Az alumínium
Alapvető tudnivalók Név: ALUMÍNIUM (alumen = “timsó”) Kémiai jel: Al Anyagszerkezet: rendszám = 13 a.: Atomszerkezet: 13 p+, 13 e–, 14 n0, 3 e–-héj, 3 külső e– b.: Halmazszerkezet: Fémes kötés, fémrács. 1 mol tömege 27 gramm. Az alumínium elemi állapotban nem, csupán érceiben fordul elő. A legismertebb és leggyakoribb alumíniumérc a bauxit, amelyet csupán a XIX. században (1821) fedeztek fel a névadó Les Baux község (Dél-Franciaország) mellett. Érdekes módon az alumínium tulajdonságait már felfedezése előtt jól ismerték. A XIX. században elkészülő periódusos rendszerek a ma ismert elemek csupán töredékét tartalmazták, a hiányzó elemek tulajdonságai azonban a periódicitás miatt könnyen megjósolható volt. Így volt ez az alumíniummal is. Felfedezését követően sem terjedhetett el gyorsan, hisz előállítása rendkívül költséges volt. Az 1855. évi párizsi világkiállításon bemutatott, hatalmas szenzációt keltő fém ára az aranyéval vetekedett (III. Napóleon számára evőeszközök, mellvért és más tárgyak készültek e különlegesen és drága fémből). A gazdaságos alumíniumgyártáshoz meg kellett várni az elektromos áram alkalmazását, hisz csupán ez tudott megfelelő energiát biztosítani a gazdaságos termeléshez.
Fizikai tulajdonságai Kis sűrűség (ρ= 2,7 Mg/m3) Alacsony olvadáspont (660 Co) Jó hő- és villamos vezetőképesség Kiváló korrózió állóság Kedvező alakíthatóság Szilárdsága kicsi (Rm=45 MPa), de ez ötvözéssel, hőkezeléssel és hidegalakítással jelentősen növelhető Az alumínium fő ötvözői (MSZ EN 573 szabvány szerint) Tiszta alumínium 1000 jelű sorozat Cu ötvözésű 2000 jelű sorozat Mn ötvözésű 3000 jelű sorozat Si ötvözésű 4000 jelű sorozat Mg ötvözésű 5000 jelű sorozat Mg és Si ötvözésű 6000 jelű sorozat Zn ötvözésű 7000 jelű sorozat Li ötvözésű 8000 jelű sorozat Egyéb ötvözésű 9000 jelű sorozat
Kémiai tulajdonságai Nem korrodeálódik, vékony oxidrétege megvédi. Az oxidréteget leoldva, a fém gyorsan oxidálódik. Égése vakító fényes lánggal történik: 4 Al + 3 O2 ® 2 Al2O3 Az alumíniumcsoport első eleme. Aktív fém, levegőn csak azért eléggé állandó, mert kemény, tömör oxidréteg védi (ha ez megsérül a levegő nedvességétől hidroxid "szőrök" alakulnak ki felületén. Halogének megtámadják, kén csak 500°C fölött hat rá. Szénnel nagyon magas hőmérsékleten karbiddá alakul. Víz és gyenge savak a védő oxidréteg miatt nem nagyon támadják meg. Lúgok aluminátok képződése közben oldják. Az alumínium-hidroxid amfoter jellegű. Vegyületei Al2O3 alumínium-oxid, timföld Al(OH)3 alumínium-hidroxid Al2Br6 alumínium-bromid AlCl3 alumínium-klorid Al2(SO4)3 alumínium-szulfát Al(NO3)3 alumínium-nitrát AlPO4 alumínium-foszfát Na3AlF6 kriolit
Előfordulása, előállítása, felhasználása Az aluminium az oxigén és a szilicium után a földkéreg harmadik leggyakoribb eleme. Nagy kémiai reakcióképessége miatt azonban elemi állapotban nem fordul elő. Fő összetevője az agyagoknak, timföldnek, bauxitnak, kriolitnak, alumínium-szilikátoknak. ötvözetek formájában repülők, autók gyártására csomagolóanyagként (alufólia, üdítős dobozok) por alakban redukálószerként fémek előállítására fedőfestékként megfelelő kötőanyaghoz keverve (metál festékek) elektromos huzalok gyártása szerkezeti elemek gyártása (állványok stb…) fémek előállítása (aluminotermikus eljárás) vegyiparban az ellenállóság kihasználása (pl.:tömény salétromsav tárolása) timsó szépségápolás: izzadásgátlókban Útjelző táblák
Tudtad-e? Hogy létezik hobbi alumínium öntészet? Hogy az 1855. évi párizsi világkiállításon mutatták be. Az ezüstösen csillogó fémdarabot agyagezüstnek nevezték. Ára akkoriban vetekedett az aranyéval? Hogy létezik hobbi alumínium öntészet?
„Az alumínium a gépiparban az egyik legtöbbet használt anyag…ezért szinte nélkülözhetetlen”