Хөнгөн цагаан

Хөнгөн цагаан (Хөнгөн мөнгө гэж нэрлэх нь бий) (Al, лат. Aluminium) мөнгөлөг цагаан саарал өнгөтэй, зөөлөн бөгөөд хөнгөн металлын группт ордог юм. Химийн тэмдэглэгээ нь Al, атомын дугаар нь 13. 

Хөнгөн цагааныг бокситын хүдрээс өмхийрсэн муурыг ялгаж авах ба зэвэрдэггүй, бусад металлуудтай харьцуулахад маш хөнгөн, маш сайн цахилгаан, дулаан  дамжуулагч тул, хөнгөн цагаан болон түүний хайлшийг  пуужин, нисэх онгоц, тээвэр, цахилгаан дамжуулах болон барилгын үйлдвэрлэлд өргөн ашиглана.

Хэдийгээр хөнгөн цагаан нь Дэлхийн царцдаст хамгийн өргөн тархалттай металл (нийт химийн элементүүд дунд 3-т буюу хүчилтөрөгч, цахиурын дараа) боловч байгаль дээр цэврээрээ маш ховор, бокситын хүдрээс ялгаж авахад маш өндөр температур шаардана (950-980 °C).  

Данийн эрдэмтэн Ханс Кристиан Эрстед 1827 
онд анх олж гаргасан.

 Хэрэглээ 
Хөнгөн цагааны практикийн хэрэглээ нь металлуудаас хамгийн их нь байдаг. Хөнгөн цагааны хэрэглээний чухал салбар нь хөнгөн хайлшуудын үйлдвэрлэл юм. Цэвэр хөнгөн цагааныг химийн аппарат, багаж төхөөрөмж, цахилгаан дамжуулах утас хийхэд хэрэглэнэ.
Хөнгө нцагаан хавтсыг конденсатор бэлтгэхэд хэрэглэнэ.
Кали- Хөнгөн цагааны цөрийг Kal(SO4) 2* 10 HO-г цус тогтооход гадуур хэрэглэнэ. 2019 онд дэлхийд 63,69 сая тонн хөнгөн цагаан үйлдвэрлэсэн байна. 2021 онд хөнгөн цагааны үнэ 1 тонн - 2897 ам.доллар хүрчээ. 

Хөнгөн цагааны зарим хэрэглээ: 
 Тээвэр (бүх төрлийн автомашин, нисэх онгоц, вагон, унадаг дугуй зэрэг)
 Боодол, сав суулга (лааз, тугалган цаас зэрэг)
 Ус цэвэршүүлэх
 Барилга (цонхны хүрээ, хаалга гэх мэт)
 Цахилгаан дамжуулах шугам
 Цэвэр хөнгөн цагааныг (99.980% - 99.999% Al) электроник, компакт дискэд 
 Компьютерын процессор, транзисторын хөргөлтийн системд 
 Нунтаг хөнгөн цагааныг будаг, пиротехникийн үйлдвэрлэлд 
 Анагаах ухаанд, эм, вакцинд адьювантаар

 Изотопи 

Хөнгөн цагааны атом масс нь 23-30 хүртэлх 9 изотопитой бөгөөд, үүнээс зөвхөн 27Al (тогтвортой) ба 26Al (тогтворгүй, хагас задралын хугацаа t1/2 = 7.2 × 105 жил) нь байгаль дээр тааралдана. 27Al тархалт 99.9+ %,  26Al нь Аргоны задралаар үүснэ. 

 Физик тогтмолууд 
 Атомын радиус:         0,143 нм
 Al3+  ионы радиус:         0,057 нм
 Иончлолын энерги:      Al3+ + 3 e− → Al 
 Цахилгаан сорог чанар: 1,6 эв
 Нягт: 2,7г/см3

 Нээсэн түүх 
1825 онд Данийн эрдэмтэн Ханс Кристиан Эрстед AlCl3-г калийн амальгамаар ангижруулж металл хөнгөн цагааныг анх гаргаж авчээ. 1827 онд германы химич Фридрих Вёлер энэ аргыг боловсронгуй болгож амальгамыг металл калигаар сольжээ.

 Байгальд орших 
Хөнгөн цагаан байгальд хамгийн их тархсан (газрын гадаргад 8%-г эзэлнэ) металл юм. 
Хөнгөн цагаан байгальд силикатууд (жонш, гялтгануур), мөн шаврын найрлагад байдаг. Хөнгөн цагааны нэгдлүүдээс хамгийн ач холбогдолтой нь Al2O3 (корунд рубин, сафир), ортоклаз (K Al Si3 O10), албит NaAlSi3O10, баналт (Al2 O3 * nH2O) юм.

 Al-г гаргах орчин үеийн арга нь Al2O3–г элентролизэд оруулах явдал юм.

 Хөнгөн цагаан +3 исэлдлийн зэрэг үзүүлэх бөгөөд комплекс нэгдэлдээ 4 ба 6 гэсэн координатын тоо үзүүлнэ.
Хөнгөн цагаан хүчилтөрөгчтэй эрчимтэй харилцан үйлчлэлцэж Al2O3 гэсэн оксид үүсгэнэ. 4Al+3O2→2 Al2O3  
Хөнгөн цагаан агаарт исэлдсэний дүнд түүний гадаргууд оксидын нягт бүрхүүл үүснэ. Ийм бүрхүүлүүд үүссэнээр хөнгөн цагаанаар хийгдсэн эдлэлүүд агаарт, мөн усанд маш тогтвортой байна. Хэрэв гадаргуугийн ислэн бүрхүүлийг авах юм бол хөнгөн цагаан устай харилцан үйлчлэлцэж устөрөгчийг ялгаруулна.
2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2
Хүйтэнд HNO3, H2SO4-н концентрацитай хүчлүүдэд Al2O3 бүрхүүл үүссэнээр идэвхгүй болно.
Бусад эрдсийн хүчилтэй идэвхтэй урвалд орж устөрөгч ялгаруулна.
2Al+6KOH+6H2O→2K3[Al(OH)6]+3H2

 Алюминотермийн аргын үндэс болдог.
FeO2+8Al→4 Al2O3 +9Fe

 Хөнгөнцагааны оксид:
Амеротер шинжтэй бөгөөд хүчил шүлттэй харилцан үйлчилнэ
Al2O3 +6HCl→2AlCl3+3H2O
Шүлтийн усан уусмалтай урвалд орж гидроксиалютнатыг үүсгэнэ.
Al2O3 +NaOH+3H2O→2Na3[Al(OH)6]
Al2O3-г натрийн гидроксидтой хольж хайлуулахад металюминат үүснэ.
Al2O3 +2NaOH→2NaAlO2+H2O

 Хөнгөн цагааны химийн шинж 
Хөнгөн цагаан металлын идэвхийн эгнээнд идэвх ихтэй металлуудын дараа байрладаг учир идэвхтэй металлын тоонд орно. Гэвч хөнгөн цагаанаар хийсэн сав суулга, эдлэл хүчилтөрөгч, устай харилцан үйлчлэлцдэггүй. Мөн ердийн температурт их концентрацитай азотын хүчилд уусдаггүй. Хөнгөн цагааны энэ шинж нь түүний хялбархан исэлдэж оксидын бүрхүүл үүсгэн цаашид исэлдэхээс хамгаалдагтай холбоотой. Хөнгөн цагаан нь мөнгөн усанд хялбархан уусаж, хөнгөн цагааны амальгамыг үүсгэдэг. Хөнгөн цагаан (оксидын бүрхүүлгүй) ердийн нөхцөлд устай харилцан үйлчлэлцэнэ. 2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑ Температурыг нэмэгдүүлэхэд хөнгөн цагаан металл бишүүд болон нийлмэл бодисуудтай харилцан үйлчлэнэ.

 Цахим холбоос 

 Aluminium as a traded commodity
 WebElements.com – Aluminium
 World production of primary aluminium, by country
 Social and Environmental Impact of the Aluminium Industry
 History of Aluminium

 Эшлэл 

Ангилал:3-р үеийн элемент
Ангилал:Кубын талст систем
Ангилал:Металл бэлдэц

Ангилал:Хүлээн зөвшөөрөгдсөн эрдэс
Ангилал:Эрдсийн ангиллын элемент
Ангилал:Википедиа:Онцлох өгүүлэл
Ангилал:Цахилгаан техникийн материал
Ангилал:Хагас дамжуулагч электроникийн бэлдэц
Ангилал:Хүнсний нэмэлт бодис (Европын Холбоо)