氧化铝
化合物
氧化铝（Aluminium oxide）是白色固体，是铝和氧的化合物，分子式为Al2O3。在矿业、制陶业和材料科学上又称为矾土。常见纯度为99.5%和96%。
| 氧化铝 | |
|---|---|
| |
| |
| 识别 | |
| CAS号 | 1344-28-1 
|
| PubChem | 9989226 |
| ChemSpider | 8164808 |
| SMILES |
|
| InChI |
|
| InChIKey | PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYAC |
| RTECS | BD120000 |
| 性质 | |
| 化学式 | Al2O3 |
| 摩尔质量 | 101.96 g·mol⁻¹ |
| 外观 | 白色固体 |
| 密度 | 3.97 g/cm3 |
| 熔点 | 2054 °C |
| 沸点 | 2980 °C [1] |
| 溶解性（水） | 难溶 |
| 结构 | |
| 晶体结构 | 三方 |
| 配位几何 | 八面体 |
| 热力学 | |
| ΔfHm⦵298K | −1675.7 kJ mol−1 |
| S⦵298K | 50.92 J mol−1 K−1 |
| 危险性 | |
| 闪点 | 不可燃 |
| 相关物质 | |
| 其他阴离子 | 硫化铝 硒化铝 碲化铝 |
| 其他阳离子 | 氧化硼 氧化镓 氧化铟 氧化铊 |
| 相关化学品 | 一氧化二铝 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
特性
编辑- 氧化铝是一种白色固体，在矿业、制陶业和材料科学上又被称为矾土。
- 氧化铝在地球上的蕴藏量只仅次于氧化硅，是一种属于陶瓷原料之一，在氧化物中铝与氧有强力的键结，使得氧化铝在氧化物当中有最高硬度，其化学稳定性高且对大部分酸性、碱性、盐类及熔融溶液有优秀的耐腐蚀性。
- 氧化铝有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。
- 自然界中的刚玉是α形属于六方最密堆积，熔点、硬度高，不溶于酸碱耐腐蚀，绝缘性好。
制备
编辑在铝矿的主成分铁铝氧石中，氧化铝的含量最高。工业上，铁铝氧石经由拜耳法纯化为氧化铝：
- 加热用氢氧化钠溶解矿石。氧化铁不溶，二氧化硅溶解为硅酸根（Si(OH)62−），氧化铝溶解为铝酸根（ ）。
![{\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)
- 过滤，加酸处理，氢氧化铝沉淀出来，再过滤。
- 强热氢氧化铝，可得无定形之白色氧化铝粉末。
再由霍尔-埃罗法转变为铝金属。
用途
编辑- 红宝石、蓝宝石的主成分皆为氧化铝，因为其他杂质而呈现不同的色泽。红宝石含有氧化铬而呈红色，蓝宝石则含有氧化铁及二氧化钛而呈蓝色。
- 氧化铝是金属铝在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应，生成一层薄的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。这层氧化物薄膜的厚度和性质都能通过一种称为阳极处理（阳极防腐）的处理过程得到加强。
- 铝为电和热的良导体，而氧化铝则是电与热的绝缘体。氧化铝的晶体形态刚玉因为硬度高，适合用作研磨材料及切割工具
- 氧化铝的晶体也可作为磊晶用的基材。
- 氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。
- 2004年8月，在美国3M公司任职的科学家开发出以铝及稀土元素化合成的合金制造出称为transparent alumina的强化玻璃。
- 可以用于高速铁路列车的紧急刹车装置（向路轨喷洒氧化铝粉末以增加铁轨摩擦力）
- 多孔高表面积比的氧化铝称为活性氧化铝，常用作催化剂、吸附剂、脱水剂和催化剂载体。典型的用途是作为克劳斯化学反应的催化剂。
- 耐火砖的主要成分
参考资料
编辑- ^ Mallinckrodt Baker, MSDS. Aluminum Oxide: Material Safety Data Sheet (A28440). [2008-03-06]. （原始内容存档于2011-08-21）.