ALÜMİNYUM

Alüminium, atom nömrəsi 13 və simvolu Al olan kimyəvi element. Gümüş rəngli, çevik metaldır. O, ümumiyyətlə təbiətdə boksit filizi kimi tapılır və oksidləşməyə qarşı üstün müqaviməti ilə tanınır. Bu müqavimətin əsasını onun passivasiya xüsusiyyəti təşkil edir. Sənayenin bir çox sahələrində milyonlarla müxtəlif məhsulların istehsalında istifadə olunur və dünya iqtisadiyyatında çox mühüm yer tutur. Alüminiumdan hazırlanmış struktur komponentlər aerokosmik sənaye üçün əvəzolunmazdır. Yüngüllük və yüksək möhkəmlik xüsusiyyətləri tələb edən nəqliyyat və tikinti sənayesində geniş istifadə sahəsi tapır.

 

ALÜMİNYUM XÜSUSİYYƏTLƏR

Alüminium küt gümüşü rəngə malik yumşaq və yüngül metaldır. Bu rəng havaya məruz qaldıqda onun üzərində əmələ gələn nazik oksid təbəqəsindən gəlir. Alüminium qeyri-toksik və qeyri-maqnitdir. Qığılcım vermir. Saf alüminiumun dartılma gücü təqribən 49 meqapaskal (MPa) olsa da, ərinti halında bu dəyər 700 MPa-a qədər artır. Onun sıxlığı polad və ya misin təxminən üçdə bir hissəsidir. Asanlıqla döymək, emal etmək və tökmək olar. Üzərində əmələ gələn oksid təbəqəsi qoruyucu olduğu üçün çox üstün korroziya xüsusiyyətlərinə malikdir. Elektrik keçiriciliyi 64,94% IACS-dir (2 °C-də təmiz Al). Onun ərimə temperaturu 660 °C, qaynama temperaturu isə 2519 °C-dir.

 

ALÜMİNYUM TARİXİ

Qədim yunanlar və romalılar alüminium duzlarından (æljʊˈmɪniəm) boyaların rənglərini düzəltmək və qan dayandırıcı kimi istifadə edirdilər. Alum bugünkü tibbdə hələ də qan dayandırıcı və vazokonstriktor kimi istifadə olunur.

Fridrix Wöhlerin 1827-ci ildə susuz alüminium xloridini kaliumla qarışdıraraq alüminiumu parçalayan ilk şəxs olduğu bilinsə də, metal iki il əvvəl Danimarkalı fizik və kimyaçı Hans Kristian Øersted tərəfindən natəmiz formada istehsal edilmişdir. Buna görə də Oerstedin adı almanaxlarda və kimya ədəbiyyatında alüminiumu kəşf edən şəxs kimi qeyd olunur. Fransız Henri Saint-Claire Deville, 1846-cı ildə daha bahalı kalium əvəzinə natriumdan istifadə edərək Wöhler metodunu təkmilləşdirdi.

1886-cı ildə amerikalı Çarlz Martin Holl elektrolitik proseslə alüminium istehsalına dair patent (patent nömrəsi: 400655) üçün müraciət etdi və elə həmin il fransız Pol Héroult Hollin ixtirasından tamamilə xəbərsiz olaraq Avropada eyni texnikanı inkişaf etdirdi. Bu səbəbdən iki alimin adını daşıyan Hall-Heroult prosesi bu gün filizindən alüminiumun çıxarılmasında bütün dünyada istifadə edilən əsas üsuldur.

ABŞ-da Vaşinqton abidəsinin zirvəsinin tikintisində alüminiumdan istifadə edilməsi qərara alındı ​​və o zaman təxminən 30 qram alüminiumun dəyəri bu layihədə işləyən bir işçinin gündəlik əmək haqqının iki qatına bərabər idi.

Adolf Hitler hakimiyyətə gəldikdən dərhal sonra illərdə Almaniya alüminium istehsalında dünya lideri oldu. Lakin 1942-ci ildə ABŞ-da yeni su elektrik stansiyası layihələrinin (məsələn, Grand Coulee bəndi) istifadəyə verilməsi ABŞ-a nasist Almaniyasının öhdəsindən gələ bilmədiyi bir üstünlük verdi. Bu üstünlük dörd ildə 60.000 döyüş təyyarəsi istehsal etməyə yetəcək alüminium istehsalı şəklində ortaya çıxdı.

 

Təbiətdə alüminiumun olması

Yer qabığında bol (7,5-8,1%) olmasına baxmayaraq, sərbəst formada çox nadirdir və buna görə də bir vaxtlar qızıldan da qiymətli hesab olunurdu. Alüminiumun kommersiya istehsalının tarixi 100 ildən bir qədər artıqdır.

Alüminium ilk kəşf edildiyi illərdə filizindən çox çətin ayrılan bir metal idi. Alüminium saflaşdırılması ən çətin metallardan biridir. Bunun səbəbi onun çox tez oksidləşməsi, əmələ gələn bu oksid təbəqəsinin çox dayanıqlı olması və dəmirin tərkibindəki pasdan fərqli olaraq səthdən soyulmamasıdır.

Alüminiumun qırıntılardan çıxarılması bugünkü alüminium sənayesinin mühüm tərkib hissəsinə çevrilmişdir. Bərpa prosesi sadəcə metalın yenidən əridilməsindən ibarətdir.Onun əsasını sikkə təşkil edir, onun filizindən metal istehsal etməkdən daha qənaətcildir. Alüminium emalı çox böyük miqdarda elektrik enerjisi tələb edir, bərpa prosesi isə onun istehsalında istifadə olunan enerjinin 5%-ni sərf edir. Təkrar emal prosesi 1900-cü illərin əvvəllərindən tətbiq edilir və yeni deyil. 1960-cı illərin sonuna qədər aşağı profilli bir fəaliyyət olaraq davam edən təkrar emal fenomeni, alüminiumdan içki qutularının hazırlanmağa başlaması ilə daha intensiv şəkildə gündəmə gəldi. Təkrar emal edilmiş alüminiumun digər mənbələrinə avtomobil hissələri, pəncərələr və qapılar, məişət texnikası və konteynerlər daxildir.

Alüminium reaktiv metaldır və onun filizindən bərpa etmək çox çətindir (alüminium oksidi, Al₂O₃). İstehsal 2 üsulla həyata keçirilir. Birincisi Bayer üsulu, digəri isə karbonla birbaşa reduksiyadır. Alüminium oksidin ərimə temperaturu təxminən 2000 °C olduğundan, o, qənaətcil olmaqdan uzaqdır. Buna görə alüminium elektroliz üsulu ilə əldə edilir. Bu üsulda alüminium oksidi ərimiş kriolitdə həll edilir və sonra təmiz metala qədər azaldılır. Bu üsulda reduksiya hüceyrələrinin işləmə temperaturu 950-980 °C ətrafında olur. Kriolit Qrenlandiya adasında tapılan təbii mineraldır, lakin alüminium istehsalı üçün sintetik olaraq hazırlanır. Kriolit alüminium və natrium flüoridlərin qarışığıdır və formulu Na₃AlF₆-dur. Alüminium oksidi (ağ toz) qırmızı boksitin təmizlənməsi yolu ilə istehsal olunur, çünki onun tərkibində təxminən 30-40% dəmir var. Bu əməliyyatın adı Bayer tranzaksiyasıdır və o, əvvəllər istifadə edilmiş Deville əməliyyatını əvəz etmişdir.

Wöhler prosesini əvəz edən elektroliz metodunda hər iki elektrod karbondan hazırlanır. Filiz əridildikdən sonra ionlar sərbəst dövr etməyə başlayır. Mənfi elektroda (katod) reaksiya:

Götürün³⁺ + 3e^– → Alın

alüminium ionunun elektron əldə etməklə reduksiya edildiyini göstərir. Alüminium metal daha sonra maye şəklində hüceyrənin dibinə enir və oradan sifonla çıxarılır.

Digər tərəfdən, müsbət elektrodda (anodda) oksigen qazı əmələ gəlir:

2O^2- → O₂ + 4e^–

Anod karbonu bu oksigenlə oksidləşmə nəticəsində tükənir və buna görə də müntəzəm olaraq yenilənməlidir:

O₂ + C → CO₂

Anodlardan fərqli olaraq elektroliz prosesi zamanı katodlar tükənmir, çünki katodda oksigen qaçışı yoxdur. Katodun karbonu hüceyrənin içərisində maye alüminiumla örtüldüyü üçün qorunmalıdır. Digər tərəfdən, elektrokimyəvi proseslər nəticəsində katodlar eroziyaya məruz qalır. Elektrolizdə tətbiq olunan cərəyandan asılı olaraq hüceyrələr hər 5-10 ildən bir tam yenilənməlidir.

Hall-Héroult prosesi ilə alüminium elektrolizi çoxlu elektrik enerjisi sərf etsə də, alternativ üsullar iqtisadi və ekoloji cəhətdən səmərəli olmaqdan uzaqdır. Dünyada orta xüsusi enerji istehlakı hər kq Al (52-56 MJ/kq) üçün təxminən 15±0,5 kilovat saat təşkil edir. Müasir zavodlarda bu göstərici təxminən 12,8 kVt/kq (46,1 MJ/kq) təşkil edir. Köhnə texnologiyalarda reduksiya xətti ilə aparılan elektrik cərəyanı 100-200 kA olduğu halda, müasir qurğularda bu dəyər 350 kA-a qədər artıb və 500 kA kameralarda sınaq tədqiqatlarının aparıldığı məlumdur.

Obyektin yerləşdiyi yerdən asılı olaraq alüminium istehsalının maya dəyərinin 20-40%-ni elektrik enerjisi təşkil edir. Bu səbəbdən, alüminium istehsal edən müəssisələr Cənubi Afrika, Yeni Zelandiya Cənubi Adası, Avstraliya, Çin, Yaxın Şərq, Rusiya, İslandiya, Kanada Kvebek kimi elektrik enerjisinin bol və ucuz olduğu ərazilərə yaxın olurlar.

2004-cü ildən Çin alüminium istehsalında dünya lideridir.

 

 

Alüminium Təhlükəsizlik Tədbirləri

Alüminiumun canlı hüceyrələr üzərində faydalı bir funksiyası olduğu müşahidə edilməmişdir. Bəzi insanlarda hər hansı formada alüminiumdan yarana bilən kontakt dermatit (dəri iltihabı), tərləmə əleyhinə vasitələrdən istifadə zamanı qaşınma (qan dayandırıcı) və ya qaşınma, alüminium qablarda bişmiş yeməklərin qəbulu nəticəsində yaranan həzm pozğunluqları və qida maddələrinin udulması və Rolaids, Amphojel və Maalox kimi antasid (antasid) dərmanların istifadəsi ilə qusma kimi zəhərlənmə əlamətləri şəklində allergik reaksiyalara səbəb ola bilər. Alüminium başqaları üçün ağır metallar qədər zəhərli olmasa da və alüminium qablardan istifadənin (yüksək korroziyaya davamlılığına və yaxşı istilik keçiriciliyinə görə üstünlük verilir) ümumiyyətlə alüminium zəhərlənməsinə səbəb olduğu sübuta yetirilməsə də, yüksək dozalar zəhərlənmə əlamətləri göstərə bilər. Tərkibində alüminium birləşmələri olan antasidlərin həddindən artıq istehlakı və alüminium tərkibli antiperspirantların həddindən artıq istifadəsi zəhərlənməyə səbəb ola bilər. Alüminiumun Alzheimer xəstəliyinə səbəb olduğu iddia edilsə də, bu araşdırma tamdırəksinə, Alzheimer xəstəliyinin verdiyi zərərin bədəndə alüminium yığılmasına səbəb olduğu təkzib edilmişdir. Xülasə, əgər alüminium zəhərlənməsi varsa, bu, çox spesifik bir mexanizmlə baş verməlidir. Çünki insanın bütün həyatı boyu torpaqdakı təbii gil mineralının tərkibindəki alüminiumla təması artıq kifayət qədər yüksəkdir.

Alüminiumun sürətlə korroziyasına səbəb olan bəzi kimyəvi maddələrlə təmasından qaçınmaq lazımdır. Məsələn, alüminium parçasının səthinə atılan çox az miqdarda civə asanlıqla qoruyucu alüminium oksid təbəqəsini deşir və bir neçə saat ərzində hətta nəhəng struktur şüaları da əhəmiyyətli dərəcədə zəifləyə bilər. Bu səbəbdən bir çox aviaşirkətlər civə termometrlərinə icazə vermirlər, çünki alüminium təyyarələrin struktur skeletində mühüm yer tutur.

Faktlar

Kəşf tarixi: 1825-ci il
Kəşf edilib Hans Kristian Oersted
Adın mənşəyi: latın alumen sözündəndir
İstifadə edir:  təyyarələr, qazlı içkilər
Çıxış: boksit

Alüminium Kimyası

Oksidləşmə mərhələsi

• Alüminium Hidrogen atmosferi altında 1500 °C-yə qədər qızdırıldıqda AlH əmələ gəlir.</li >
• Normal alüminium oksidi (Al₂O₃) 2O, >silikon 1800 °C-də vakuum altında qızdırıldıqda əmələ gəlir.

• Al₂S,

• Al₂S₃ alüminium çipləri ilə 1300 °C-də vakuum altında qızdırılmaqla istehsal olunur. Bununla belə, tez bir zamanda başlanğıc materiala çevrilir. İkivalentli selenium da eyni şəkildə hazırlanır.
• Üç valentli halidlər -AlF- -AlCl- və -AlBr- alüminiumla qızdırıldıqda qaz fazasında əldə edilə bilər.

Əsas Məlumat

Ad: Alüminium
Simvol: Qəbul edin
Atom nömrəsi: 13
Atom kütləsi: 26,981539 amu
Ərimə nöqtəsi: 660,37 °C (933,52 K, 1220,666 °F)
Qaynama nöqtəsi: 2467,0 °C (2740,15 K, 4472,6 °F)
Protonların / Elektronların Sayı: 13
Neytronların sayı: 14
Təsnifat: Digər Metallar
Kristal Struktur: Kubik
Sıxlıq @ 293 K: 2,702 q/sm ³
Rəng: Gümüş
British Orfoqrafiyası: Alüminium
IUPAC Yazısı: Alüminium

Atom quruluşu

 

Enerji Səviyyələrinin Sayı: 3 Birinci Enerji Səviyyəsi: 2 İkinci Enerji Səviyyəsi: 8 Üçüncü Enerji Səviyyəsi: 3

 

İzotoplar

<cədvəlin sərhədi=”1″ eni=”30%”>

İzotopYarım ömürƏl-26730000,0 ilƏl-27SabitƏl-282,3 dəqiqə

Oksidləşmə mərhələsi

• Alüminium suboksidin (AlO2) olması alüminium tozu oksigenlə yandırıldıqda nümayiş etdirilə bilər.

Oksidləşmə mərhələsi

• Fajans qaydası onu göstərir ki, sadə üçvalent kation (Al³⁺) susuz duzlarda və ya Al₂O_{3< kimi ikili birləşmələrdə tapıla bilməz. /alt>. Hidroksid zəif əsasdır və karbonat kimi zəif əsaslar olan alüminium duzları hazırlana bilməz. Nitrat kimi güclü turşu duzları sabitdir və suda həll olunur. Onlar ən azı altı molekulla hidratlar əmələ gətirirlər.}
• Alüminium hidrid (AlH₃)_n trimetil-alüminium və artıq oksigendən istifadə etməklə istehsal oluna bilər. Havada partlayıcı şəkildə yanır. O, həmçinin alüminium xloridin efir məhlulunda litium hidridlə müalicə edilməsi yolu ilə də istehsal oluna bilər. Bununla belə, onu həlledicidən ayırmaq olmaz.
• Alüminium karbid (Al₄C₃) elementlərin qarışığını 1000 °C-dən yuxarı qızdırmaqla əldə edilə bilər. Onun açıq sarı kristalları mürəkkəb qəfəs quruluşuna malikdir vədurulaşdırılmış turşu ilə metan qazı verirlər. Asetilid (Al₂(C₂)₃) asetilenin qızdırılan alüminium üzərindən keçməsi ilə əldə edilir.
• Alüminium nitridi (AlN) onun elementlərindən 800 °C-də istehsal oluna bilər. Su ilə hidrolizləşərək ammonyak və alüminium hidroksid verir.
• Alüminium fosfidi (AlP) oxşar şəkildə hazırlanır və fosfin əldə etmək üçün hidroliz edilir.
• Alüminium oksidi (Al₂O₃) təbiətdə korund şəklində olur və alüminiumu oksigenlə yandırmaqla və ya onun hidroksidini, nitratını və ya sulfatını qızdırmaqla əldə edilir. Qiymətli daş kimi onun sərtliyi almaz, bor nitridi və karborunddan sonra gəlir. Demək olar ki, suda həll olunmur.
• Alüminium hidroksid, alüminium duzunun sulu məhluluna ammonyak əlavə etməklə jelatinli çöküntü kimi əldə edilə bilər. Amfoterdir; Həm çox zəif bir turşudur, həm də qələvilərlə alüminatlar əmələ gətirir. Müxtəlif kristal formalarda mövcuddur.
• Alüminium sulfid (Al₂S₃) hidrogen sulfidini alüminium tozu üzərindən keçirərək istehsal edilə bilər. Polimorfdur.
• Alüminium flüorid (AlF₃) hidroksidini HF ilə müalicə etməklə və ya elementlərdən istehsal olunur. 1291 °C temperaturda ərimədən qaz fazasına keçən nəhəng molekulyar quruluşa malikdir. Çox inertdir. Digər üçvalentlər dimerik və körpüvari olur.
• empirik formul AlR₃ olan orqano-metal birləşmələr var və onlar nəhəng molekullar olmasa da, ən azı dimerik və ya trimerikdirlər. Onlar üzvi sintez sahəsində istifadə olunur (məsələn, trimetil alüminium).
• Aluminohidridlər məlum olan ən elektromüsbət strukturlardır. Onların arasında ən faydalısı litium alüminium hidriddir (Li[AlH₄]). Qızdırıldıqda litium hidrid alüminium və hidrogenə parçalanır və su ilə hidroliz olur. Onun üzvi kimyada çoxlu istifadəsi var. Alüminium-halidlər də oxşar quruluşa malikdir.

Sahələrdən istifadə edin

Alüminium asanlıqla soyuyan və istiliyi qəbul edən bir metal olduğundan, soyuducu sənayesində geniş yer tapır. Misdən daha ucuz və əlçatan, emal üçün asan və yumşaq olduğu üçün bir çox sektorda istifadə edilən bir metaldır.

Alüminium ümumiyyətlə soyuducuların, işıqforların, mətbəx qablarının və yüngül avtomobillərin (təyyarələr, velosipedlər, avtomobil mühərrikləri, motosikletlər və s.) istehsalında istifadə olunur. Bundan əlavə, sənayedə əhəmiyyətli bir material olan alüminium gündəlik həyatda hər zaman qarşılaşdığımız bir metaldır.

Alüminiumun başqa bir istifadə sahəsi asinxron mühərriklərdir. Təzyiqli tökmə üsulu ilə asinxron mühərriklərin rotor istehsalında təmiz alüminium (~99,7% Al) istifadə olunur. Onun yüngül çəkisi, ucuzluğu və mis ilə müqayisədə nisbətən yaxşı elektrik keçiriciliyi (~59-60% IACS) alüminiumun induksiya mühərriki sənayesində geniş yer tutmasına imkan verir.^{< /sup>}

Alüminium Adı

İngilis dilli ölkələrdə adın həm alüminium, həm də alüminium kimi yazılış və tələffüz edilməsi adi haldır. alüminium ABŞ-da yaxşı tanınmır və daha çox alüminiumdur. ABŞ-dan kənar digər ölkələrdə vəziyyət əksinədir və alüminiumun yazılışı daha yaxşı məlumdur. Bununla belə, hər iki orfoqrafiya tərzi Kanadada geniş yayılmışdır.

İngilis dilindən başqa ölkələrdə “ium” hərfinin yazılışı daha çox yayılmışdır. Həm Alman                         sözü   alüminiumdur.

“Beynəlxalq Təmiz və Tətbiqi Kimya İttifaqı” (IUPAC) təşkilatı 1990-cı ildəalüminiumun dünya standartı kimi istifadəsini təsdiqlədi. Bununla belə, üç il sonra alüminiumsözünü məqbul termin kimi təsdiqlədi.

Mla-dan sitat: <http://www.chemicalelements.com/elements/al.html>.

Ətraflı Məlumat üçün Vikipediya

 

 

Alüminium Tarixçəsi

 

Qədim yunanlar və romalılar alüminium duzlarından (æljʊˈmɪniəm) boyaların rənglərini düzəltmək və qan dayandırıcı kimi istifadə edirdilər. Alum bugünkü tibbdə hələ də qan dayandırıcı və vazokonstriktor kimi istifadə olunur.

Fridrix Wöhlerin 1827-ci ildə susuz alüminium xloridini kaliumla qarışdıraraq alüminiumu parçalayan ilk şəxs olduğu məlum olsa da, metal iki il əvvəl Danimarkalı fizik və kimyaçı Hans Kristian Ørsted tərəfindən natəmiz formada istehsal edilmişdir. Buna görə də almanaxlarda və kimya ədəbiyyatında Oerstedin adı alüminiumu kəşf edən şəxs kimi qeyd olunur. Fransız Henri Saint-Claire Deville, 1846-cı ildə, Wöhler’s üsul, natrium yerinə daha bahalıdırm istifadə edərək hazırlanmışdır.

1886-cı ildə amerikalı Çarlz Martin Holl elektrolitik proseslə alüminium istehsalına dair patent (patent nömrəsi: 400655) üçün müraciət etdi və elə həmin il fransız Pol Héroult Hollin ixtirasından tamamilə xəbərsiz olaraq Avropada eyni texnikanı inkişaf etdirdi. Bu səbəbdən iki alimin adını daşıyan Hall-Heroult prosesi bu gün filizindən alüminiumun çıxarılmasında bütün dünyada istifadə edilən əsas üsuldur.

ABŞ-da Vaşinqton abidəsinin zirvəsinin tikintisində alüminiumdan istifadə edilməsi qərara alındı ​​və o zaman təxminən 30 qram alüminiumun dəyəri bu layihədə çalışan bir işçinin gündəlik əmək haqqının iki qatına bərabər idi.

Adolf Hitler hakimiyyətə gəldikdən dərhal sonra illərdə Almaniya alüminium istehsalında dünya lideri oldu. Lakin 1942-ci ildə ABŞ-da yeni su elektrik stansiyası layihələrinin (məsələn, Grand Coulee bəndi) istifadəyə verilməsi ABŞ-a nasist Almaniyasının öhdəsindən gələ bilmədiyi bir üstünlük verdi. Bu üstünlük dörd ildə 60.000 döyüş təyyarəsi istehsal etməyə yetəcək alüminium istehsalı şəklində ortaya çıxdı.

 

Alüminium Qiymətləri

Bu gün Alüminium bir çox cəhətdən qiymətli metaldır və texniki cəhətdən zəngin formada xüsusiyyətlərinə görə qiymətli metallar sinfinə daxildir və dərhal London Metal Birjası.

 

Alüminium Qiymətlərini Necə Hesablamaq olar

Alüminium qiymətlərini hesablamaq üçün dünyada ən çox istifadə edilən hesablama üsulu aşağıdakı kimidir;

LME (London Metal Birjasındakı dəyər) x Valyuta məzənnəsi + Əmək + Göndərmə ən çox hesablanır və satılır.

Bundan əlavə, məhsulun əsas qiymətinə istənilən məhsulun keyfiyyətinə uyğun olaraq davamlılığı artırmaq üçün tətbiq olunan istilik müalicəsi (Termik), səthi cilalama prosesi, kimyəvi rəngləmə prosesi və soba boyası kimi digər elementlər əlavə edilir.

Bunlardan başqa istifadə sahəsinə görə üstünlük veriləcək boya xassələri və digər mexaniki proseslər (Qazma, Kəsmə və s.) da əmək xərcinə əlavə edilir.