Aluminij

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
magnezijaluminijsilicij
B
Al
Ga  
 
 
Al-TableImage.png
Splošno
Ime, simbol, vrstno število aluminij, Al, 13
Kemijska vrsta kovina
Skupina, perioda, blok 13 (IIIA), 3, p
Gostota, trdota 2700 kg/m3, 2,75
Izgled srebrnkast
Al,13.jpg
Lastnosti atoma
Atomska masa 26,981538 g/mol
Atomski polmer (izračunan) 143 pm
Kovalentni polmer 121±4 pm
van der Waalsov polmer 184 pm
Elektronska konfiguracija [Ne]3s2 3p1
e- na energijski nivo 2, 8, 3
Oksidacijska stanja (oksid) 3, 2, 1 (amfoteren)
Kristalna struktura ploskovno centrirana kocka
Fizikalne lastnosti
Agregatno stanje trdno
Tališče 933,47 K (1220,58 °F)
Vrelišče 2792 K (4566 °F)
Molski volumen 10,00 ×10−6 m3/mol
Izparilna toplota 293,4 kJ/mol
Talilna toplota 10,79 kJ/mol
Parni tlak 100 Pa pri 1817 K
Hitrost zvoka 5100 m/s pri 933 K
Razne lastnosti
Elektronegativnost 1,61 (Paulingova lestvica)
Specifična toplota 900 J/(kg·K)
Električna prevodnost 37,7 106/(m·ohm)
Toplotna prevodnost 237 W/(m·K)
1. ionizacijski potencial 577,5 kJ/mol
2. ionizacijski potencial 1816,7 kJ/mol
3. ionizacijski potencial 2744,8 kJ/mol
4. ionizacijski potencial 11577 kJ/mol
5. ionizacijski potencial 14842 kJ/mol
6. ionizacijski potencial 18379 kJ/mol
7. ionizacijski potencial 23326 kJ/mol
8. ionizacijski potencial 27465 kJ/mol
9. ionizacijski potencial 31853 kJ/mol
10. ionizacijski potencial 38473 kJ/mol
Najstabilnejši izotopi
izo NA t1/2 DM DE MeV DP
26Al {sint.} 7,17×105 let ε 4,004 26Mg
27Al 100 % Al je stabilen z 14 nevtroni
Če ni označeno drugače, so
uporabljene enote SI in standardni pogoji.

Alumínij (latinsko aluminium) je kemijski element v periodnem sistemu elementov z znakom Al in atomskim številom 13. Aluminij je med vsemi kovinami v zemeljski skorji najbolj pogost, sestavlja kar 8% trdne zemeljske skorje.

Zgodovina[uredi | uredi kodo]

Aluminij je prvi odkril danski fizik in kemik Hans Christian Ørsted, leta 1825.

Pridobivanje[uredi | uredi kodo]

Najpomembnejša aluminijeva ruda je boksit, ki vsebuje 30-55% aluminijevega oksida, ostalo je večinoma železo in silicij. Pridobivajo ga z izdelavo glinice po Bayerjevem postopku in talilno elektrolizo glinice (Hall–Heroultov postopek) ter rafinacijo. Možno je tudi kemično ločiti aluminij z Wohlerjevim postopkom, vendar so druge metode bolj učinkovite.

Sodobne elektrolizne celice delujejo z enosmernimi tokovi 100 000 Amperov in napetostjo 4,6 - 6 Voltov. Za proizvodnjjo tone aluminija so potrebne 4 tone boksita, 60-800 kg elektrodnega materiala, 50 do 60 kg kriolita in 15 000 kWh električne energije. Poraba električne energija za proizvodnjo 1 kg aluminija je približno 15 kilovatnih ur (52-56 MJ/kg), lahko tudi samo 12,8 kWh/kg (46.1 MJ/kg), odvisno od postopka. Svetovna proizvodnja leta 2012 je bila 45 milijonov ton, približno petindvajset krat manj kot porizvodnja železa.

Recikliranje[uredi | uredi kodo]

Aluminij je teoretično 100% recikljiv brez izgube kvalitete materiala. Recikliranje se je povečalo po 1960-ih, ko se je tudi uporaba razširila npr. pločevinke. Recikliranje aluminija je sorazmerno preprosto, kovino stalimo in pri tem uporabimo samo 5% energije, ki je potrebna za izdelavo aluminij iz rude (boksita). Vendar se pa pri tem do 15% materiala izgubi v pepelu podobnem prahu, iz katerega lahko tudi v nadaljnem procesu dobimo aluminij.V Evropi se reciklira 42% pločevink, 85% gradbenih materialob in 95% aluminija v vozilih. [1] [2]

Uporaba[uredi | uredi kodo]

Aluminij se uporablja kot lahko gradivo, zlitine, čist v kemični industriji in za električne vodnike, dezoksidacijsko sredstvo za jeklo, folije. Največkrat ga uporabljamo čistega ali pa v zlitinah. Ima gostoto 2700 kg/m3,le tretjino gostote železa. Pod vplivom zraka se na površini ustvari tenka, vendar trdna oksidna plast, ki varuje kovino pred nadaljno oksidacijo. Odpornost proti koroziji lahko povečamo, če odebelimo oksidno plast od 0,01 nm do 100nm. Pri tem uporabimo postopek eloksiranje (anodna oksidacija). Aluminij je odporen na morsko vodo in veliko drugih kemikalij in tudi ne rjavi. Aluminij je za zdravje neškodljiv, prav tako ne škoduje mikroorganizmom, zato ga lahko uporabljamo v biokemiji.

Količina aluminija v svetu je 80 kg na osebo, več v razvitih državah.

Aluminij ima veliko električno upornost. Vendar ga kljub temu uporabljajo na letalih kot električni vodnik, ker ima le tretjino teže bakra.

Obdelava litine: taljenje, razplinjanje varjenje itd. Aluminij lahko tudi lakiramo in emajliramo. Glavni in najbolj moteč nekovinski vključek je Al2O3

Aluminijevo zlitino z magnezijem AL-Mg lahko s toplotno obdelavo močno utrdimo in dobimo Duraluminij

Topnost vodika v aluminiju je do 660 °C zelo majhna (0,39 cm³/kg) pri tej temperaturi pa skokovito naraste skoraj za 20 krat (6,9 cm³/kg). Zlitinski elementi zelo spreminjajo topnost.

Največji porabnik energije na svetu je gradbeništvo (52%, konec 2008) in sicer:

  1. proizvodnja železa in jekla, sledijo
  2. proizvodnja cementa
  3. aluminija
  4. mineralne/kamene volne
  5. transport gradiv
  6. gradnja objektov.

Glej tudi[uredi | uredi kodo]

Sklici in reference[uredi | uredi kodo]

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]

Ekološki pogled na material za izdelavo oken: ALUMINIJ