氧化鋁
化合物
氧化鋁（Aluminium oxide）是白色固體，是鋁和氧的化合物，分子式為Al2O3。在礦業、製陶業和材料科學上又稱為礬土。常見純度為99.5%和96%。
| 氧化鋁 | |
|---|---|
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| 識別 | |
| CAS號 | 1344-28-1 
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| PubChem | 9989226 |
| ChemSpider | 8164808 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYAC |
| RTECS | BD120000 |
| 性質 | |
| 化學式 | Al2O3 |
| 摩爾質量 | 101.96 g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 白色固體 |
| 密度 | 3.97 g/cm3 |
| 熔點 | 2054 °C |
| 沸點 | 2980 °C [1] |
| 溶解性（水） | 難溶 |
| 結構 | |
| 晶體結構 | 三方 |
| 配位幾何 | 八面體 |
| 熱力學 | |
| ΔfHm⦵298K | −1675.7 kJ mol−1 |
| S⦵298K | 50.92 J mol−1 K−1 |
| 危險性 | |
| 閃點 | 不可燃 |
| 相關物質 | |
| 其他陰離子 | 硫化鋁 硒化鋁 碲化鋁 |
| 其他陽離子 | 氧化硼 氧化鎵 氧化銦 氧化鉈 |
| 相關化學品 | 一氧化二鋁 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
特性
編輯- 氧化鋁是一種白色固體，在礦業、製陶業和材料科學上又被稱為礬土。
- 氧化鋁在地球上的蘊藏量只僅次於氧化矽，是一種屬於陶瓷原料之一，在氧化物中鋁與氧有強力的鍵結，使得氧化鋁在氧化物當中有最高硬度，其化學穩定性高且對大部份酸性、鹼性、鹽類及熔融溶液有優秀的耐腐蝕性。
- 氧化鋁有許多同質異晶體，目前已知的有10多種，主要有3種晶型，即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中結構不同性質也不同，在1300℃以上的高溫時幾乎完全轉化為α-Al2O3。
- 自然界中的剛玉是α形屬於六方最密堆積，熔點、硬度高，不溶於酸鹼耐腐蝕，絕緣性好。
製備
編輯在鋁礦的主成份鐵鋁氧石中，氧化鋁的含量最高。工業上，鐵鋁氧石經由拜耳法純化為氧化鋁：
- 加熱用氫氧化鈉溶解礦石。氧化鐵不溶，二氧化矽溶解為矽酸根（Si(OH)62−），氧化鋁溶解為鋁酸根（ ）。
![{\displaystyle {\rm {Al_{2}O_{3}+3H_{2}O+2NaOH\longrightarrow 2Na[Al(OH)_{4}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/07ca41b56b6da8c712ab6a49d4731418bf02a0a6)
- 過濾，加酸處理，氫氧化鋁沉澱出來，再過濾。
- 強熱氫氧化鋁，可得無定形之白色氧化鋁粉末。
再由霍爾-埃羅法轉變為鋁金屬。
用途
編輯- 紅寶石、藍寶石的主成份皆為氧化鋁，因為其他雜質而呈現不同的色澤。紅寶石含有氧化鉻而呈紅色，藍寶石則含有氧化鐵及二氧化鈦而呈藍色。
- 氧化鋁是金屬鋁在空氣中不易被腐蝕的原因。純淨的金屬鋁極易與空氣中的氧氣反應，生成一層薄的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露於空氣中鋁表面。這層氧化鋁薄膜能防止鋁被繼續氧化。這層氧化物薄膜的厚度和性質都能通過一種稱為陽極處理（陽極防腐）的處理過程得到加強。
- 鋁為電和熱的良導體，而氧化鋁則是電與熱的絕緣體。氧化鋁的晶體形態剛玉因為硬度高，適合用作研磨材料及切割工具
- 氧化鋁的晶體也可作為磊晶用的基材。
- 氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。
- 2004年8月，在美國3M公司任職的科學家開發出以鋁及稀土元素化合成的合金製造出稱為transparent alumina的強化玻璃。
- 可以用於高速鐵路列車的緊急剎車裝置（向路軌噴灑氧化鋁粉末以增加鐵軌摩擦力）
- 多孔高表面積比的氧化鋁稱為活性氧化鋁，常用作催化劑、吸附劑、脫水劑和催化劑載體。典型的用途是作為克勞斯化學反應的催化劑。
- 耐火磚的主要成分
參考資料
編輯- ^ Mallinckrodt Baker, MSDS. Aluminum Oxide: Material Safety Data Sheet (A28440). [2008-03-06]. （原始內容存檔於2011-08-21）.