

Настоящий переворот в алюминиевой промышленности произошел в 1886 году, когда практически одновременно и независимо друг от друга были сделаны два ключевых открытия, которые легли в основу современного производства.

1. Процесс Холла–Эру: Американец Чарльз Мартин Холл и француз Поль Эру разработали метод получения алюминия путем электролиза оксида алюминия (глинозёма, $Al_2O_3$), растворенного в расплаве криолита ($Na_3AlF_6$). Этот электролитический метод требовал огромного количества электроэнергии, но позволял получать металл в больших объемах и со значительно меньшими затратами по сравнению с химическими способами.

2. Процесс Байера: В 1887 году австрийский инженер Карл Йозеф Байер изобрел эффективный способ получения чистого глинозема ($Al_2O_3$) из основной алюминиевой руды — боксита.

Сочетание процесса Байера (получение сырья) и процесса Холла-Эру (электролиз) сделало производство алюминия экономически выгодным и открыло дорогу для его массового применения. Цена на алюминий упала в сотни раз, и он перестал быть драгоценным металлом.

Развитие промышленности в XX веке и в наше время

С удешевлением производства алюминий начал стремительно завоевывать рынки.

• Начало XX века: Алюминий находит применение в производстве посуды, фольги, электрических проводов (как более легкая и дешевая альтернатива меди) и в конструкционных элементах.

• Мировые войны: Спрос на алюминий резко вырос во время Первой и особенно Второй мировых войн. Его легкость и прочность сделали его незаменимым материалом для авиастроения. Производственные мощности по всему миру, особенно в США, были многократно увеличены для нужд военной промышленности.

Послевоенный период: После войн огромные производственные мощности были переориентированы на гражданские нужды. Алюминий стал неотъемлемой частью многих отраслей:

• Транспорт: автомобилестроение, судостроение, железнодорожный транспорт, аэрокосмическая отрасль.
• Строительство: оконные рамы, фасады зданий, кровельные материалы.
• Упаковка: алюминиевые банки для напитков, пищевая фольга.
• Электротехника и потребительские товары: корпуса электроники, бытовая техника.

Современный этап: Сегодня мировая алюминиевая промышленность — это гигантская отрасль. Ключевыми тенденциями являются повышение энергоэффективности производства и вторичная переработка. Алюминий можно перерабатывать бесконечное число раз, при этом на вторичную переработку тратится лишь около 5% энергии, необходимой для первичного производства. Это делает его одним из самых «зеленых» и устойчивых материалов. Ведущие страны-производители алюминия — Китай, Россия, Канада, Индия, ОАЭ.

Заключение

История алюминиевой промышленности — это путь от редкого и дорогого «серебра из глины» до одного из самых востребованных конструкционных материалов современности. Технологические прорывы конца XIX века, в частности процессы Холла-Эру и Байера, сделали алюминий доступным и положили начало его широкому использованию. Сегодня, благодаря своим уникальным свойствам и высокой пригодности к переработке, алюминий играет ключевую роль в технологическом прогрессе и развитии устойчивой экономики.

Ответ: Сообщение освещает историю возникновения и развития алюминиевой промышленности. Оно начинается с этапа открытия алюминия в XIX веке, когда он считался драгоценным металлом из-за сложности получения (методы Эрстеда, Вёлера, Сент-Клер Девиля). Ключевым моментом стал 1886 год, когда был изобретен электролитический процесс Холла–Эру для производства алюминия из глинозема ($Al_2O_3$), растворенного в криолите ($Na_3AlF_6$), и процесс Байера для эффективного получения глинозема из бокситов. Эти открытия сделали производство массовым и дешевым. В XX веке спрос на алюминий резко вырос, особенно в авиации во время мировых войн. В послевоенное время он стал незаменимым в транспорте, строительстве, упаковке и производстве потребительских товаров. Современная промышленность фокусируется на энергоэффективности и вторичной переработке, что делает алюминий важным элементом устойчивого развития.