Aluminio

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Articlo d'os 1000
Aluminio
MagnesioAluminioSilicio
B

Al

Ga
Al-TableImage.png
Información cheneral
Nombre, simbolo, numero Aluminio, Al, 13
Serie quimica Metals d'o bloque p
Grupo, periodo, bloque 133, p
Color Griso
Al,13.jpg
Peso atomico 26.9815386(13) g·mol−1
Configuración electronica [Ne] 3s2 3p1
Electrons por capa 2, 8, 3
Propiedatz fisicas
Fase Solido
Densidat (a t.a.) 2.70 g·cm−3
Densidat en liquido en o p.f. 2.375 g·cm−3
Punto de fusión 933.47 K
(660.32 °C, 1220.58 °F)
Punto d'ebullición 2792 K
(2519 °C, 4566 °F)
Entalpía de fusión 10.71 kJ·mol−1
Entalpía de vaporización 294.0 kJ·mol−1
Calor especifica (25 °C) 24.200 J·mol−1·K−1
Presión de vapor
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T/K 1482 1632 1817 2054 2364 2790
Propiedatz atomicas
Estructura cristalina Cubica centrata en as caras
0.40494 nm
Estatos d'oxidación 3, 2, 1
(Oxido anfoterico)
Electronegatividat 1.61 (escala de Pauling)
Enerchías d'ionización
(mas)
1ª: 577.5 kJ·mol−1
2ª: 1816.7 kJ·mol−1
3ª: 2744.8 kJ·mol−1
Radio atomico 125 pm
Radio atomico (calc.) 118 pm
Radio covalent 118 pm
Atra información
Ordenación magnetica Paramagnetico
Resistividat electrica (20 °C) 26.50 nΩ·m
Conductividat termal (300 K) 237 W·m−1·K−1
Dilatación (25 °C) 23.1 µm·m−1·K−1
Velocidat d'o sonito (t.a.) 5000 m·s−1
Modulo d'elasticidat 70 GPa
Mod. elast. transversal 26 GPa
Modulo de compresión 76 GPa
Coeficient de Poisson 0.35
Dureza Mohs 2.75
Dureza Vickers 167 MPa
Dureza Brinell 245 MPa
Numero CAS 7429-90-5
Isotopos mas estables
iso AN Vida MD ED (MeV) PD
26Al sin 7.17×105a β+ 1.17 26Mg
ε - 26Mg
γ 1.8086 -
27Al 100% 27Al ye estable con 14 neutrons

L'aluminio ye un elemento quimico de simbolo Al y numero atomico 13. Ye o elemento metalico mas abundante en crosta terrestre, con un 8,13 % d'abundancia. O primer fisico en aillar-lo estió o scientifico danés Hans Christian Oersted.

Debito a que ye lichero, a la suya conductividat electrica, resistencia a la corrosión y baixo punto de fusión fan que sía un material ideyal ta muitas aplicacions, especialment l'aeronautica; manimenos, a gran cantidat d'enerchía que s'aprecisa ta la obtención d'o metal a partir d'os oxidos dificulta a suya mayor utilización; encara que se puet compensar en parti por o baixo coste en reciclar-lo, a suya larga vita útil y a estabilidat d'o suyo pre.

O primer lingote fabricato en Espanya estió en l'anyo 1927 en a interpresa Aluminio Español S.A., en a localidat aragonesa de Samianigo.[1]

Etimolochía[editar | editar código]

En o sieglo XIX con o desarrollo d'a fisica y quimica s'identificó o elemento present en l'alum y o britanico Sir Humprey Davy proposó a denominación d'aluminium en l'anyo 1809.

Caracteristicas chenerals[editar | editar código]

Aluminio.

L'aluminio ye un metal lichero, tovo pero resistent y d'aspecto griso archent. A suya densidat ye alto u baixo un tercio d'a de l'acero u de l'arambre, ye muit maleable y dúctil y apto ta estar mecanizato y ta a fundición . A causa d'a suya alta calor d'oxidación se forma a escape, en presencia d'aire, una fina capa superficial d'oxido d'aluminio (Al2O3) impermeable y adherent que atura o proceso d'oxidación proporcionant-le resistencia a la corrosión y durabilidat. Ista capa protectora, puet estar enamplata por electrolisi en presencia d'oxalatos.

L'aluminio, tien caracteristicas anfotericas, ye decir que se disuelve en acidos, formando sals d'aluminio y en bases fuertes, formando aluminatos con l'anión [Al(OH)4]-, liberando hidrochén.

O prencipal y quasi unico estato d'oxidación de l'aluminio ye o +III, como ye d'asperar por a confeguración electronica que presenta, con tres electrons en a capa de valencia.

Producción[editar | editar código]

A extracción de l'aluminio se fa dende o mineral dito bauxita, que recibe o suyo nombre d'o nombre en francés d'a localidat occitana de Baus (Les Baux en francés), que ye o puesto a on se fació a suya primera extracción. Actualment os prencipales chacimientos d'iste mineral se trobal en os países d'a mar Caribe, Australia, Brasil y Africa en estar en ixos lugars a on a extracción de l'aluminio dende a bauxita se fa con mas facilidat. A bauxita ye un mineral rico en aluminio, d'entre un 20% y un 30% d'a suya masa, frente a o 10% u 20% que tienen os silicatos aluminicos d'archilas y carbons. Ye un aglomerato de quantos compuestos que contién caolinita, quarz, oxidos de fierro y titania, y a on l'aluminio se i presenta en quantas formas hidroxidas como a gibbsita Al (OH)3, a boehmita AlOOH y o diasporo AlOOH.

A obtención de l' aluminio se fa en dos fases: aa extracción de l'alumina dende a bauxita (proceso Bayer) y a extracción de l'aluminio dende ista zaguera por electrolisi. Quatre toneladas de bauxita producen dos toneladas d'alumina y, en zagueras, nomás que una d'aluminio. O proceso Bayer prencipia con o triturato d'a bauxita y con o suyo lavato con una solución calient d'hidroxido de sodio a alta presión y temperatura. A sosa disuelve os compuestos de l'aluminio, que en trobar-se en un meyo muit basico, s'hidratan:

Al(OH)3 + OH- + Na* → Al(OH)4- + Na*
AlO(OH)2 + OH- + H2O + Na* → Al(OH)4- + Na*

Os materiales no aluminicos se deseparan por decantación. A solución caustica de l'aluminio se refreda dimpués ta recristalizar o hidroxido y deseparar-lo d'a sosa, que se recupera ta poder tornar a fer-la servir. Ta rematar, se calcina o hidroxido d'aluminio a temperaturas amanatas a 1000 °C, ta formar l'alumina.

2 Al(OH)3Al2O3 + 3 H2O

L'oxido de aluminio que s'ha obteniu d'ixa maneta tién un punto de fusión muit alto (2000 °C) que fa imposible someter-lo a un proceso d'electrolisi. Ta evitar-lo, se disuelve en un banyo de criolita, obtenindo asinas una mezcla eutectica con un punto de fusión de 900 °C. Contino se fa a electrolisis, en sumerchindo en a cuba uns electrodos de carbono (tanto l'ánodo como o cátodo), preparatos en horizontal. Ta cada tonelada d'aluminio cal entre 17 y 20 MWh d'enerchía, y consume en o proceso 460 kg de carbonio, que ye asinas entre un 25% y un 30% d'o pre final d'o producto, cosa que fa que l'aluminio sía asinas uno d'os metals mas caros d'obtener. De feito, se son buscando procesos alternativos menos costosos que o proceso electrolítico.[2] L'aluminio obtenito tién una pureza de entre o 99,5% y o 99,9%, estando as impurezas mas que mas de fierro y silicio principalmente.[3] Dende as cubas pasa a o furno, a on se purifica por meyo de l'adición d'un fundent u se fa l'aleyación con atros metals ta obtener materials con propiedatz especificas. Dimpués se vierte en moldes u s'en fan lingotz u chapas.

Tabla de produccions por continent[editar | editar código]

Anyo Africa America d'o Norte America d'o Sud Asia Europa y Rusia Oceanía Total
1973 249 5.039 229 1.439 2.757 324 10.037
1978 336 5.409 413 1.126 3.730 414 11 428
1982 501 4.343 795 1.103 3.306 548 10.496
1987 573 4.889 1.486 927 3.462 1.273 12.604
1992 617 6.016 1.949 1.379 3.319 1.483 14.763
1997 1.106 5.930 2.116 1.910 6.613 1.804 19.479
2003 1.428 5.945 2.275 2.457 8.064 2.198 21.935
2004 1.711 5.110 2.356 2.735 8.433 2.246 22.591
Producción d'aluminio en millons de toneladas. Fuent: International Aluminium Association.

Aplicacions[editar | editar código]

Mobiliario d'aluminio.

En l'antigüedat se feba servir o compuesto d'aluminio dito alum en tintorería y medicina.

Ya sía considerando a cantidat u a valura d'o metal emplegato, l'uso de l'aluminio sobrepuya a o de qualsiquier atro fueras de l'acero, y ye un material important en a-saber-las actividatz economicas. L'aluminio puro ye tovo y fráchil, pero as suyas aleyacions con chicotas cantidatz d'arambre, manganés, silicio, magnesio y atros elementos presentan una gran variedat de caracteristicas adecuatas a las mas diversas aplicacions. Istas chicotas aleyacions constituyen o component prencipal de muitos components d'os avions y codetes, en que o peso ye un factor cretico.

Quan s'evapora aluminio en o vueito, forma un revestimento que reflecta tanto a luz visible com a infrarroya. Amás a capa d'oxido que se forma impide o deterioramiento d'o recubrimiento, por ista razón s'ha emplegato ta revestir os mirallos de telescopios, en sustitución de l'archent.

Dada a suya gran reactividat quimica, finament polvorizato s'usa como combustible solido de codetes; en bells explosivos, como anodo de sacrificio y en procesos d'aluminotermia ta a obtención de metals.

Atros usos de l'aluminio metalico son:

  • Transporte, como material estructural en avions, automóbils, tanques, superestructuras de vaixiellos, blindaches, etc.
  • Embalache; papel d'aluminio, tetrabriks, etc.
  • Construcción; finestras, puertas, bastidas estructurals, etc.
  • Biens de consumo; aines de cocina, ferramientas, etc.
  • Transmisión electrica. Encara que a suya conductividat electrica ye nomás d'o 60% de la d'o coure a suya mayor lichereza permite una mayor deseparación entre as torres d'alta tensión, disminuindo os costes d'a infraestructura.
  • Recipients criochenicos (dica -200 °C), ya que no presenta temperatura de transición de dúctil a fráchil como l'acero, y la tenacidat de l'aluminio contina estando buena a baixas temperaturas.
  • Material de calderería; radiadors,...

Tamién s'emplegan compuestos d'aluminio en:

Aleyacions d'aluminio:

Toxicidat[editar | editar código]

Iste metal ha estao considerato mientres muitos anyos como innocuo ta os sers humans. Debito a ista suposición s'han fabricato de forma masiva ainas d'aluminio ta cocinar alimentos, envases ta alimentos, y papel d'aluminio ta o embalache d'alimentos frescos. Manimenos, o suyo impacto sobre os sistemas biolochicos ha estato obchecto de muita controversia en as decadas pasatas y una profusa investigación ha contrimostrato que puet producir efectos adversos en plantas, animals aquaticos y sers humans.[4]

A exposición a l'aluminio por un regular no ye perchudiciosa, pero a exposición a altos nivels puet causar serios problemas ta la salut. A exposición a l'aluminio se produce prencipalment quan:

  • Se consumen merecinas que contienen altos nivels d'aluminio.
  • S'inhala polvo d'aluminio que sía en a zona de treballo.
  • Se vive a on se quita u procesa aluminio.
  • Se colocan vacunas que contienen aluminio.

Qualsiquier persona se puet intoxicar con aluminio u os suyos derivatos, pero bellas personas son mas propensas a desembolicar toxicidat por l'aluminio.[5]

Vinclos externos[editar | editar código]

Referencias[editar | editar código]

  1. (es) Historia d'a industria de l'aluminio.
  2. (es) World research. Industrias de aluminio en la búsqueda de energía barata. Offnews.info. Istos procedimientos parten d'archilas ricas en aluminio en cuentas de partir d'a bauxita.
  3. (es) William F. Smith (1998), Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales, Madrid: Editorial Mc Graw Hill. ISBN 84-481-1429-9.
  4. (es) Aluminio ¿culpable o inocente? Revista Química Viva Vol2 Nº 1 abril de 2003. Articlo scientifico elaborato por Alcira Nesse, Graciela Garbossa, Gladys Pérez, Daniela Vittori, Nicolás Pregi. Laboratorio de Análisis Biológicos, Departamento de Química Biológica, facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires.
  5. (es) Toxicidad por aluminio. Envenenamiento por aluminio upmc.com. Articlo divulgativo.