alumínium / Al

Név:
Alumen - timsó

Rendszám:
A periódusos rendszer 13. eleme

Felfedezés:
Oersted, majd Wöhler, iparilag 1889 óta gyártják.

Relatív atomtömeg: 26,9815

Izotópok: Egyetlen természetes izotópja van.

Elektronkonfiguráció: [Ne](3s)2(3p)1

Fizikai tulajdonságok:
Ezüstfehér, könnyűfém.
Sűrűsége 2,7 g/cm³).
Olvadáspontja 660,37°C.
Tisztán nagyon puha, de már kis mennyiségű idegen anyag is növeli keménységét és szilárdságát.
Vezetőképessége a réz után a legjobb, de ugyanolyan vezetőképességű alumínium kábel súlya csak fele a rézének.
Rácsa köbös, a legszorosabb illeszkedésű.
Hővezetőképessége és fajhője nagyon magas.
Már vörösizzáson megolvad.

Kémiai tulajdonságok:
Az alumíniumcsoport első eleme.
Aktív fém, levegőn csak azért eléggé állandó, mert kemény, tömör oxidréteg védi (ha ez megsérűl 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.

Előfordulás:
Elemi állapotban nem fordul elő.
A földkéreg a tenger és a levegő tömegének kb. 8%-át alkotja, a harmadik leggyakoribb elem a földkéregben.
Számos ásvány közül a fontosabbak: korund (Al₂O₃), diaszpor és böhmit, mindkettő(AlOOH).
Bauxit néven ismert érce nem ásvány, hanem főleg böhmit és hidrargillit tartalmú üledékes kőzet.
A rubin, a zafir és a korund természetes aluminium-oxid módosulatok.
Komplex fluoridja a kriolit (Na₃AlF₆).
Szilikátásványai a kianit (a képen), andaluzit és silimannit, mindhárom képlete (Al₂SiO₅), előfordul a mullit (Al₂SiO₈), az ortoklász (KAlSi₃O₈) és az albit (NaAlSi₃O₈).
Ezeken kívül még nagyon sok alumínium ásvány ismert.

Előállítás:
Régebben kémiai redukcióval készítették, pl. alumínium-klorid nátriummal történő redukciójával. így azonban csak a negyede nyerhető ki. Jelenleg a bauxitból tiszta timföldet (alumínium-oxidot) állítanak elő, ezt olvadt kriolitban (Na₃AlF₆) oldják és az olvadékot 1000°C fölött elektrolizálják (ábra), vagyis elektrometallurgiai módszert alkalmaznak. Egy kg alumínium előállításához 16-17 kWh elektromosenergia szükséges.

Felhasználás:
Kis súlya és jó elektromos vezetőképessége miatt nagyon sok helyen használják.
Elektromos vezetékeket, kábeleket gyártanak belőle.
Jól megmunkálható, nagyon vékony fóliákat gyárthatnak belőle.
A repülőgépgyártásban, rakétatechnikában, járműiparban használják különféle ötvözeteit, főleg rézzel, magnéziummal, sziliciummal és mangánnal.
Háztartási eszközöket, edényeket, radiátorokat, stb. készítenek belőle.
Vákuumban elpárologtatva nagyon jó tükröző réteget képez, a látható fényt és a hősugarakat egyaránt jól reflektálja.
A szintetikus rubin és a zafir kristályok koherens (LASER) fényforrásokban használatosak.
Az élelmiszeriparban E173 kóddal említik.

Felhasznált irodalom