Номер 5, страница 262 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

5. Охарактеризуйте практическое применение оксида алюминия. Благодаря каким свойствам кристаллический $Al_2O_3$ используется как абразивный материал?

Практическое применение оксида алюминия

Оксид алюминия ($Al_2O_3$), также известный как глинозём, а в кристаллической форме — корунд, является одним из важнейших технических керамических материалов и находит широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Основные области применения включают:
- Производство алюминия. Это главное применение оксида алюминия. Он служит сырьём для получения металлического алюминия методом электролиза в расплаве криолита (процесс Холла-Эру).
- Абразивные материалы. Из-за высокой твёрдости кристаллический оксид алюминия (корунд) используется для изготовления шлифовальных кругов, наждачной бумаги, полировальных паст и в пескоструйной обработке.
- Огнеупорные материалы. Благодаря высокой температуре плавления (около $2072°C$) и химической стойкости, $Al_2O_3$ применяется для футеровки печей, изготовления тиглей и других изделий, работающих при высоких температурах.
- Техническая керамика. Из оксида алюминия изготавливают износостойкие изделия, например, изоляторы свечей зажигания, подложки для микросхем, режущие инструменты, элементы шаровых кранов и компоненты бронежилетов.
- Биомедицина. Биосовместимость и износостойкость позволяют использовать алюмооксидную керамику для создания эндопротезов (например, тазобедренных суставов) и зубных имплантатов.
- Катализ. Активированный оксид алюминия с развитой поверхностью используется как носитель для катализаторов, а также как самостоятельный катализатор и осушитель в химической промышленности.
- Ювелирное дело. Природные монокристаллы корунда с примесями являются драгоценными камнями: рубином (примесь хрома) и сапфиром (примеси железа и титана). Искусственные корунды также широко используются.

Ответ: Оксид алюминия применяется в качестве сырья для производства металлического алюминия, как абразивный, огнеупорный и керамический материал, в биомедицине для имплантатов, в качестве катализатора и в ювелирном деле.

Свойства, благодаря которым кристаллический $Al_2O_3$ используется как абразивный материал

Кристаллический оксид алюминия ($Al_2O_3$), известный как корунд, является одним из самых распространенных абразивных материалов благодаря сочетанию следующих физико-химических свойств:
1. Высокая твёрдость. Это ключевое свойство. Корунд имеет твёрдость 9 по шкале Мооса, уступая только алмазу (10). Такая высокая твёрдость, обусловленная прочной и плотной кристаллической решёткой, позволяет ему царапать и обрабатывать большинство других материалов, включая закалённые стали и твёрдые сплавы.
2. Высокая прочность и износостойкость. Зёрна абразива из корунда способны выдерживать значительные механические нагрузки в процессе резания и шлифования, не разрушаясь преждевременно. Это обеспечивает долгий срок службы абразивного инструмента.
3. Термическая стойкость. Оксид алюминия имеет высокую температуру плавления и хорошо переносит сильный нагрев, возникающий в зоне резания при трении, не теряя своих абразивных свойств.
4. Химическая инертность. $Al_2O_3$ химически стоек и не вступает в реакцию с обрабатываемым материалом, а также со смазочно-охлаждающими жидкостями, применяемыми при обработке.
5. Форма зёрен. При дроблении корунд образует частицы с острыми режущими кромками, что повышает эффективность абразивной обработки. Технология производства позволяет получать абразивные зёрна различного размера (зернистости) для разных видов обработки — от грубой обдирки до тонкой полировки.

Ответ: Кристаллический оксид алюминия используется как абразивный материал в основном благодаря своей чрезвычайно высокой твёрдости (9 по шкале Мооса), а также высокой прочности, износостойкости, термической и химической стойкости.