ALUMINIUM

Aluminium, das chemische Element mit der Ordnungszahl 13 und Symbol Al. Es ist ein silbriges, duktiles Metall. Es kommt im Allgemeinen in der Natur als Bauxiterz vor und ist für seine überlegene Oxidationsbeständigkeit bekannt. Grundlage dieser Beständigkeit ist ihre Passivierungseigenschaft. Es wird in vielen Industriezweigen zur Herstellung von Millionen unterschiedlicher Produkte verwendet und hat einen sehr wichtigen Platz in der Weltwirtschaft. Strukturbauteile aus Aluminium sind für die Luft- und Raumfahrtindustrie unverzichtbar. Es findet ein breites Einsatzgebiet in der Transport- und Bauindustrie, die Leichtigkeit und hohe Festigkeitseigenschaften erfordert.

 

ALUMINIUMFUNKTIONEN

Aluminium ist ein weiches und leichtes Metall mit einer matten silbrigen Farbe. Diese Farbe kommt von der dünnen Oxidschicht, die sich an der Luft darauf bildet. Aluminium ist ungiftig und nicht magnetisch. Es zündet nicht. Während die Zugfestigkeit von reinem Aluminium bei etwa 49 Megapascal (MPa) liegt, erhöht sich dieser Wert legiert auf 700 MPa. Seine Dichte beträgt etwa ein Drittel der von Stahl oder Kupfer. Es kann leicht geschmiedet, bearbeitet und gegossen werden. Es hat sehr gute Korrosionseigenschaften, da die darauf gebildete Oxidschicht schützend wirkt. Die elektrische Leitfähigkeit beträgt 64,94 % IACS (reines Al bei 2 °C). Seine Schmelztemperatur beträgt 660 °C und seine Siedetemperatur 2519 °C.

 

ALUMINIUMGESCHICHTE

Die alten Griechen und Römer verwendeten Aluminiumsalze (æljʊˈmɪniəm), um die Farben von Farbstoffen zu fixieren und als Blutstopper. Auch in der heutigen Medizin wird Alaun als Blutstiller und Vasokonstriktor eingesetzt.

Obwohl bekannt ist, dass Friedrich Wöhler 1827 als Erster Aluminium durch Mischen von wasserfreiem Aluminiumchlorid mit Kalium zersetzte, wurde das Metall vor zwei Jahren von einem dänischen Physiker und Chemiker, Hans Christian Øersted, in unreiner Form hergestellt. Daher wird Øersteds Name in den Almanachen und in der Chemieliteratur als Entdecker des Aluminiums erwähnt. Der Franzose Henri Saint-Claire Deville verbesserte 1846 die Wöhler-Methode, indem er Natrium anstelle des teureren Kaliums verwendete.

1886 meldete der Amerikaner Charles Martin Hall ein Patent (Patentnummer: 400655) für die Herstellung von Aluminium durch ein elektrolytisches Verfahren an, und im selben Jahr entwickelte der Franzose Paul Héroult die gleiche Technik in Europa, ohne Kenntnis von Halls Erfindung. Aus diesem Grund ist das nach zwei Wissenschaftlern benannte Hall-Heroult-Verfahren heute weltweit das grundlegende Verfahren zur Gewinnung von Aluminium aus dessen Erz.

Es wurde beschlossen, beim Bau des Gipfels des Washington Monument in den USA Aluminium zu verwenden, und die Kosten von etwa 30 Gramm Aluminium entsprachen damals dem doppelten Tageslohn eines Arbeiters, der an diesem Projekt arbeitete.

In den Jahren unmittelbar nach der Machtübernahme Adolf Hitlers wurde Deutschland zum Weltmarktführer in der Aluminiumproduktion. Die Inbetriebnahme neuer Wasserkraftwerksprojekte in den USA (z. B. Grand Coulee Dam) im Jahr 1942 verschaffte den USA jedoch einen Vorteil, den Nazideutschland nicht verkraften konnte. Diese Überlegenheit zeigt sich in Form einer Aluminiumproduktion, die ausreicht, um in vier Jahren 60.000 Kampfflugzeuge herzustellen.

 

Das Vorhandensein von Aluminium in der Natur

Obwohl es reichlich (7,5-8,1 %) in der Erdkruste vorkommt, ist es in freier Form sehr selten und galt daher einst als noch wertvoller als Gold. Die Geschichte der kommerziellen Aluminiumproduktion ist etwas mehr als 100 Jahre alt.

Aluminium war ein Metall, das in den Jahren seiner ersten Entdeckung sehr schwer von seinem Erz zu trennen war. Aluminium ist eines der am schwierigsten zu veredelnden Metalle. Der Grund dafür ist, dass es sehr schnell oxidiert, diese gebildete Oxidschicht sehr stabil ist und sich im Gegensatz zum Rost bei Eisen nicht von der Oberfläche ablöst.

Die Rückgewinnung von Aluminium aus Schrott ist zu einem wichtigen Bestandteil der heutigen Aluminiumindustrie geworden. Der Rückgewinnungsprozess besteht darin, das Metall einfach umzuschmelzen.Es basiert auf der Münze, die wesentlich wirtschaftlicher ist als die Gewinnung des Metalls aus dessen Erz. Die Aluminiumraffination erfordert sehr große Mengen an elektrischer Energie, während der Rückgewinnungsprozess 5 % der Energie verbraucht, die bei seiner Herstellung verwendet wird. Der Recyclingprozess wird seit Anfang des 20. Jahrhunderts praktiziert und ist nicht neu. Das Recycling-Phänomen, das bis Ende der 1960er-Jahre noch als Nebenbeschäftigung galt, trat verstärkt in den Vordergrund, als Getränkedosen aus Aluminium hergestellt wurden. Andere Quellen für recyceltes Aluminium sind Autoteile, Fenster und Türen, Haushaltsgeräte und Behälter.

Aluminium ist ein reaktives Metall und lässt sich nur sehr schwer aus seinem Erz gewinnen (Aluminiumoxid, Al₂O₃). Die Produktion erfolgt mit 2 Methoden. Das erste ist das Bayer-Verfahren und das andere die direkte Reduktion mit Kohlenstoff. Da die Schmelztemperatur von Aluminiumoxid bei etwa 2000 °C liegt, ist es alles andere als wirtschaftlich. Daher wird Aluminium durch das Elektrolyseverfahren gewonnen. Bei diesem Verfahren wird Aluminiumoxid in geschmolzenem Kryolith gelöst und anschließend zu reinem Metall reduziert. Bei diesem Verfahren liegt die Arbeitstemperatur der Reduktionszellen bei etwa 950–980 °C. Kryolith ist ein natürliches Mineral, das auf der Insel Grönland vorkommt, aber für die Aluminiumproduktion synthetisch hergestellt wird. Kryolith ist eine Mischung aus Aluminium- und Natriumfluoriden und hat die Formel Na₃AlF₆. Aluminiumoxid (weißes Pulver) wird durch Raffinieren von rotem Bauxit hergestellt, da es etwa 30-40 % Eisen enthält. Der Name dieser Transaktion lautet „Bayer-Transaktion“ und hat die zuvor verwendete „Deville-Transaktion“ ersetzt.

Beim Elektrolyse-Verfahren, das den Wöhler-Prozess ersetzt, bestehen beide Elektroden aus Kohlenstoff. Sobald das Erz geschmolzen ist, beginnen die Ionen frei zu zirkulieren. Die Reaktion an der negativen Elektrode (Kathode):

Take³⁺ + 3e^– → Take

zeigt an, dass das Aluminiumion durch Aufnahme von Elektronen reduziert wurde. Das Aluminiummetall sinkt dann in flüssiger Form auf den Boden der Zelle und wird von dort abgesaugt.

Andererseits entsteht an der positiven Elektrode (Anode) Sauerstoffgas:

2O^2- → O₂ + 4e^–

Die Anodenkohle wird durch Oxidation mit diesem Sauerstoff aufgebraucht und muss daher in regelmäßigen Abständen erneuert werden:

O₂ + C → CO₂

Kathoden werden im Gegensatz zu Anoden während des Elektrolyseprozesses nicht verbraucht, da an der Kathode kein Sauerstoff entweicht. Der Kohlenstoff der Kathode muss geschützt werden, da er im Inneren der Zelle mit flüssigem Aluminium bedeckt ist. Andererseits unterliegen Kathoden aufgrund elektrochemischer Prozesse einer Erosion. Je nach angelegtem Strom in der Elektrolyse müssen die Zellen alle 5-10 Jahre komplett erneuert werden.

Obwohl die Aluminiumelektrolyse nach dem Hall-Héroult-Verfahren viel elektrische Energie verbraucht, sind alternative Verfahren wirtschaftlich und ökologisch noch lange nicht tragbar. Der durchschnittliche spezifische Energieverbrauch liegt weltweit bei etwa 15±0,5 Kilowattstunden pro kg Al (52-56 MJ/kg). In modernen Anlagen liegt dieser Wert bei etwa 12,8 kWh/kg (46,1 MJ/kg). Während der durch die Reduktionsleitung geführte elektrische Strom in alten Technologien 100-200 kA betrug, stieg dieser Wert in modernen Anlagen auf 350 kA, und es ist bekannt, dass Versuchsstudien in 500-kA-Zellen durchgeführt wurden.

Strom macht je nach Standort der Anlage 20-40 % der Aluminiumproduktionskosten aus. Aus diesem Grund befinden sich Aluminium produzierende Unternehmen in der Regel in der Nähe von Gebieten, in denen elektrische Energie reichlich vorhanden und billig ist, wie z. B. Südafrika, Neuseeland, Südinsel, Australien, China, Naher Osten, Russland, Island, Kanada, Québec.

Seit 2004 ist China weltweit führend in der Aluminiumproduktion.

 

 

Aluminium-Sicherheitshinweise

Es wurde nicht beobachtet, dass Aluminium eine vorteilhafte Funktion auf lebende Zellen hat. Bei manchen Menschen Kontaktdermatitis (Hautentzündung), die durch jede Form von Aluminium verursacht werden kann, blutstillender oder juckender Hautausschlag bei der Verwendung von Antitranspirantien, Verdauungsstörungen, die durch den Verzehr von in Aluminiumtöpfen gekochten Speisen und deren Beendigung verursacht werden Aufnahme von Nährstoffen und Rolaids, Amphojel und bei der Einnahme von Antazidum (Antazida) wie Maalox kann es zu allergischen Reaktionen in Form von Vergiftungssymptomen wie Erbrechen kommen. Obwohl Aluminium für andere nicht so giftig ist wie Schwermetalle und die Verwendung von Aluminiumutensilien (bevorzugt wegen seiner hohen Korrosionsbeständigkeit und guten Wärmeleitfähigkeit) im Allgemeinen keine Aluminiumvergiftung verursacht, können hohe Dosen Anzeichen einer Vergiftung zeigen. Der übermäßige Konsum von Antazida, die Aluminiumverbindungen enthalten, und der übermäßige Gebrauch von aluminiumhaltigen Antitranspirantien können zu Vergiftungen führen. Obwohl behauptet wurde, dass Aluminium die Alzheimer-Krankheit verursacht, ist diese Forschung vollständigim Gegenteil, es wurde widerlegt, dass die durch die Alzheimer-Krankheit verursachten Schäden zu einer Anreicherung von Aluminium im Körper führen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Aluminiumvergiftung durch einen ganz bestimmten Mechanismus erfolgen muss. Denn während des gesamten Menschenlebens ist der Kontakt des natürlichen Tonminerals im Boden mit dem darin enthaltenen Aluminium bereits hoch genug.

Es ist notwendig, den Kontakt von Aluminium mit einigen Chemikalien zu vermeiden, die eine schnelle Korrosion verursachen. Beispielsweise durchdringt eine sehr kleine Menge Quecksilber, die auf die Oberfläche eines Aluminiumstücks getropft wird, leicht die schützende Aluminiumoxidschicht, und innerhalb weniger Stunden können selbst riesige Strukturträger erheblich geschwächt werden. Aus diesem Grund erlauben viele Fluggesellschaften keine Quecksilberthermometer, da Aluminium einen wichtigen Platz im strukturellen Skelett von Flugzeugen einnimmt.

Fakten

Entdeckungsdatum: 1825
Entdeckt von Hans Christian Oersted
Herkunft des Namens: vom lateinischen Wort alumen
Verwendung:  Flugzeuge, Getränkedosen
Ergebnis: Bauxit

Aluminiumchemie

Oxidationsphase

• Aluminium Beim Erhitzen auf 1500 °C unter einer Wasserstoffatmosphäre entsteht AlH.</li >
• Normales Aluminiumoxid (Al₂O₃) 2O entsteht, wenn >Silizium im Vakuum auf 1800 °C erhitzt wird.

• Al₂S wird durch Erhitzen von

• Al₂S₃ mit Aluminiumspänen bei 1300 °C unter Vakuum hergestellt. Es zerfällt jedoch schnell in Ausgangsstoffe. Zweiwertiges Selen wird auf ähnliche Weise hergestellt.
• Dreiwertige Halogenide -AlF- -AlCl- und -AlBr- können in der Gasphase beim Erhitzen mit Aluminium erhalten werden.

Grundlegende Informationen

Name: Aluminium
Symbol: Empfangen
Ordnungszahl: 13
Atommasse: 26,981539 amu
Schmelzpunkt: 660,37 °C (933,52 K, 1220,666 °F)
Siedepunkt: 2467,0 °C (2740,15 K, 4472,6 °F)
Anzahl Protonen / Elektronen: 13
Anzahl der Neutronen: 14
Klassifizierung: Andere Metalle
Kristallstruktur: kubisch
Dichte bei 293 K: 2,702 g/cm ³
Farbe: Silber
Britische Schreibweise: Aluminium
IUPAC-Schreibweise: Aluminium

Atomstruktur

Aluminium

Anzahl der Energiestufen: 3 Erste Energiestufe: 2 Zweite Energiestufe: 8 Dritte Energiestufe: 3

 

Isotope

Isotop	Halbwertszeit
Al-26	730000,0 Jahre
Al-27	Stabil
Al-28	2,3 Minuten

Oxidationsphase

• Das Vorhandensein von Aluminiumsuboxid (AlO) kann nachgewiesen werden, wenn Aluminiumpulver mit Sauerstoff verbrannt wird.

Oxidationsphase

• Die
  • Fajans-Regel besagt, dass ein einfaches dreiwertiges Kation (Al³⁺) nicht in wasserfreien Salzen oder binären Verbindungen wie Al₂O_{3< zu finden ist /sub>. Hydroxid ist eine schwache Base und Aluminiumsalze, die schwache Basen sind, wie Carbonat, können nicht hergestellt werden. Salze starker Säuren wie Nitrat sind stabil und wasserlöslich. Sie bilden Hydrate mit mindestens sechs Molekülen.}
  • Aluminiumhydrid (AlH₃)_n kann unter Verwendung von Trimethylaluminium und überschüssigem Sauerstoff hergestellt werden. Es verbrennt explosionsartig an der Luft. Es kann auch durch Behandeln von Aluminiumchlorid mit Lithiumhydrid in Etherlösung hergestellt werden. Es kann jedoch nicht vom Lösungsmittel getrennt werden.
  • Aluminiumcarbid (Al₄C₃) kann durch Erhitzen des Elementgemisches auf über 1000 °C hergestellt werden. Seine hellgelben Kristalle haben eine komplexe Gitterstruktur undsie geben Methangas mit verdünnter Säure. Acetylid (Al₂(C₂)₃) wird hergestellt, indem Acetylen über erhitztes Aluminium geleitet wird.
  • Aluminiumnitrid (AlN) lässt sich bei 800 °C aus seinen Elementen herstellen. Es hydrolysiert mit Wasser zu Ammoniak und Aluminiumhydroxid.
  • Aluminiumphosphid (AlP) wird ähnlich hergestellt und hydrolysiert zu Phosphin.
  • Aluminiumoxid (Al₂O₃) kommt in der Natur als Korund vor und wird durch Verbrennen von Aluminium mit Sauerstoff oder Erhitzen seines Hydroxids, Nitrats oder Sulfats gewonnen. Als Edelstein kommt seine Härte nach Diamant, Bornitrid und Karborund. Nahezu unlöslich in Wasser.
  • Aluminiumhydroxid kann als gallertartiger Niederschlag durch Zugabe von Ammoniak zu einer wässrigen Lösung eines Aluminiumsalzes erhalten werden. Es ist amphoter; Es ist eine sehr schwache Säure und bildet mit Alkalien Aluminate. Es existiert in verschiedenen Kristallformen.
  • Aluminiumsulfid (Al₂S₃) kann hergestellt werden, indem Schwefelwasserstoff über Aluminiumpulver geleitet wird. Es ist polymorph.
  • Aluminiumfluorid (AlF₃) wird aus unseren Elementen hergestellt, indem sein Hydroxid mit HF behandelt wird. Es hat eine riesige Molekülstruktur, die bei 1291 °C in die Gasphase übergeht, ohne zu schmelzen. Es ist sehr träge. Andere dreiwertige Verbindungen sind dimer und brückenartig.

Es gibt metallorganische Verbindungen mit

• Summenformel AlR₃ und sie sind mindestens Dimere oder Trimere, wenn nicht Riesenmoleküle. Sie werden im Bereich der organischen Synthese verwendet (z. B. Trimethylaluminium).
• Alumo-Hydride sind die elektropositivsten bekannten Strukturen. Das nützlichste unter ihnen ist Lithiumaluminiumhydrid (Li[AlH₄]). Beim Erhitzen zerfällt Lithiumhydrid in Aluminium und Wasserstoff und hydrolysiert mit Wasser. Es hat viele Anwendungen in der organischen Chemie. Auch die Alumohalogenide haben eine ähnliche Struktur.

Felder verwenden

Da Aluminium ein Metall ist, das leicht kühlt und Wärme absorbiert, findet es einen breiten Platz in der Kühlindustrie. Es ist ein Metall, das in vielen Bereichen verwendet wird, weil es billiger und besser verfügbar als Kupfer, leicht zu verarbeiten und weich ist.

Aluminium wird im Allgemeinen bei der Herstellung von Kühlern, Scheinwerfern, Küchenutensilien und leichten Fahrzeugen (Flugzeuge, Fahrräder, Automotoren, Motorräder usw.) verwendet. Darüber hinaus ist Aluminium, ein wichtiger Werkstoff in der Industrie, ein Metall, dem wir im täglichen Leben immer wieder begegnen.

Ein weiteres Einsatzgebiet von Aluminium sind Asynchronmotoren. Reines Aluminium (~99,7 % Al) wird bei der Rotorherstellung von Asynchronmotoren im Druckgussverfahren verwendet. Aufgrund seines geringen Gewichts, seines günstigen Preises und seiner relativ guten elektrischen Leitfähigkeit (~59–60 % IACS) im Vergleich zu Kupfer nimmt Aluminium einen breiten Platz in der Induktionsmotorenindustrie ein.^{< /sup>}

Aluminium-Name

In englischsprachigen Ländern ist es üblich, dass der Name sowohl als Aluminium als auch als Aluminium geschrieben und ausgesprochen wird. Aluminium ist in den USA nicht sehr bekannt, und es handelt sich meistens um Aluminium. In anderen Ländern außerhalb der USA ist die Situation umgekehrt und die Schreibweise von Aluminium bekannter. In Kanada sind jedoch beide Schreibweisen üblich.

In anderen Ländern als Englisch ist die Schreibweise „ium“ gebräuchlicher. Sowohl im Deutschen als auch im Französischen ist das Wort Aluminium.

Die Organisation „International Union of Pure and Applied Chemistry“ (IUPAC) genehmigte 1990 die Verwendung von Aluminium als weltweiten Standard. Drei Jahre später wurde jedoch das Wort Aluminium als akzeptabler Begriff bestätigt.

Zitat von Mla: <http://www.chemicalelements.com/elements/al.html>.

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Aluminiumgeschichte

 

Die alten Griechen und Römer verwendeten Aluminiumsalze (æljʊˈmɪniəm), um die Farben von Farbstoffen zu fixieren und als Blutstopper. Auch in der heutigen Medizin wird Alaun als Blutstiller und Vasokonstriktor eingesetzt.

Obwohl bekannt ist, dass Friedrich Wöhler 1827 als Erster Aluminium durch Mischen von wasserfreiem Aluminiumchlorid mit Kalium zersetzte, wurde das Metall vor zwei Jahren von dem dänischen Physiker und Chemiker Hans Christian Ørsted in unreiner Form hergestellt. Daher wird in den Almanachen und der Chemieliteratur Øersteds Name als Entdecker des Aluminiums erwähnt. Franzose Henri Saint-Claire Deville, 1846, Wöhler’s Methode, Natrium anstelle der teurerenEs wurde mit m entwickelt.

1886 meldete der Amerikaner Charles Martin Hall ein Patent (Patentnummer: 400655) für die Herstellung von Aluminium durch ein elektrolytisches Verfahren an, und im selben Jahr entwickelte der Franzose Paul Héroult die gleiche Technik in Europa, ohne Kenntnis von Halls Erfindung. Aus diesem Grund ist das nach zwei Wissenschaftlern benannte Hall-Heroult-Verfahren heute weltweit das grundlegende Verfahren zur Gewinnung von Aluminium aus dessen Erz.

Es wurde beschlossen, beim Bau des Gipfels des Washington Monument in den USA Aluminium zu verwenden, und die Kosten von etwa 30 Gramm Aluminium entsprachen damals dem doppelten Tageslohn eines Arbeiters, der an diesem Projekt arbeitete.

In den Jahren unmittelbar nach der Machtübernahme Adolf Hitlers wurde Deutschland zum Weltmarktführer in der Aluminiumproduktion. Die Inbetriebnahme neuer Wasserkraftwerksprojekte in den USA (z. B. Grand Coulee Dam) im Jahr 1942 verschaffte den USA jedoch einen Vorteil, den Nazideutschland nicht verkraften konnte. Diese Überlegenheit zeigt sich in Form einer Aluminiumproduktion, die ausreicht, um in vier Jahren 60.000 Kampfflugzeuge herzustellen.

 

Aluminiumpreise

Heute ist Aluminium in vielerlei Hinsicht ein Edelmetall und gehört dank seiner Eigenschaften in seiner technisch reichen Form zur Klasse der Edelmetalle und wird sofort unter Londoner Metallbörse. .

 

So berechnen Sie die Aluminiumpreise

Die weltweit am häufigsten verwendete Berechnungsmethode zur Berechnung der Aluminiumpreise lautet wie folgt:

LME (der Wert an der Londoner Metallbörse) x Wechselkurs + Arbeit + Versand wird am häufigsten berechnet und verkauft.

Darüber hinaus werden dem Hauptpreis des Produkts weitere Elemente wie Wärmebehandlung (Thermic), Oberflächenpolierverfahren, chemisches Färbeverfahren und Ofenfarbe hinzugefügt, um die Haltbarkeit entsprechend der Qualität des gewünschten Produkts zu erhöhen.

Daneben kommen noch die je nach Einsatzgebiet zu bevorzugenden Lackeigenschaften und andere mechanische Bearbeitungen (Bohren, Schneiden etc.) zu den Arbeitskosten hinzu.