Оксид (сесквиоксид) алюминия.

Физические свойства.

    O=Al-O-Al=O

    Глинозем, корунд, окрашенный - рубин (красный), сапфир (синий).

    t°пл.=2050°С. Данное вещество существует в нескольких кристаллических модификациях (a - Al₂O₃, g - Al₂O₃).

    Сесквиоксид алюминия представляет собой белую очень тугоплавкую и нерастворимую в воде массу. Природный Al₂O₃ (минерал корунд), а также получаемый искусственно и затем сильно прокаленный, отличается большой твёрдостью и нерастворимостью в кислотах.

Химические свойства.

    В растворимое состояние сесквиоксид алюминия можно перевести сплавлением со щелочами или K₂S₂O₇ по реакциям: 

Al₂O₃ + 2 NaOH = H₂O + 2 NaAlO₂ 

Al₂O₃ + 3 K₂S₂O₇ = Al₂(SO₄)₃ + 3 K₂SO₄

    Амфотерный оксид с преобладанием основных свойств; с водой не реагирует.

1) Реагирует с кислотами и растворами щелочей:

Как основной оксид:

Al₂O₃ + 6HCl --> 2AlCl₃ + 3H₂O

Как кислотный оксид:

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O --> 2Na[Al(OH)₄]

2) Сплавляется со щелочами или карбонатами щелочных металлов:

Al₂O₃ + Na₂CO₃ --> 2NaAlO₂(алюминат натрия) + CO₂

Al₂O₃ + 2NaOH --> 2NaAlO₂ + H₂O

Получение.

    Получают из бокситов, нефелинов, каолина, алунитов.

4Al + 3O₂ --> 2Al₂O₃

2Al(OH)₃ --> Al₂O₃ + 3H₂O

Применение.

   Обычно загрязнённый оксидом железа природный корунд вследствие своей чрезвычайной твёрдости применяется для изготовления шлифовальных кругов, брусков и т. п. В мелко раздробленном виде он под названием наждака служит для очистки металлических поверхностей и изготовления наждачной бумаги. Для тех же целей часто пользуются оксидом алюминия, получаемым сплавлением боксита (техническое название - алунд).

    Чистый сесквиоксид алюминия (т. пл. 2050, т. кип. 3500 °С) непосредственно используется в производстве зубных цементов. Так, порошок одного из видов высококачественного зубного цемента получается сплавлением при 700-800 °С и последующим измельчением тщательно приготовленной смеси следующего состава: 28,4 % Al₂O₃, 20,9-SiO₂, 19,7-Na₂SiF₆, 19,0-CaSiF₆, 3,9-CaCO₃, 4,1-H₃PO₄, 4,0-H₃AsO₄. Жидкость для замешивания такого цемента представляет собой крепкий раствор Al(H₂PO₄)₃.

    Изделия из плавленного сесквиоксида алюминия имеют плотность 4,0 г/см₃, обладают очень высокой механической прочностью и сохраняют её до 1800 °С. Исключительно велика и их химическая стойкость. Вместе с тем они хорошо проводят тепло и переносят температурные колебания. Напылением расплавленного сесквиоксида алюминия может быть создано эффективное защитное покрытие на металлах.

    Сплавление равных по массе количеств Al₂O₃ и SiO₂ с последующим выдуванием их расплава было получено стекловолокно ("файберфракс"), характеризующееся высокой термической устойчивостью и большой устойчивостью к химическим воздействиям. Оно не изменяет свои свойства до 1250 °С, плавится лишь выше 1600 °С и особенно пригодно для изготовления теплоизоляционных материалов. 

    На основе корунда был сконструирован сверхпрочный искусственный камень - "микролит". Он состоит из очень мелких (порядка микронов) зёрен корунда с небольшой добавкой связывающего стеклообразного материала. Микролитовые резцы сохраняют свою чрезвычайную твёрдость до 1200 °С и допускают поэтому очень большую скорость металлообработки.

    Прозрачные кристаллы корунда, красиво окрашенные незначительными примесями других веществ, известны в качестве драгоценных камней: красного рубина (окраска от примеси хрома), синего сапфира (следы Ti и Fe) и др. В настоящее время драгоценные камни на основе оксида алюминия (рубины, сапфиры и др.) делают искусственно путём сплавления и последующей кристаллизации Al₂O₃ в присутствии соответствующих примесей. Подобные искусственные камни по своим качествам лучше природных.