Aluminij

Šablon:Infokutija Hemijski element Aluminij (lat. - aluminium) jeste hemijski element sa simbolom Al i atomskim brojem 13. U periodnom sistemu elemenata spada u metale III glavne grupe, poznatu i kao grupu bora, ranije zvana grupa zemnih metala. Aluminij je srebrenasto-bijeli lahki metal. On je treći najzastupljeniji element i najčešći metal u Zemljinoj kori. U 2010. godini iskopano je i prerađeno oko 41 milion tona primarnog aluminija. Iako on ne spada u plemenite metale, sa vodom iz zraka reagira samo površinski, izgrađujući zaštitni pasivizirajući sloj na površini metala.

Historija

Engleski hemičar Humphry Davy

U usporedbi sa drugim metalima, aluminij nije poznat dugo u historiji. Tek ga je 1808. godine opisao Humphry Davy kao aluminium kada je pokušao da ga izdvoji kao metal. Međutim, to je uspio [[Hans Christian Ørsted] tek 1825. godine putem reakcije aluminij hlorida (AlCl₃) sa kalij alamgamom, pri čemu je kalij služio kao redukciono sredstvo:

$\mathrm {4\ AlCl_{3}+3\ K\rightarrow Al+3\ KAlCl_{4}}$

Hans Christian Ørsted je prvi izdvojio čisti aluminij

Friedrich Wöhler je koristio istu metodu 1827. godine, ali je za redukciju koristio metalni kalij te je tako dobio čišći aluminij. U to vrijeme aluminij je vrijedio više od zlata. Henri Étienne Sainte-Claire Deville je unaprijedio Wöhlerov proces 1846. godine te ga je objavio u knjizi 1859. godine. Tim poboljšanim procesom povećan je prinos aluminija iz rude, što je dovelo da cijena aluminija za deset godina opadne za 90%. Godine 1886. Charles Martin Hall i Paul Héroult, nezavisno jedan od drugog, razvili su proces za proizvodnju aluminija putem elektrolize, koji je danas nazvan po njima Hall-Héroultov proces. Tri godine kasnije, 1889. Carl Josef Bayer je razvio proces koji se po njemu zove Bayerov proces kojim se i danas u velikoj mjeri dobija aluminij u industrijskim količinama. U tom vremenu, aluminij je bio u centru pažnje nauke i javnosti općenito, da je po njemu nazvan i jedan brod izrađen 1894. godine.

Etimologija

Ime elementa je izvedeno iz latinske riječi alumen što znači alaun (stipsa). Na germanskom govornom području koriste se dva imena za element: aluminium i aluminum. U gotovo svim jezicima svijeta prva varijanta je više zastupljena, dok se druga varijanta aluminum koristi više u SAD. IUPAC je 1990. godine odlučio da zvanični naziv elementa bude aluminium ali je tri godine kasnije prihvatio aluminum kao moguću varijantu imena.

Zastupljenost

Aluminij je treći po rasprostranjenosti od svih elemenata koji se javljaju na površini Zemlje. Često dolazi sa silicijem i kisikom u sastavu alumosilikata. Ulazi u sastav stijena kao što su granit i glina. Aluminij se pojavljuje kao mineral kriolit Na₃AlF₆. Najvažnija ruda aluminija je boksit Al₂O₃ ·xH₂O

Hemijske osobine

Oksidacioni broj aluminija je +3. Čist aluminij na zraku polahko se oksidira, prekrivajući se slojem oksida Al₂O₃, koji od korozije štiti metal koji se nalazi ispod površine. Rastvara se u neoksidirajućim kiselinama, pri čemu nastaje hidratizirani Al³⁺ ion. Aluminij se lahko rastvara u jakim bazama (npr., natrij-hidroksid - NaOH ili kalij hidroksid - KOH), istiskujući vodonik i prelazeći u 2Na[Al(OH)₄]

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑

Koncentrirana azotna kiselina pasivizira aluminij.

Izotopi

Jedini stabilni izotop mu je²⁷Al.

Primjena

Zbog njegovih osobina, kao što su mala gustina i velika otpornost na koroziju, legure aluminija sa bakrom i molibdenom zvane duraluminij našle su mnoge primjene i koriste se za proizvodnju široke grupe proizvoda, od konzervi do dijelova za kosmičke brodove. Čist, kristalni aluminij krt je i lomljiv.

Jedinjenja

Najvažnija jedinjenja aluminija su amfoterni aluminij-oksid, i aluminij (III) hidroksid. Litij-aluminijhidrid (LiAlH₄) često se koristi u organskoj hemiji. Veliki industrijski značaj imaju aluminosilikati, a posebno MAO (metalni aluminosilikat). Glina i ilovača koje se koriste u produkciji keramike složene su mješavine aluminija i K[AlSi₃O₈] ili aluminija i Na[AlSi₃O₈]. Aluminij(III) hidroksid koristi se za prečišćavanje vode za piće, mada se u novije vrijeme njegova upotreba izbjegava zbog dokazane povezanosti Al³⁺ iona s nastankom Alzheimerove bolesti.

Biološki značaj

Aluminij nema nikakvog biološkog značaja, mada su neki ljudi alergični na taj metal.

Vanjski linkovi

• aluMATTER (en) (de) (nl) (fr)