Aluminiul

Aluminiuleste unelement chimic, notat cusimbolulAl. Numrul atomic al aluminiului are valoarea13, iar masa atomic este 26.97. Este un element chimic comun, ocupnd poziia a treia, dup oxigen i siliciu, ca rspndire terestr, existnd n procent de 7.4%.[1]Compuii aluminiului constituie 8.13% din scoara terestr,[2]fiind ntlnii n substanele minerale, precum i n lumea vegetal i animal.[3]n stare natural este ntlnit sub formamineralelor, dintre care amintim silicaii,[4]silicoaluminaii (feldspat, mic, argile), criolitul (fluoaluminat de sodiu), bauxita, corindonul.Dupfier, acesta a devenitmetalulcu cea mai larg ntrebuinare.[5]Aluminiul a fost remarcat pentru faptul c este un metal uor, cu odensitatede 2.7 g-cm3. Aceasta calitate l face s fie utilizat n cantiti mari n industria naval i aeronautic. Capacitatea mare de reflexie este folosit n construirea oglinzilor metalice.Este un bun conductor electric i termic, fiind folosit n industria electrochimic sub form de srm, nlocuind conductoarele electrice dincupru, care sunt mai scumpe.Este un metal ductil i maleabil, fiind posibil obinerea unei foie subiri de 0.005mm grosime. Totodat, aceast proprietate este utilizat n industria alimentar, aluminiul fiind folosit la ambalarea produselor alimentare sau n industria farmaceutic.O alt proprietate important a acestui metal este rezistena la coroziune, care se datoreaz formrii unui strat protector deoxid. Rezist la aciunea chimic a acidului azotic diluat sau concentrat, iar acest lucru se reflect n fabricarea canistrelor transportoare deacid azoticdin aluminiu.Prezint o afinitate mare pentruoxigen, fiind utilizat n obinerea altor metale precum Cr, Mn, Co, V din oxizi.

Descoperire

Termenul "alumen," care este tradus n "alaun," apare n lucrarea luiPliniu cel Btrn,Naturalis Historia, capitolul 15 al crii 35, furniznd detalii despre acestmetal. Dei diferite substane erau deosebite prin numele dealumen, toate erau caracterizate de un anumit grad de astringen, fiind utilizate nmedicin[6]sau ca vopsele.[7].

Statuia lui Anteros (confundat cuErossau cungerul Cretin al Caritii[8]) n Piccadilly Circus din Londra, confecionat n 1893 i prima statuie fcut din aluminiu.nanul1760, un anumitoxidmetaliccare prezenta stabilitate i nu putea fi redus a fost extras din alaun i numitaluminde ctrechimistulfrancezL.G.Morveau. n1807Sir Humphry Davy a concluzionat c reducerea compuilor chimici stabili ar trebui s se fac electrolitic cu ajutorul unei noi celule voltaice, reuind obinereasodiului,potasiului,bariului,stroniuluii alcalciuluin formmetalic. Pentru aceast demonstraie remarcabil a puterii electrochimice, Davy a obinut un premiu de 50.000 de franci din partea luiNapoleon. Dei euase n ncercrile sale de a obine acest element, denumindu-laluminiu, era evident c restulmetalelorobinute de el prezentau un caracter reductor mai puternic dect alcarbonuluii alhidrogenului.n1808reuete s obin pentru prima datborelementar prin reducereaoxiduluiboric cupotasiuobinut prinelectroliz. Pierre Berthier descoper n anul1821lng Baux-de-Provence o min n care exista un mineral ce coninea mai mult de 50% deoxidde aluminiu.Mineralulva fi numitbauxit.Cercetarea aluminiuluimetalica fost continuat de ctrechimistuldanezHans Christian Oersted, care descrie n1825Societii Filosofiei Naturale o metod de reducere a clorurii de aluminiu la o form metalic cu ajutorul unui amalgammercuricalpotasiului[6].Mercuruldin amalgam era treptat ndeprtat prindistilare, produsul rezultat fiind o pulberegri, care a fost descris caaluminiu, dei era posibil s fi coninut o cantitate mare deoxid.n1827, Wohler mbuntise metoda de reducere propus de Oersted prin utilizarea unui proces gazos n care triclorura de aluminiu volatilizat reaciona cupotasiulmetalic.Potasiulera unmetalrar i foarte reactiv, iar triclorura de aluminiu, datorithigroscopicitiisale era un material cu care se lucra greu. Experimentele iniiale ale lui Wohler produceau cantiti mici de pudr de aluminiu, ns nu constau baza producerii aluminiului n mas.Munca sa timpurie asupra aluminiului a fost abandonat pn n anul1854, cnd a modificat procesul astfel nct a produs globule mici i strlucitoare, care erau suficient de pure pentru confirmarea densitii reduse a aluminiului i pentru stabilirea ductilitii i a caracteristicilor chimice.ChimistulfrancezHenri Etienne Sainte-Claire Deville a mbuntit de asemenea metoda lui Wohler n1846, descriindu-le n anul1859, printre care afiase i propunerea folosiriisodiuluin loculpotasiuluicostisitor.Aluminiul a fost ales drept material pentru vrful Monumentului Washington n 1884, cnd o uncie (30 g) de aluminiu costa ct salariul zilnic al unui colaborator la acel proiect; aluminiul era la fel de valoros ca iargintul. n anul1886, Charles Martin Hall, student la colegiul Oberlin, a obinut cantiti mici de aluminiu prin electroliza oxidului de aluminiu dizolvat n criolit topit, folosind electrozi de crbune.Cu toate c procesele de extragere au suferit mbuntiri, preturile scdeau ncontinuu, iar n1889se descoperise un procedeu simplu de extragere al aluminiului. Invenia dinamului de ctre Siemens n anul1866a uurat producerea procesului de electroliz pentru extragereametalului. Procesul Hall-Heroult din1886i procesul Bayer din1887marcheaz nceputul aplicaiilor multiple ale aluminiului. Utilizarea acestui metal ca material de construcie a devenit att de rspndit, nct a fost folosit nSydney,Australiaunde a fost folosit la construirea cupolei Secretariatului cldirii.Anul1900marcheaz perioada cnd producia mondial de aluminiu a ajuns la 6700 de tone,1939cu 700000 de tone i1943cu 2.000.000 de tone, datorit celui de-al Doilea Rzboi Mondial. De atunci, producia crescuse mai mult dect cea a celorlaltemetaleneferoase.Anul2008marcheaz perioada cnd preul aluminiului a atins apogeul niulie, fiind cotat la 1.45 dolari per livr, ns a sczut ndecembriela 0.7 dolari per livr.[9]

Raspandire

Cel mai abundent element metalic din scoara terestr i al treilea element chimic ca rspndire. Nu se gsete n stare nativ, fiind ntlnit doar n combinaii[10]sub form de minereuri, dintre care cei mai importani sunt: silicaiii silicoaluminaii (SiO2*Al2O3*Fe2O3*H2O argila, K[AlSi3O8]feldspatul, Na[AlSi3O3], albita,mica, etc.) criolitul Na3[AlF6] bauxitaAlO(OH)

Proprietati Fizicemetal de culoare gri-argintiu - densitate mica 2,7 g/cm cub - bun conductor electric si termic - putere de reflexie mare - formeaza aliaje- duraluminiu - temperatura de topire 660 grade celsiu - este maleabil - este ductil

Proprietati Chimicevalenta III- ionizarea pozitiva- reactioneaza-nemetale- substante compuse

Scurta IstorieIn 1761 francezul Morveau a descoperit un material necunoscut, dandu-i numele de ''alumina'', din cuvantul latin ''alumen'' care inseamna ''usor''.In 1787 chimistul Lavoisier constata ca alumina este un oxid al unui metal necunoscut pana atunci.In 1821 bauxita este descoperita la Les BauxIn 1825 chimistul Oersted reuseste sa izoleze metalul pentru prima data intr-o forma mai mult sau mai putin pura, printr-o metoda complexa de distilare. In anii care au urmat , Whler (1827) si Deville ( 1854 ) au cautat metode mai ieftine pentru obtinerea aluminiului.In 1855 o bara de aluminiu produsa de catre Deville a fost expusa alaturi de o bara de argint la Expozitia Mondiala de la Paris. Reactia fata de noul metal a fost entuziasta.In 1865 autorul Jules Verne sustinea ca, calatoria in spatiu va fi posibila intr-o buna zi datorita aluminiuluiIn 1866 Charles Martin Hall si Paul Hroult au dezvoltat o metoda de extractie a aluminiului din alumina folosind electroliza.In 1898 a fost dezvoltata metoda Bayer. Acest lucru a facut posibila producerea prafului de alumina din bauxita pe scara larga. In preajma secolului 20 , aluminiul si-a dobandit statutul de material de baza pentru productia a tot felul de produse noi si modern

Aluminiul in industria Constructoare de masini

O masina moderna cu componente fabricate din aluminiu poate fi cu 24% mai usoara decat o masina cu component facute din otel, lucru care eficientizeaza consumul de carburant, acesta fiind redus cu pana la 2 litrii la 100 de km. Constructorii de masini au inceput sa foloseasca aluminiul cu mai bine de 100 de ani in urma. Atunci aluminiul era un metal nou si slab exploatat, dar datorita faptului ca era usor si avea rezistenta la coroziune avea un potential ridicat pentru aplicatii in industria constructoare de masini, aceasta fiind in crestere in acel moment. Prima masina sport avand parti fabricate din aluminiu a fost prezentata publicului larg la Salonul Auto de la Berlin in anul 1899. Primul motor cu parti din aluminiu a fost fabricat 2 ani mai tarziu, in 1901, de catre Carl Benz Metalul usor imbunatatea controlul masinii, dar datorita faptului ca era un metal cu care se lucra greu, a lipsei studiului asupra lui si a pretului ridicat acesta nu putea fi folosit inca pentru productia de masa.