Vizualizare sursă pentru „Aluminiu”

{{Infocaseta Element chimic
| nume = Aluminiu
| culoare_fond = metale de post-tranziție
| precedent =[[Magneziu]]
| următor = [[Siliciu]]
| deasupra = [[Bor (element)|B]]
| dedesubt = [[Galiu|Ga]]
| simbol =Al
| număr = 13
| hadroni = 
| structură_cristalină=cubică cu fețe centrate
| serie_chimică =[[metal de post-tranziție|metale de post-tranziție]]
| grupă =13
| perioadă = 3
| bloc = 9
| densitate = 2700
| culoare =alb metalic
| CAS = 7429-90-5
| EINECS =231-072-3
| masă_atomică =26,981538
| rază_atomică = 125 (118)
| rază_de_covalență =118
| rază_van_der_waals =205
| configurație_electronică = [Ne] 3s<sup>2</sup> 3p<sup>1</sup>
| electroni_pe_nivel = 2, 8, 3
| număr_de_oxidare =3
| oxid =amfoter
| fază =solid
| punct_de_topire = 660,3 [[°C]], 933,47
| punct_de_fierbere = 2518,9&nbsp;°C, 2792
| energie_de_fuziune =10,79
| energie_de_evaporare = 293,4
| temperatură_critică =
| presiune_critică =
| volum_molar = 10,00×10<sup>-6</sup>
| presiune_de_vapori = 2,42×10<sup>-6</sup>
| viteză =6400
| electronegativitate = 1,61
| căldură_specifică =900
| conductivitate_electrică =37,7×10<sup>6</sup>
| conductivitate_termică = 237
| potențial_de_ionizare_1 = 577,5 
| potențial_de_ionizare_2 =1816,7
| potențial_de_ionizare_3 =2744,8
| potențial_de_ionizare_4 =11.577
| potențial_de_ionizare_5 =14.842
| potențial_de_ionizare_6 =18.379
| potențial_de_ionizare_7 =23.326
| potențial_de_ionizare_8 =27.465
| potențial_de_ionizare_9 =31.853
| potențial_de_ionizare_10 =38.473
| hadroni_izotop_1 =26
| izomerie_izotop_1 =
| abundență_izotop_1 =[[radioizotop|sintetic]]
| neutroni_izotop_1 = 
| perioadă_izotop_1 = 717.000 ani
| mod_de_dezintegrare_izotop_1 = ε
| energie_izotop_1 =4,004
| produs_izotop_1 = <sup>26</sup>[[Magneziu|Mg]]
| hadroni_izotop_2 =27
| izomerie_izotop_2 =
| abundență_izotop_2 = 100%
| neutroni_izotop_2 = 14
| perioadă_izotop_2 = 
| mod_de_dezintegrare_izotop_2 = 
| energie_izotop_2 =
| produs_izotop_2 = 
}}
[[Fișier:Electron shell 013 aluminium.png|thumb|150px|Modelul atomic]]

'''Aluminiul''' este un [[element chimic]], notat cu [[simbol]]ul Al. Numărul atomic al aluminiului are valoarea [[13]], iar masa atomică este 26.982. Este un element chimic comun, ocupând poziția a treia, după oxigen și [[siliciu]], ca răspândire terestră, existând în procent de 7.4%.<ref>Mihai Zapan, ''Chimie anorganică'', Editura Tehnică, București, 1968</ref> Compușii aluminiului constituie 8.13% din scoarța terestră,<ref>''Chimie anorganică'', V.Aldea. Editura Medicală, București, 1999, tabelul 1.4, pagina 3</ref> fiind întâlniți în substanțele minerale, precum și în lumea vegetală și animală.<ref>Tecnología automotriz.Monografías.com Jesús Guevara, Carabolo, Venezuela</ref>

În stare naturală este întâlnit sub forma [[mineral]]elor, dintre care amintim silicații,<ref>V.Aldea, op.cit., pagina 4</ref> silicoaluminații (feldspat, mică, argile), criolitul (fluoaluminat de sodiu), bauxita, corindonul.

După [[fier]], acesta a devenit [[metal]]ul cu cea mai largă întrebuințare.<ref>''Chimie, manual de clasa a VIII-a'', Sanda Fătu, Felicia Stroe, Constantin Stroe, Ed. Corint, 2000</ref> Aluminiul a fost remarcat pentru faptul că este un metal ușor, cu o [[densitate]] de 2.7&nbsp;g/cm<sup>3</sup>. Această calitate îl face să fie utilizat în cantități mari în industria navală și aeronautică. Capacitatea mare de reflexie este folosită în construirea oglinzilor metalice.

Este un bun conducător electric și termic, fiind folosit în industria electrochimică sub formă de sârmă, înlocuind conductoarele electrice din [[cupru]], care sunt mai scumpe.

Este un metal ductil și maleabil, fiind posibilă obținerea unei foițe subțiri de 0.005&nbsp;mm grosime. Totodată, această proprietate este utilizată în industria alimentară, aluminiul fiind folosit la ambalarea produselor alimentare sau în industria farmaceutică.

O altă proprietate importantă a acestui metal este rezistența la coroziune, care se datorează formării unui strat protector de [[oxid]]. Rezistă la acțiunea chimică a acidului azotic diluat sau concentrat, iar acest lucru se reflectă în fabricarea canistrelor transportoare de [[acid azotic]] din aluminiu.

Prezintă o afinitate mare pentru [[oxigen]], fiind utilizat în obținerea altor metale precum Cr, Mn, Co, V din oxizi.

==Istoric== 
Termenul "alumen," care este tradus în "alaun," apare în lucrarea lui [[Plinius|Pliniu cel Bătrân]], ''Naturalis Historia'', capitolul 15 al cărții 35, furnizând detalii despre acest [[metal]]. Deși diferite substanțe erau deosebite prin numele de ''alumen'', toate erau caracterizate de un anumit grad de astringență, fiind utilizate în [[medicină]]<ref name="Naturebuilding">''Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements'' By John Emsley, pagina 23</ref> sau ca vopsele.<ref>''Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements'' By John Emsley, pagina 22</ref>.

[[Fișier:Eros-piccadilly-circus.jpg|thumb|right|100px|Statuia lui Anteros (confundat cu ''Eros'' sau cu ''Îngerul Creștin al Carității<ref>virtute creştină, care poate fi corelată cu noţiunea de [[Termeni greceşti referitori la iubire|Agape]]</ref>'') în Piccadilly Circus din  Londra, confecționată în 1893 și prima statuie făcută din aluminiu.]]

În [[an]]ul [[1760]], un anumit [[oxid]] [[metal]]ic care prezenta stabilitate și nu putea fi redus a fost extras din alaun și numit [[alumină]] de către [[chimist]]ul [[Franța|francez]] L.G.Morveau. În [[1807]] Sir Humphry Davy a concluzionat că reducerea compușilor chimici stabili ar trebui să se facă electrolitic cu ajutorul unei noi celule voltaice, reușind obținerea [[sodiu]]lui, [[potasiu]]lui, [[bariu]]lui, [[stronțiu]]lui și al [[calciu]]lui în formă [[metal]]ică. Pentru această demonstrație remarcabilă a puterii electrochimice, Davy a obținut un premiu de 50.000 de franci din partea lui [[Napoleon Bonaparte|Napoleon]]. Deși eșuase în încercările sale de a obține acest element, denumindu-l ''aluminiu'', era evident că restul [[metal]]elor obținute de el prezentau un caracter reducător mai puternic decât al [[carbon]]ului și al [[hidrogen]]ului.

În [[1808]] reușește să obțină pentru prima dată [[bor]] elementar prin reducerea [[oxid]]ului boric cu [[potasiu]] obținut prin [[electroliză]]. Pierre Berthier descoperă în anul [[1821]] lângă Baux-de-Provence o mină în care exista un mineral ce conținea mai mult de 50% de [[oxid]] de aluminiu. [[Mineral]]ul va fi numit [[bauxită]].

Cercetarea aluminiului [[metal]]ic a fost continuată de către [[chimist]]ul [[Danemarca|danez]] [[Hans Christian Ørsted]], care descrie în [[1825]] Societății Filosofiei Naturale o metodă de reducere a clorurii de aluminiu la o formă metalică cu ajutorul unui amalgam [[Mercur (element)|mercur]]ic al [[potasiu]]lui<ref name="Naturebuilding" />. [[Mercur (element)|Mercur]]ul din amalgam era treptat îndepărtat prin [[distilare]], produsul rezultat fiind o pulbere [[gri]], care a fost descrisă ca ''aluminiu'', deși era posibil să fi conținut o cantitate mare de [[oxid]].

În [[1827]], Wohler îmbunătățise metoda de reducere propusă de Oersted prin utilizarea unui proces gazos în care triclorura de aluminiu volatilizată reacționa cu [[potasiu]]l [[metal]]ic. [[Potasiu]]l era un [[metal]] rar și foarte reactiv, iar triclorura de aluminiu, datorită [[Higroscopicitate|higroscopicității]] sale era un material cu care se lucra greu. Experimentele inițiale ale lui Wohler produceau cantități mici de pudră de aluminiu, însă nu constau baza producerii aluminiului în masă.

Munca sa timpurie asupra aluminiului a fost abandonată până în anul [[1854]], când a modificat procesul astfel încât a produs globule mici și strălucitoare, care erau suficient de pure pentru confirmarea densității reduse a aluminiului și pentru stabilirea ductilității și a caracteristicilor chimice.

[[Chimist]]ul [[Franța|francez]] Henri Etienne Sainte-Claire Deville a îmbunătățit de asemenea metoda lui Wohler în [[1846]], descriindu-le în anul [[1859]], printre care afișase și propunerea folosirii [[sodiu]]lui în locul [[potasiu]]lui costisitor.

Aluminiul a fost ales drept material pentru vârful Monumentului Washington în 1884, când o uncie (30 g) de aluminiu costa cât salariul zilnic al unui colaborator la acel proiect; aluminiul era la fel de valoros ca și [[argint]]ul. În anul [[1886]], Charles Martin Hall, student la colegiul Oberlin, a obținut cantități mici de aluminiu prin electroliza oxidului de aluminiu dizolvat în criolit topit, folosind electrozi de cărbune.

Cu toate că  procesele de extragere au suferit îmbunătățiri, preturile scădeau încontinuu, iar în [[1889]] se descoperise un procedeu simplu de extragere al aluminiului. Invenția dinamului de către Siemens în anul [[1866]] a ușurat producerea procesului de electroliză pentru extragerea [[metal]]ului. Procesul Hall-Heroult din [[1886]] și procesul Bayer din [[1887]] marchează începutul aplicațiilor multiple ale aluminiului. Utilizarea acestui metal ca material de construcție a devenit atât de răspândită, încât a fost folosit în [[Sydney]], [[Australia]] unde a fost folosit la construirea cupolei Secretariatului clădirii.

Anul [[1900]] marchează perioada când producția mondială de aluminiu a ajuns la 6700 de tone, [[1939]] cu 700000 de tone și [[1943]] cu 2.000.000 de tone, datorită celui de-[[al Doilea Război Mondial]]. De atunci, producția crescuse mai mult decât cea a celorlalte [[metal]]e neferoase.

Anul [[2008]] marchează perioada când prețul aluminiului a atins apogeul în iulie, fiind cotat la 1.45 dolari per livră, însă a scăzut în decembrie la 0.7 dolari per livră.<ref>[http://www.infomine.com/commodities/aluminum.asp Prețurile aluminiului]</ref>
<!--==Structură atomică== 
==Izotopi==-->

==Proprietăți== 
=== Proprietăți fizice ===
Este un metal de culoare alb metalic, de densitate mică 2,7 g/cm cub și bun conductor electric și termic. Este maleabil și ductil. 

Temperatura de topire e 660 grade celsius.

Aliajele de aluminiu au o rezistență la tracțiune cuprinsă intre 70 și 700 MPa. Aliajele sunt cele mai utilizate pe scara largă pentru extrudare, au rezistențe cuprinse între 150-300MPa. Spre deosebire de cele mai multe clase de oțeluri, aluminiul nu devine [[material casant |casant]] la temperaturi joase; în schimb rezistența sa crește. La temperaturi ridicate, rezistența aluminiului scade. Atunci când este expus un timp îndelungat la temperaturi de peste 100 grade Celsius, rezistența sa este afectată până la limita înmuierii.

Este solubil în amoniac lichid<ref>{{Citation |publisher=cnx.org |title=OpenStax CNX |url=https://cnx.org/contents/9G6Gee4A@25.9:z9o4a099@2/Liquid-Ammonia-as-a-Solvent}}</ref>.

=== Proprietăți chimice ===
Este trivalent și cu ionizare pozitivă.

Reacționează cu : nemetale, substanțe compuse (acizi, săruri, oxizi metalici, hidroxizi alcalini)

Reacția cu nemetale:
: <math>2Al + 3Cl2 = 2AlCl3</math> (aluminiu + clor = clorură de aluminiu)<br/>
4Al + 3O2 = 2Al2O3,<br />
aluminiu  + oxigen =   oxid de aluminiu<br />
Reacția cu acizii:<br />
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑,<br />
aluminiu + acid clorhidric = clorura de aluminiu + hidrogen<br />
Reacția cu oxizi metalici (bazici):<br />
2Al  +  Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe,<br />
aluminiu + oxid de fier =  oxid de aluminiu+ fier<br />

Prin reacțiile aluminiului cu apa, cu oxizii metalici sau cu oxizii nemetalici se obține oxidul de aluminiu.

==Compuși== 
Cu oxigenul formează [[oxid|oxizi]] (Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), cu sulful - [[sulfuri]] (Al<sub>2</sub>S<sub>3</sub>), cu clorul - [[cloruri]] (AlCl<sub>3</sub>).

== Răspândire ==
Cel mai abundent element metalic din scoarța terestră și al treilea element chimic ca răspândire. Nu se găsește în stare nativă, fiind întâlnit doar în combinații<ref>V.Aldea, op.cit., pagina 5</ref> sub formă de minereuri, dintre care cei mai importanți sunt:
* [[silicați]]i și silicoaluminații (SiO<sub>2</sub>*Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>*Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>*H<sub>2</sub>O argila, K[AlSi<sub>3</sub>O<sub>8</sub>] [[feldspat]]ul, Na[AlSi<sub>3</sub>O<sub>3</sub>], albita, [[Mică|mica]], etc.)
* criolitul Na<sub>3</sub>[AlF<sub>6</sub>]
* [[Bauxită|bauxita]] AlO(OH)
* oxidul de aluminiu:Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. În funcție de impuritățile conținute, oxidul de aluminiu poartă următoarele denumiri: [[corindon]](incolor), [[topaz]]([[galben]]), [[rubin]]([[roșu]]), [[safir]]([[albastru]]), [[ametist]]([[violet]]), [[smarald]]([[verde]]), șmirghelul([[negru]])<ref>I.Grecu, ''Chimie anorganică'', Editura didactică și pedagogică, București, 1964, pagina 465</ref>. 
* oxizi micști: MgAl<sub>2</sub>O<sub>4</sub> spinel, BeAl<sub>2</sub>O<sub>4</sub> crisoberil

Bauxita constituie minereul din care se extrage peste 95% din producția mondială de aluminiu. După conținutul lor în aluminiu și fier, bauxitele pot fi albe(foarte bogate în Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, 60-70%), roșii (bogate în Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, 20-25% și mai sărace în Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, 40-60%) și cenușii (mai sărace în Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> și Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> decât cele roșii, dar mai bogate în SiO<sub>2</sub>). Cele mai mari zăcăminte de bauxită se află în Franța. 

==Producere== 
[[Fișier:Production alu primaire.png|thumb|200px|Producția mondială de aluminiu]]
Exista două căi de producere a aluminiului utilizate în practica industrială:

Aluminiul primar este aluminiul obținut pe cale directă din bauxită.

Aluminiul secundar este aluminiul obținut din recuperarea deșeurilor.

=== Prin recuperarea aluminiului din deșeuri ===

Recuperarea deșeurilor de aluminiu este o sursă importantă de materie primă pentru metalurgia secundară a aluminiului.

Recuperarea are loc prin topirea deșeurilor sortate, folosind cuptoare de diferite tipuri.
Aluminiul se mai poate obține după reacția: Al2O3+Fe=Fe2O3+Al↓

Consumul de energie pentru obținerea aluminiului recuperat este mai redus decât pentru producerea aluminiului primar, motiv pentru care procedeul este considerat mai favorabil mediului. Consumul de energie la recuperare se situează în intervalul 500 kJ/to până la 2.000 kJ/to, funcție de tehnologia de ardere și de proces utilizată.

===La nivel de laborator===

===La scară industrială===
Aluminiul poate fi obținut din Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> sau din AlCl<sub>3</sub> prin reducere cu metale. Reducerea nu se poate face cu carbon, deoarece s-ar forma Al<sub>4</sub>C<sub>3</sub>.

AlCl<sub>3</sub> + 3Na - Al + 3NaCl

Industrial, aluminiul poate fi obținut prin prelucrarea bauxitei, care poate avea loc in 2 faze:
* Prepararea aluminei (Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), proces prin care se separă alumina de celelalte impurități, precum Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, SiO<sub>2</sub>, TiO<sub>2</sub>, etc. Aceasta preparare are loc prin procedeul Bayer, bauxită fiind calcinată la temperatura de 700&nbsp;°C intr-un cuptor rotativ, in scopul deshidratării și distrugerii materiilor organice. Are loc un proces de măcinare fină și apoi o încălzire sub agitare cu o soluție de NaOH concentrată în autoclave aflate sub presiune de 5 atmosfere și temperaturi de 160-180C, timp de câteva ore. Oxidul de aluminiu trece in soluție sub forma aluminatului de sodiu, Na[Al(OH)<sub>4</sub>].

Amestecul se filtrează, soluția de aluminat de sodiu fiind separată de noroaiele roșii, bogate in Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> și aluminosilicatul de sodiu insolubil format ca produs secundar, conform reacțiilor:
* SiO<sub>2</sub>+2NaOH = Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub>+H<sub>2</sub>O
* 2NaAlO<sub>2</sub> + 2Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> + 2H<sub>2</sub>O = 3Na<sub>2</sub>O*Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>*2SiO<sub>2</sub>*2H<sub>2</sub>O

Cererea globală de aluminiu era de 36,5 milioane de tone în anul 2008.<ref name="cgo2012-05-19">[http://www.zf.ro/business-international/mogulul-aluminiului-vremurile-bune-ale-industriei-au-apus-3853014 Mogulul aluminiului: Vremurile bune ale industriei au apus], 2 februarie 2009, Andreea Neferu, ''[[Ziarul financiar]]'', accesat la 19 mai 2012</ref>

În 2010 producția mondială era de 40,4 milioane tone, adică un avans de aproape 10% comparativ cu 2009.<ref name="pmzn2012-05-19">[http://www.incomemagazine.ro/articol_56017/productia-mondiala-de-aluminiu-a-crescut-cu-36.html Producția mondială de aluminiu a crescut cu 3,6%]{{Legătură nefuncțională|date=septembrie 2022 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}, 27 ianuarie 2011, Simona Haiduc, accesat la 19 mai 2012</ref>

== Utilizare ==
Este foarte folosit în industrie datorită rezistenței sale la oxidare, proprietăților mecanice bune și [[densitate|densității]] sale mici. Aluminiul este folosit în industria aerospațială, în construcții, acolo unde este necesar un material ușor și rezistent. Datorită proprietăților electrice bune, aluminiul este folosit și ca material conductor.
<!--
==Rolul elementului în biologie==
==Măsuri de protecție chimică==
-->
== Note ==
{{listănote|2}}

== Vezi și ==
* [[Lista elementelor chimice după nume]]
* [[Tabelul periodic al elementelor]]

== Legături externe ==
{{commons|Aluminium}}
* [http://www.sistemul-periodic.go.ro/elemente/al.htm Aluminiul pe sistemul-periodic.go.ro] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080928120847/http://www.sistemul-periodic.go.ro/elemente/al.htm |date=2008-09-28 }}
* [http://www.crestinortodox.ro/sanatate-stiinta/aluminiul-care-mancam-fara-stim-123098.html Aluminiul pe care-l mancam fara sa stim], 23 iulie 2012, Teodor Dănălache, ''CrestinOrtodox.ro''
== Bibliografie ==
* V.Aldea, ''Chimie anorganică'', Editura Medicală, București, 1999
* I.Grecu, ''Chimie anorganică'', Editura Didactică și Pedagogică, București, 1964
* Christoph Schmitz, "Handbook of aluminium recycling"
* M. Dinu, ''Metale de înaltă puritate'', Editura Tehnică, București, 1988

{{elemente chimice}}
{{Elemente native}}

{{Control de autoritate}}
[[Categorie:Aluminiu| ]]
[[Categorie:Eponime ale mineralelor]]