Mitä on alumiini
Alumiini (lausutaan ah-LOO-men-em) on pehmeä ja kevyt metalli, jota edustaa kemiallinen Al. Sitä esiintyy useina mineraaliyhdisteinä, joilla on monenlaisia kaupallisia käyttötarkoituksia myrkyttömyytensä ja korkean korroosionkestävyytensä ansiosta. Sillä on 15 isotooppia, joiden massaluvut vaihtelevat 22:sta 35:een, joista vain Al-26 on radioaktiivinen puoliintumisaikansa ollessa 7,17×105vuotta ja Al-27 esiintyy luonnossa.
Missä sitä tavataan
Alkuaine muodostaa noin 8,1 %:n osuuden maankuoresta, mikä tekee siitä yhden yleisimmistä metalleista. Sitä esiintyy yhdessä muiden metallien kanssa silikaattimineraaleissa, kuten kryoliitissa ja bauksiitissa. Sen tuotanto kaupallisessa mittakaavassa tapahtuu kalliilla kemiallisella prosessilla nimeltä Hall-Heroult-prosessi, joka vaatii paljon energiaa.
Historia
Nimen alkuperä:
Kuka sen löysi: Hans Oersted
Milloin, missä ja miten se löydettiin
Kiinassa uskottiin 3. vuosisadalla, että Chou-Chu-nimisen sotilasjohtajan haudassa oli noin 85 % alumiinia. Myös 1700-luvulla metallin oksidin esiintyminen keksittiin, mutta tarkempia analyysejä ei voitu tehdä. Itse asiassa cornwallilainen kemisti Henry Davy yritti uuttaa natriumia ja kaliumia niiden oksideista, mutta alumiinia ei saatu.
Vasta vuonna 1825 Oersted Tanskan Kööpenhaminassa lämmitti alumiinikloridia kaliumin kanssa ja uutti metallin epäpuhtaan muodon. Vuonna 1827 saksalainen kemisti Friedrich Wohler toisti lopulta menetelmän käyttäen natriumia ja sai puhtaan näytteen .
Alumiinin luokittelu, ominaisuudet ja ominaisuudet
Yleisominaisuudet |
|
| Relatiivinen/keskimääräinen atomimassa | 26.982 |
| Atomimassa/paino | 26.982 atomimassayksikköä |
| Molaarinen massa/molekyylipaino | 26.982 g/mol |
| Massaluku | 27 |
Fysikaaliset ominaisuudet |
|
| Väri/fysikaalinen ulkomuoto | Hopeanvalkoinen |
| Lämpötilan sulamispiste/jäätymispiste | 660.323°C (1220.581°F) |
| Kiehumispiste | 2519°C (4566°F) |
| Tiheys | 2.70 g/cm3 |
| Standardi/fysikaalinen olomuoto normaalissa huoneenlämpötilassa (kiinteä/neste/kaasu) | Kiinteä |
| Halkeavuus | Kyllä |
| Mallinnettavuus | Kyllä |
| Kovuus | 2.9 Mohs |
| Sähkönjohtavuus | 37.6676 x 106 Sm-1 |
| Lämmönjohtavuus | 237 Wm-1K-1 |
| Ominaislämpökapasiteetti | 0.90 Jg-1K-1 |
| Ominaispainovoima | 2.8 |
| Resistanssi | 2.65 x10-8ρ (ohm m) |
| Vetolujuus | 90 Mpa |
| Lämpötilakerroin | 0.00393 α/°C |
| Murtolujuus | 276 Mpa |
| Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin/lämmönsiirtokerroin | 23.1 10-6K-1 |
| Kitkakerroin | 1.35 |
Kemialliset ominaisuudet |
|
| Syttyvyys | Syttyvä |
| Hapettumisasteet (lukumäärät) | 3 |
Alumiinin atomitiedot
| Valenssielektronit | 1 | |||||||||||||
| Elektronikonfiguraatio (jalokaasukonfiguraatio) | 3s23p1 | |||||||||||||
| Kiderakenne | Face-keskitetty kuutiomainen | |||||||||||||
| Ristikkovakio/parametri | 0.405 nm | |||||||||||||
| Energiatasot | ||||||||||||||
| Ensimmäinen energiataso | 2 | |||||||||||||
| Kakkonen energiataso | 8 | |||||||||||||
| Kolmas energiataso | 3 | |||||||||||||
| Atomirakenne | ||||||||||||||
| – Elektronien lukumäärä | 13 | |||||||||||||
| – Neutronien lukumäärä | 14 | |||||||||||||
| . Protonien lukumäärä | 13 | |||||||||||||
| Atomin säde | ||||||||||||||
| – Atomin säde | 1.84 Å | |||||||||||||
| – Kovalentin säde | 1.24 Å | |||||||||||||
| Elektronegatiivisuus | 1.61 | |||||||||||||
| Ionin varaus | +1 | |||||||||||||
| Ionisaatioenergia
(kJmol-1) |
1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | |||||||
| 577.539 | 1816.679 | 2744.781 | 11577.469 | 14841.857 | 18379.49 | 23326.3 | ||||||||
Mihin alumiinia yleisesti käytetään
- Sitä käytetään valtavassa valikoimassa tuotteita, kuten aidan porttipaneelit, sivut, tölkit, letkut, putket, johdotukset, kalvot, kattaminen, paistaminen, pannut, kaiteet, pinnoitteet, terassikatteet, pyörät, juottotangot, näytön ovet, jäähdyttimet, kaasupolttoainesäiliöt, ja pylväät .
- Hyvä sähkönjohdin, Al tekee ihanteellinen korvike kupari kannalta kustannusten ja painon tehdä sähkönsiirtolinjat .
- Alumiinia seostetaan muiden metallien, kuten kuparin, magnesiumin, piin ja mangaanin kanssa kuulalaakereiden, autonosien, rakettien ja lentokoneiden valmistamiseksi .
- Metallia käytetään usein heijastavana pinnoitteena kaukoputken peileissä, leluissa, paketeissa, koriste- ja koristepapereissa suojaamaan valolta ja kuumuudelta .
- Vaihtoehtona kalliille akuille ja nestemäisille polttoaineille alumiinipolttoaine-ioni-ilmakennot/paristot ovat kätevämpiä ja kannettavampia käyttää .
Onko alkuaineella myrkyllisiä vaikutuksia
Aliniumia sisältävien pölyjen tai höyryjen sisäänhengitys vaikuttaa hengityselimiin aiheuttaen yskää ja muita keuhkoihin liittyviä sairauksia. Metallin pitkäaikainen nauttiminen joidenkin suun kautta otettavien tuotteiden muodossa voi olla vahingollista munuaisille sekä lisätä Alzheimerin taudin mahdollisuutta .
Interenkiintoisia faktoja
- Etukäteen ennen Hall-Heroult-prosessin keksimistä puhdas alumiini oli kalliimpaa kuin kulta ja siksi sitä kutsuttiin “metallien kuninkaaksi” .
- Metallia voidaan kierrättää useaan kertaan ilman, että sen laatu kärsii .
Alumiinin hinta
Puhtaan hinta voi vaihdella jossain 0,9 ja 1 dollarin välillä.
- http://www.rsc.org/periodic-table/element/13/aluminium
- https://education.jlab.org/itselemental/ele013.html
- https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/aluminum#section=Computed-Properties
- https://www.chemicool.com/elements/aluminum.html
- http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Tables/rstiv.html
- https://www.tedpella.com/company_html/hardness.htm
- http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=ma6061t6
- https://study.com/academy/answer/how-many-valence-electrons-does-aluminum-have.html
- http://www.chemicalelements.com/elements/al.html
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775307002236
- https://www.atsdr.cdc.gov/phs/phs.asp?id=1076&tid=34