Aluminijum

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu
Aluminijum,  13Al
Al,13.jpg
Opšta svojstva
Ime, simbol aluminijum, Al
Aluminijum u periodnom sistemu
Vodonik (diatomski nemetal)
Helijum (plemeniti gas)
Litijum (alkalni metal)
Berilijum (zemnoalkalni metal)
Bor (metaloid)
Ugljenik (poliatomski nemetal)
Azot (diatomski nemetal)
Kiseonik (diatomski nemetal)
Fluor (diatomski nemetal)
Neon (plemeniti gas)
Natrijum (alkalni metal)
Magnezijum (zemnoalkalni metal)
Aluminijum (postprelazni metal)
Silicijum (metaloid)
Fosfor (poliatomski nemetal)
Sumpor (poliatomski nemetal)
Hlor (diatomski nemetal)
Argon (plemeniti gas)
Kalijum (alkalni metal)
Kalcijum (zemnoalkalni metal)
Skandijum (prelazni metal)
Titanijum (prelazni metal)
Vanadijum (prelazni metal)
Hrom (prelazni metal)
Mangan (prelazni metal)
Gvožđe (prelazni metal)
Kobalt (prelazni metal)
Nikl (prelazni metal)
Bakar (prelazni metal)
Cink (prelazni metal)
Galijum (postprelazni metal)
Germanijum (metaloid)
Arsen (metaloid)
Selen (poliatomski nemetal)
Brom (diatomski nemetal)
Kripton (plemeniti gas)
Rubidijum (alkalni metal)
Stroncijum (zemnoalkalni metal)
Itrijum (prelazni metal)
Cirkonijum (prelazni metal)
Niobijum (prelazni metal)
Molibden (prelazni metal)
Tehnecijum (prelazni metal)
Rutenijum (prelazni metal)
Rodijum (prelazni metal)
Paladijum (prelazni metal)
Srebro (prelazni metal)
Kadmijum (prelazni metal)
Indijum (postprelazni metal)
Kalaj (postprelazni metal)
Antimon (metaloid)
Telur (metaloid)
Jod (diatomski nemetal)
Ksenon (plemeniti gas)
Cezijum (alkalni metal)
Barijum (zemnoalkalni metal)
Lantan (lantanoid)
Cerijum (lantanoid)
Prazeodijum (lantanoid)
Neodijum (lantanoid)
Prometijum (lantanoid)
Samarijum (lantanoid)
Europijum (lantanoid)
Gadolinijum (lantanoid)
Terbijum (lantanoid)
Disprozijum (lantanoid)
Holmijum (lantanoid)
Erbijum (lantanoid)
Tulijum (lantanoid)
Iterbijum (lantanoid)
Lutecijum (lantanoid)
Hafnijum (prelazni metal)
Tantal (prelazni metal)
Volfram (prelazni metal)
Renijum (prelazni metal)
Osmijum (prelazni metal)
Iridijum (prelazni metal)
Platina (prelazni metal)
Zlato (prelazni metal)
Živa (prelazni metal)
Talijum (postprelazni metal)
Olovo (postprelazni metal)
Bizmut (postprelazni metal)
Polonijum (postprelazni metal)
Astat (metaloid)
Radon (plemeniti gas)
Francijum (alkalni metal)
Radijum (zemnoalkalni metal)
Aktinijum (aktinoid)
Torijum (aktinoid)
Protaktinijum (aktinoid)
Uranijum (aktinoid)
Neptunijum (aktinoid)
Plutonijum (aktinoid)
Americijum (aktinoid)
Kirijum (aktinoid)
Berklijum (aktinoid)
Kalifornijum (aktinoid)
Ajnštajnijum (aktinoid)
Fermijum (aktinoid)
Mendeljevijum (aktinoid)
Nobelijum (aktinoid)
Lorencijum (aktinoid)
Raderfordijum (prelazni metal)
Dubnijum (prelazni metal)
Siborgijum (prelazni metal)
Borijum (prelazni metal)
Hasijum (prelazni metal)
Majtnerijum (nepoznata hemijska svojstva)
Darmštatijum (nepoznata hemijska svojstva)
Rendgenijum (nepoznata hemijska svojstva)
Kopernicijum (prelazni metal)
Nihonijum (nepoznata hemijska svojstva)
Flerovijum (nepoznata hemijska svojstva)
Moskovijum (nepoznata hemijska svojstva)
Livermorijum (nepoznata hemijska svojstva)
Tenesin (nepoznata hemijska svojstva)
Oganeson (nepoznata hemijska svojstva)
B

Al

Ga
magnezijumaluminijumsilicijum
Atomski broj (Z) 13
Grupa, blok grupa 13, p-blok
Perioda perioda 3,
Kategorija   slabi metal
Rel. at. masa (Ar) 26,981538 u[1]
El. konfiguracija [Ne]3s23p1
elektrona po ljuskama
2, 8, 3
Fizička svojstva
Boja srebrnobela
Agregatno stanje čvrsto[2]
Tačka topljenja 933,47 K
(660,32 &°C)
Tačka ključanja 2792 K
(2519 °C)
Gustina 2700 kg/m3
Molarna zapremina 10,00×10−3 m3/mol
Toplota fuzije 10,79 kJ/mol
Toplota isparavanja 293,4 [3] kJ/mol
Sp. topl. kapacitet 900 J/(kg·K)[2]
Atomska svojstva
Oksidaciona stanja 3
Osobine oksida amfoterni
Elektronegativnost 1,61 (Poling)
1,47 (Olred)[4]
Energije jonizacije 1: 577,5 [5] kJ/mol
2: 1816,7 [5] kJ/mol
3: 2744,8 [5] kJ/mol
(ostale)
Atomski radijus 125 (118) pm
Kovalentni radijus 118 [7] pm
Ostalo
Kristalna struktura postraničnocentrirana kubična (FCC)
Površinskicentrirana teseralna kristalna struktura za aluminijum
Brzina zvuka 5100 m/s (933 K)
Topl. vodljivost 237 W/(m·K)
Sp. el. vodljivost 37,7×106 S/m
Mosova tvrdoća 2,75
CAS broj 7429-90-5
referenceVikipodaci

Aluminijum (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. Aluminijum je srebrenasto-beli laki metal. On je treći najzastupljeniji element i najčešći metal u Zemljinoj kori. U 2010. godini iskopano je i prerađeno oko 41 miliona tona primarnog aluminijuma.[8] Iako on ne spada u plemenite metale, sa vodom iz vazduha reaguje samo površinski, izgrađujući zaštitni pasivizirajući sloj na površini metala.

Istorija[uredi]

Engleski hemičar Hamfri Dejvi

U poređenju sa drugim metalima, aluminijum nije poznat dugo u istoriji. Hamfri Dejvi je opisao ovaj element 1808. godine kao aluminium kada je pokušao da ga izdvoji. Hans Kristijan Ersted je uspešno izdvojio aluminijum 1825. godine putem reakcije aluminijum hlorida (AlCl3) sa kalijum amalgamom, pri čemu je kalijum služio kao redukciono sredstvo:[9]

Hans Kristijan Ersted je prvi izdvojio čisti aluminijum

Fridrih Veler je koristio istu metodu 1827. godine, ali je za redukciju koristio metalni kalijum te je tako dobio čišći aluminijum. U to vreme aluminijum je vredio više od zlata. Sen Kler Devil je unapredio Velerov proces 1846. godine te ga je objavio u knjizi 1859. godine. Tim poboljšanim procesom povećan je prinos aluminijuma iz rude, što je dovelo da cijena aluminijuma za deset godina opadne za 90%. Godine 1886. Čarls Martin Hol i Pol Erut, nezavisno jedan od drugog, razvili su proces za proizvodnju aluminijuma putem elektrolize, koji je danas nazvan po njima Hol-Erutov proces. Tri godine kasnije, 1889. Karl Jozef Bajer je razvio proces koji se po njemu zove Bajerov proces kojim se i danas u velikoj meri dobija aluminijum u industrijskim količinama. U tom vremenu, aluminijum je bio u centru pažnje nauke i javnosti uopšte, da je po njemu nazvan i jedan brod izrađen 1894. godine.

Etimologija[uredi]

Ime elementa je izvedeno iz latinske reči alumen što znači stipsa. Na germanskom govornom području koriste se dva imena za element: aluminium i aluminum. U gotovo svim jezicima sveta prva varijanta je više zastupljena, dok se druga varijanta aluminum koristi više u SAD.[10] IUPAC je 1990. godine odlučio da zvanični naziv elementa bude aluminium, ali je tri godine kasnije prihvatio aluminum kao moguću varijantu imena.

Zastupljenost[uredi]

Aluminijum je uz maseni udeo od 7,57%, posle kiseonika i silicijuma, treći najrasprostranjeniji element na površini Zemlje, kao i najčešći metal. Često dolazi sa silicijumom i kiseonikom u sastavu alumosilikata, u čijoj kristalnoj strukturi zauzima tetraedarski oblik sa kiseonikom i silicijumom. Ovi silikati su sastavni delovi gnajsa i granita. Ređe se može naći aluminijum oksid u obliku minerala korunda i njegovih varijanti poput rubina (crven) i safira (različitih boja ili bezbojan). Boje ovih kristala zavise od nečistoća i primesa drugih metalnih oksida. Korund ima najveći udeo aluminijuma od oko 53%. Osim njega, i mineral akdalait ima visok udeo aluminijuma od oko 51%, kao i diaojudaoit oko 50%. Ukupno do 2010. godine otkriveno je 1.156 minerala koji sadrže aluminijum.[11] Aluminijum se pojavljuje kao i mineral kriolit Na3AlF6, a njegova najvažnija ruda je boksit Al2O3 ·xH2O. Sadržaj aluminijum hidroksida (Al(OH)3 i AlO(OH)) u boksitu iznosi oko 60%, a 30% otpada na okside gvožđa i silicijum oksida (SiO2).

Najveći depoziti boksita nalaze u južnoj Francuskoj (Bo de Provans), Gvineji, Mađarskoj, Rusiji, Indiji, Jamajki, Australiji, Brazilu i SAD. U Bosni i Hercegovini nalaze se izuzetno velike količine boksita. Procenjuje se da rezerve boksita u BiH iznose oko 30 miliona tona.[12] Boksita u Bosni najviše ima u blizini Milića, Bosanske Krupe, Jajca i Srebrenice, te u Hercegovini kod Mostara i Ljubuškog.

Kod proizvodnje aluminijuma razlikuju se primarni, koji se dobija iz boksita i sekundarni koji se dobija iz aluminijumskog otpada. Recikliranjem aluminijumskog otpada moguće je uštediti i do 95% energije koja je neophodna za proizvodnju primarnog aluminijuma.

Iako ima potpuno neplemenite osobine, aluminijum vrlo rijetko se u prirodi može naći samorodan, uglavnom u obliku zrnastih ili masivnih mineralnih agregata, a u vrlo retkim slučajevima može se razviti u obliku pločastih kristala veličine do jednog centrimetra.[13] Međunarodna mineraloška organizacija (IMA) je zbog toga priznala takav aluminijum u minerale te ga je uvela u sistematiku minerala po Strunzu pod sistemskim brojem 1.AA.05, a po starijom sistematici (8. izdanje po Strunzu) pod brojem I/A.03-05. Samorodni aluminijum je do 2010. godine pronađen na samo 20 nalazišta na Zemlji: u Azerbejdžanu, Bugarskoj, Kini (Guangdong, Guizhou i Tibet), Italiji, Rusiji (istočni Sibir i Ural) i Uzbekistanu. Čak i na Mesecu su pronađeni tragovi samorodnog aluminijuma.[14] Zbog svoje izuzetne retkosti, samorodni aluminijum nema značaja kao sirovina.

Proizvodnja[uredi]

Kretanje svetske godišnje proizvodnje primarnog aluminijuma

Pošto se aluminijum ne može izdvojiti iz aluminosilikata zbog načina i vrste hemijskih veza, ekonomski opravdan i industrijski najefikasniji način proizvodnje aluminijuma je prerada rude boksita. Smješa aluminijum oksida i aluminijum hidroksida se oslobađa iz rude boksita od stranih primesa poput gvozdenih oksida i silicijum oksida, delovanjem natron-sode (Bajerov proces) te se prži u rotirajućim pećima do aluminijum oksida (Al2O3).

Takozvana suva prerada (Devilov proces po francuskom hemičaru Devilu) se danas gotovo ne koristi. Pri tom procesu se dobro isitnjenom, samlevenom, sirovom boksitu dodaju natrijum-karbonat (soda) i koks, te se ta smeša kalcinira u rotirajućoj peći na temperaturi od oko 1200 °C, a pri tome nastali natrijum-aluminat se otapa u natron-sodi (NaOH). Proizvodnja čistog aluminijumuma se dovršava isključivo elektrolizom aluminijumum oksida u istopljenim solima, što predstavlja Hal-Heroultov proces. Da bi se snizila neophodna temperatura za topljenje aluminijumum oksida, dodaje mu se kriolit, čime se eutektična tačka snižava na 963 °C.[15]

Dobijanje[uredi]

Bemit i hidrargilit reaguju s natrijumskom lužinom i prelaze u topljivi natrijumski aluminat. Hidratizovani gvožđe(III) oksid ne reaguje s natrijuskom lužinom i zaostaje u talogu, kao i natrijum alumosilikat nastao reakcijom silicijum dioksida, natrijumske lužine i aluminijum hidroksida.

Nastali aluminatni rastvor se odvaja od taloga filtracijom. Iz vrućeg filtrata dodatkom kristalića aluminijum hidroksida (Al(OH)3), kao jezgra za kristalizaciju i razređivanjem vodom, hlađenjem se iskristalizira teško rastvorni aluminijum hidroksid. Žarenjem aluminijum hidroksida u rotacijskim pećima na temperaturama iznad 1200 °C nastaje čista glinica, koja se tek onda šalje da se iz nje proizvede aluminijum.

Polazna ruda za dobijanje aluminijuma je boksit, od kojeg se pročišćavanjem dobije aluminijumev oksid (glinica) (Al2O3). Metalni aluminijum se dobija elektrolizom; najvažniji procesi primenjuju Hal-Herultovu ćeliju, u kojoj je se kao elektrolit koristi rastopljeni kriolit Na3AlF6 koji snižava tačku topljenja na oko 950ºC. Jačina električne struje pri procesu je oko 150.000 A, a napon je oko 5 V.

Reakcija na katodi:

Al3+ + 3 e → Al

Reakcija na anodi:

2 O2− → O2 + 4 e

Ako su katode izrađene od uglja (što je najčešće slučaj), one pri procesu lagano izgaraju te reaguju sa kiseonikom i fluorom iz kriolita, stoga nastaju i određene količine gasova CO i CO2, te gasovita jedinjenja sa fluorom (1 kg po 1 t Al) koji pridonose efektu staklene bašte. Dobijeni aluminijum se drži na visokim temperaturama nekoliko sati da bi iz njega isparile primese silicijuma, titanijuma, bakra i cinka, dok se najveća čistoća dobija električnom rafinacijom (99,999 %). Razvijaju se i druge elektrolitne metode (obrada boksita s hlorom i elektroliza rastopljenog hlorida). Čisti aluminijum je mekan i kovan, a čvrstoća mu se može povećati mehaničkom obradom.

  • Otpornost aluminijuma prema spoljašnjim uticajima može se znatno povećati postupkom anodne oksidacije poznatim pod nazivom eloksiranje (eloksal postupak). Predmet koji se eloksira je anoda pri elektrolizi sumporne kiseline. Kiseonik koji se izlučuje na anodi pojačava postojeći oksidni sloj na aluminijumu. Postupak se najčešće sprovodi u svrhu poboljšanja antikorozijskih i dekorativnih svojstava oksidne prevlake. U pore tako dobivenog sloja može ući boja koja aluminijumu daje lep izgled.

Zagrevanjem na vazduhu aluminijum izgara u aluminijum oksid (Al2O3).

4 Al(s) + 3 O2(g) --> 2 Al2O3(s)

Ogromna količina oslobođene energije ukazuje na veliku stabilnost veze između aluminijuma i kiseonika. Zbog toga se aluminijum koristi za redukciju manje stabilnih oksida.

Smeša gvožđe(III) oksida i aluminijuma u prahu naziva termit. Aluminijum u toj smeši redukuje gvožđe iz oksida, a oslobođena toplota je dovoljna da se otopi nastalo gvožđe. Taj se postupak zbog toga koristi za zavarivanje gvozdenih šina.

Fe2O3(s) + 2 Al(s) --> 2 Fe(s) + Al2O3(s)

Osobine[uredi]

Fizičke[uredi]

Aluminijum je relativno meki i žilav metal. Otpornost izvlačenja čistog aluminijumuma iznosi oko 49 MPa, dok kod njegovih legura iznosi od 300 do 700 MPa. Njegov modul elastičnosti iznosi, u zavisnosti od legure, oko 70.000 MPa. Lako se izvlači te se valjanjem može preraditi u veoma tanke folije. Takozvane aluminijumske gnječene legure se mogu dobro obrađivati, savijati, presovati i kovati čak i na nižim temperaturama. Napetosti nastale hladnom obradom aluminijumuma mogu se ukloniti procesom mekog zagrevanja (do 250 °C). Na ovim temperaturama može se oblikovati i duraluminijumum. Legure aluminijumuma sa 3% magnezijuma ili silicijuma se dobro izlivaju (aluminijumumski pritisni gus) te se dalje mogu mašinski obrađivati. Na temperaturama od oko 1,2 K, čisti aluminijumum pokazuje superprovodničke osobine. Tačka topljenja aluminijumuma iznosi 660,4 °C, a tačka ključanja je 2470 °C. Sa gustoćom od 2,7 g/cm3, aluminijum ispoljava osobine lakih metala.

Hemijske[uredi]

Oksidacioni broj aluminijuma je +3. Čist aluminijumum na vazduhu se polako oksiduje, prekrivajući se slojem oksida Al2O3, koji od korozije štiti metal koji se nalazi ispod površine. Rastvara se u neoksidirajućim kiselinama, pri čemu nastaje hidratizovani Al3+ jon. Aluminijumum se lako rastvara u jakim bazama (npr., natrijum-hidroksid - NaOH ili kalijum hidroksid - KOH), istiskujući vodonik i prelazeći u 2Na[Al(OH)4]

Koncentrisana azotna kiselina pasivizira aluminijum.

Izotopi[uredi]

Aluminijumum ima mnogo poznatih izotopa, čiji se maseni brojevi kreću između 21 i 42. Međutim, jedini stabilni izotop je 27Al. Izotop 26Al je radioaktivan, ali se može naći u prirodi. Vreme poluraspada izotopa 26Al iznosi oko 716.000 godina,[16] ali se u prirodi javlja samo u tragovima. Stvara se iz argona u Zemljinoj atmosferi putem spalacije uzrokovane protonima iz kosmičkih zraka. Izotopi aluminijumuma su naši praktičnu primenu u brojnim oblastima kao što su određivanje starosti okeanskih sedimenata, manganovih nakupina, glečerskog leda, kvarca u stenama i meteorita. Odnos između 26Al i izotopa 10Be se koristi za izučavanje uloge transporta, odlaganja, erozije i nastajanja sedimenata u vremenskim periodima od 100.000 do milion godina.[17]

Kosmogeni 26Al je prvi put primenjen u proučavanju meseca i meteorita. Fragmenti meteoroida, nakon što su se odvojili od svog matičnog objekta, bili su izloženi intenzivnom delovanju kosmičkih zraka tokom svog putovanja kroz svemir, što je uzrokovalo stalno nastajanje 26Al. Nakon što fragmenti padnu na Zemlju, delovanjem atmosfere značajno se smanjuje proizvodnja 26Al, a merenjem njegovog vremena poluraspada moguće je izračunati životni vek meteorita. Istraživanjem meteorita na taj način došlo se do podatka da je izotop 26Al bio relativno dosta rasprostranjen u vreme nastanka Sunčevog sistema. Mnogi naučnici smatraju da je energija otpuštena raspadom 26Al odgovorna za topljenje i diferencijaciju nekih asteroida nakon njihovog nastanka pre 4,55 milijarde godina.[18]

Primena[uredi]

Kao građevinski materijal[uredi]

Tipični deo izrađen od aluminijumumskog gusa (deo usisivača)
Aluminijumsko kućište (cilindrični dio u sredini) jednog asinhronog elektromotora.

Zbog svoje male gustine, aluminijum se često upotrebljava u okolnostima gde je neophodno smanjiti težinu, naprimer kod transportnih mašina da bi se smanjila njihova težina a samim time i potrošnja goriva. To se naročito odnosi na svemirske letilice i avione. Osim njih, značaj aluminijumuma je porastao i u industriji automobila. U prošlosti, automobilska industrija je malo koristila aluminijum, jer su s njim bili povezani problemi njegove visoke cene, slabog zavarivanja delova od aluminijuma kao i problematične otpornosti na zamor materijala i osobine deformacije. Već 1930.tih godina neke američke kompanije su koristile aluminijum da bi smanjile težinu vojnih amfibijumskih vozila. Pri gradnji manjih i srednjih jahti, mnogo se cenila otpornost aluminijuma prema koroziji u slanoj morskoj vodi, jer se on štitio od korozije stvarajući tanki zaštitni sloj oksida na površini.[19] Godine 2010. oko 35% svetske proizvodnje aluminijumu je trošila industrija transportnih sredstava.[8]

U legurama sa magnezijumom, silicijumom i drugim metalima, aluminijumu se može povećati čvrstoća, koja se može porediti sa čelikom. Zbog toga, upotreba aluminijumuma radi smanjenja težine se uglavnom primenjuje u aplikacijama gde cena materijala ne igra veliku ulogu. Naročito je upotreba aluminijuma i njegove legure duraluminijuma (legura aluminijuma sa bakrom i molibdenom) raširena u industriji aviona i svemirskih letilica. Veći deo strukture današnjih komercijalnih aviona sastoji se iz aluminijumskih limova različitih čvrstoća i legura, međusobno spojenih. Kod novijih modela aviona (Boeing 787, Airbus A350) aluminijum je zamenjen još lakšim veštačkim materijalima načinjenim od karbonskih vlakana.

Na svetskom tržištu, cena sirovog aluminijumuma se kretala oko 1.770 US dolara po toni. (stanje: april 2014.)[20]

Legure[uredi]

Tipični italijanski uređaj za pripremanje espresso kafe

U istopljenom tečnom stanju, aluminijum se može legirati sa bakrom, magnezijumom, manganom, silicijumom, gvožđem, titanijumom, berilijumom, litijumom, hromom, cinkom, cirkonijumom i molibdenom. Time se mogu dobiti poželjne osobine aluminijuma i ukloniti ili umanjiti neželjene. Kod većine legura, najveći problem leži u stvaranju zaštitnog sloja oksida (pasivizaciji), zbog čega su gotovi predmeti načinjeni od tih legura ugroženi širenjem korozije. Gotovo sve visokočvrste legure imaju taj problem.

Velike količine legiranog aluminijuma se koriste u industriji prijevoznih sredstava. Legure mogu poboljšati livna ili kovna svojstva aluminijuma. Upravo u izradi vazduhoplova aluminijum je, zbog svoje male gustoće i otpornosti prema koroziji, tražen materijal, a zahvaljujući razvoju novih tehnologija zavarivanja, to postaje i u automobilskoj industriji te proizvodnji vagona i lokomotiva novih generacija. Legure aluminijuma nalaze veliku primenu i u audio-industriji (zvučničke membrane) ili kao osnova za izradu kompakt diskova (CD ploča, CD ROM-a itd.).

Aluminijum s mnogim metalima stvara legure, što je uz već navedena svojstva, razlog njegove velike upotrebe. Budući da je čist aluminijum mekan, gotovo polovina proizvedenog metala se prerađuje dalje u legure. Proizvodi se velik broj legura koje obično uključuju bakar, mangan, silicijum, cink i magnezijum.

  • Aluminijum i mangan 1,2 % Mn. Ne gubi boju i upotrebljava se za prozore i kuhinjske folije.
  • Aluminijum i bor ima veću električnu provodljivost, a upotrebljava se za električne kablove.
  • Silumin – Si 10 %.
  • Magnalijum – Mg 10 - 30 %. Otporan na morsku vodu, pa se koristi u brodogradnji.
  • Duraluminijum – Cu 2,5 – 5,5%, Mg 0,5 – 2%, Mn 0,5 – 1,2%, Si 0,2 – 1%. Vrlo tvrda legura (triput tvrđa od običnog čelika, a lakša od njega), otporna na udarce, pa se koristi u građevinarstvu, za izradu prevoznih sredstava, za oplatu aviona i okvire trkačkih bicikala.

Poznatije legure:

Elektrotehnika[uredi]

Aluminijumum je dobar električni provodnik. Po jednom gramu mase, bolje provodi električnu struju od bakra, ali zauzima veću zapreminu od njega, te je po kvadratnom centimetru poprečnog preseka provodnika bakar bolji provodnik. Dok je bakar manje reaktivan i može se lakše obrađivati od aluminijuma, provodnici od aluminijumuma se koriste samo u slučajevima gde je neophodno smanjiti težinu provodnika.

Aluminijum se naročito koristi kao električni provodnik za struju u električnoj mreži, kada se radi o velikim i debelim provodnicima kao što su strujne šine i kablovi za uzemljenje. U ovom pogledu aluminijumum se pokazao jeftinijim od bakra.

Kod kontakata od aluminijuma je problematično, jer se zbog pritiska unutar kontakta dolazi do plastične deformacije (puzanja) materijala. Osim toga, tokom vremena se pasivizira stajanjem na vazduhu. Nakon dužeg skladištenja ili intenzivnijeg dodira sa vodom, taj pasivni sloj oksida se zadeblja, onemogućavajući rad kontakata. Tokom 1960-tih aluminijumski kontakti su se koristili u električnim prekidačima u građevinskim objektima, što je ponekad dovodilo da zbog neodgovarajućih spojeva dođe do kratkih spojeva ili čak požara.

Jedinjenja[uredi]

Najvažnija jedinjenja aluminijuma su amfoterni aluminijum-oksid, i aluminijum (III) hidroksid. Litijum-aluminijumhidrid (LiAlH4) često se koristi u organskoj hemiji. Veliki industrijski značaj imaju aluminosilikati, a posebno MAO (metalni aluminosilikat). Glina i ilovača koje se koriste u proizvodnji keramike složene su mješavine aluminijumuma i K[AlSi3O8] ili aluminijumuma i Na[AlSi3O8]. Aluminijumum(III) hidroksid koristi se za prečišćavanje vode za piće, mada se u novije vreme njegova upotreba izbegava zbog dokazane povezanosti Al3+ jona s nastankom Alzheimerove bolesti.[21]

Biološki značaj[uredi]

Uprkos velike rasprostranjenosti u prirodi, aluminijumum nema poznatu ulogu u biologiji. Nije prisutan u znatnim koncentracijama u biološkim sistemima. Aluminijumum sulfat ima otrovnost kod miševa LD50 od 6207 mg/kg, što otprilike odgovara dozi od 500 grama za osobu od 80 kg.[22] I pored izuzetno male akutne otrovnosti, efekti aluminijumuma na zdravlje su u stalnom fokusu javnosti zbog njegovog masovnog korištenja i distribucije u životnoj sredini i privredi.

Vrlo mali broj osoba je alergičan na aluminijumum i kod njih se nakon kontakta ili oralnog uzimanja aluminijumuma i proizvoda od aluminijumuma javlja dermatitis, promene u metabolizmu, povraćanje i drugi simptomi. Kod uzimanja vrlo velikih količina aluminijumuma, može doći do neutrotoksičnosti, a povezan je i sa promenama u funkcioniranju krvno-moždane barijere.[23]

Vidi još[uredi]

Reference[uredi]

  1. IUPAC, Standard Atomic Weights Revised v2
  2. 2,0 2,1 Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999. ISBN 3-7776-0736-3.
  3. Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. u: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, pp. 328–337 doi:10.1021/je1011086
  4. David R. Lide: CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press LLC, 1998. ISBN 0-8493-0479-2.
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 Allen W. Apblett (2005): Aluminum: Inorganic Chemistry u Encyclopedia of Inorganic Chemistry, R. Bruce King (ur.), 2. izd., Wiley, str.132. ISBN 978-0-470-86078-6.
  6. Ionization Energies of Gaseous Atoms (kJ/mol); također i: C.E. Moore, National Standard Reference Data Series, National Bureau of Standards, No. 34, Washington, DC, 1970; W.C. Martin, L. Hagan, J. Reader, and J. Sugar, J. Phys. Chem. Ref. Data, 3, 771-9 (1974)
  7. Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group. u: The Journal of Physical Chemistry A. 113, 2009, pp. 5806–5812 doi:10.1021/jp8111556
  8. 8,0 8,1 world-aluminium.org: The Global Aluminium Industry 40 years from 1972 (PDF; 308 kB), pristupljeno 17. novembra 2013.
  9. Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw: Chemie der Elemente. Wiley-VCH, Weinheim 1988. ISBN 3-527-26169-9.
  10. Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw: Chemistry of the Elements (2. izd.), Butterworth–Heinemann (1997), ISBN 0-08-037941-9. str. 217.
  11. Mineral Species containing Aluminum (Al) na Webmineral (engl.)
  12. Prof. Dr. Udo Boin, Dr. Andreas Schwarz, (2001): Kratka studija: rudarstvo i hemijska industrija u Bosni i Hercegovini, str 3.
  13. Aluminium. u: John W. Anthony et al..: Handbook of Mineralogy. Mineralogical Society of America, 2010 (engl., PDF, 56,9 kB)
  14. Aluminium na mindat.org (engl.)
  15. Eutektikum Aluminiumoxid/Kryolith
  16. T. L. NorrisA. J. GancarzD. J. RokopK. W. Thomas (1983): Half-life of 26Al, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 88, izd. S01, str. B331–B333 doi:10.1029/JB088iS01p0B331
  17. Dickin (2005)
  18. Dodd, R. T. (1986). Thunderstones and Shooting Stars. Harvard University Press. стр. 89—90. ISBN 0-674-89137-6. 
  19. Gesamtverband der Aluminiumindustrie e. V. „Meerwasserbeständigkeit von Aluminiumknetlegierungen” (PDF). 
  20. Primary Aluminium. na Londonskoj berzi metala
  21. Virginie Rondeau, Daniel Commenges, Hélène Jacqmin-Gadda, Jean-François Dartigues (2000): Relation between Aluminum Concentrations in Drinking Water and Alzheimer's Disease: An 8-year Follow-up Study, Am. J. Epidemiol, 152 (1): 59-66
  22. Frank, W. B. (2009). "Aluminum" u: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a01_459.pub2
  23. Banks, W.A.; Kastin, AJ (1989). Aluminum-induced neurotoxicity: alterations in membrane function at the blood–brain barrier, Neurosci Biobehav Rev 13 (1): 47–53. doi:10.1016/S0149-7634(89)80051-X

Литература[uredi]

  • Dickin, A. P. (2005). „In situ Cosmogenic Isotopes”. Radiogenic Isotope Geology. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-53017-0. 
  • Mimi Sheller, Aluminum Dream: The Making of Light Modernity. Cambridge, MA: Massachusetts Institute of Technology Press, 2014.

Spoljašnje veze[uredi]