ALUMÍNIO

sistema periódico de alumínio

Alumínio, o elemento químico de número atômico 13 e símbolo Al. É um metal prateado e dúctil. É geralmente encontrado na natureza como minério de bauxita e é conhecido por sua resistência superior à oxidação. A base desta resistência é a sua característica de passivação. É utilizado na produção de milhões de produtos diferentes em diversos ramos da indústria e tem um lugar muito importante na economia mundial. Os componentes estruturais feitos de alumínio são indispensáveis ​​para a indústria aeroespacial. Encontra ampla área de uso na indústria de transporte e construção, que exige propriedades de leveza e alta resistência.

CARACTERÍSTICAS DE ALUMÍNIO

O alumínio é um metal macio e leve com uma cor prateada fosca. Essa cor vem da fina camada de óxido que se forma sobre ela quando exposta ao ar. O alumínio não é tóxico e não magnético. Não acende. Enquanto a resistência à tração do alumínio puro é de cerca de 49 megapascal (MPa), esse valor aumenta para 700 MPa quando ligado. Sua densidade é cerca de um terço do aço ou cobre. Pode ser facilmente forjado, usinado e fundido. Tem propriedades de corrosão muito superiores porque a camada de óxido formada é protetora. A condutividade elétrica é de 64,94% IACS (Al puro a 2°C). Sua temperatura de fusão é de 660°C e sua temperatura de ebulição é de 2519°C.

HISTÓRICO DE ALUMÍNIO

Os antigos gregos e romanos usavam os sais de alumínio (æljʊmɪniəm) para fixar as cores das tintas e como rolha de sangue. Alum ainda é usado como uma rolha de sangue e vasoconstritor na medicina de hoje.

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Embora Friedrich Wöhler seja conhecido por ser a primeira pessoa a decompor o alumínio misturando cloreto de alumínio anidro com potássio em 1827, o metal foi produzido de forma impura por um físico e químico dinamarquês, Hans Christian Øersted, há dois anos. Portanto, o nome de Øersted é mencionado nos almanaques e na literatura de química como a pessoa que descobriu o alumínio. O francês Henri Saint-Claire Deville, aperfeiçoou o método de Wöhler em 1846 usando sódio em vez do potássio, mais caro.

Em 1886, o americano Charles Martin Hall solicitou uma patente (número de patente: 400655) sobre a produção de alumínio por processo eletrolítico e, no mesmo ano, o francês Paul Héroult desenvolveu a mesma técnica na Europa, desconhecendo completamente a invenção de Hall. Por isso, o processo Hall-Heroult, batizado em homenagem a dois cientistas, é hoje o método básico utilizado em todo o mundo na extração de alumínio de seu minério.

Decidiu-se usar o alumínio na construção do cume do monumento de Washington, nos EUA, e o custo de aproximadamente 30 gramas de alumínio naquela época equivalia a duas vezes o salário diário de um trabalhador trabalhando nesta obra.

Nos anos imediatamente após Adolf Hitler chegar ao poder, a Alemanha tornou-se líder mundial na produção de alumínio. No entanto, o comissionamento de novos projetos de usinas hidrelétricas nos EUA (por exemplo, a represa Grand Coulee) em 1942 deu aos EUA uma vantagem com a qual a Alemanha nazista não conseguiu lidar. Essa superioridade surgiu na forma de produção de alumínio suficiente para fabricar 60.000 aviões de guerra em quatro anos.

A Presença do Alumínio na Natureza

Embora seja abundante (7,5-8,1%) na crosta terrestre, é muito raro na forma livre e, portanto, já foi considerado ainda mais valioso que o ouro. A história da produção comercial de alumínio tem pouco mais de 100 anos.

O alumínio era um metal muito difícil de separar de seu minério nos anos em que foi descoberto. O alumínio é um dos metais mais difíceis de refinar. A razão para isso é que ele oxida muito rapidamente, essa camada de óxido formada é muito estável e, ao contrário da ferrugem do ferro, não descasca da superfície.

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A recuperação de alumínio a partir de sucata tornou-se um componente importante da indústria de alumínio atual. O processo de recuperação é simplesmente a refusão do metalBaseia-se no princípio de que este método é muito mais econômico do que a produção de metal a partir do minério. A refinação do alumínio requer quantidades muito elevadas de energia elétrica, enquanto o processo de recuperação consome 5% da energia utilizada na sua produção. O processo de reciclagem é praticado desde o início de 1900 e não é novo. O fenômeno da reciclagem, que continuou como uma atividade discreta até o final da década de 1960, ganhou destaque quando as latas de bebidas passaram a ser feitas de alumínio. Outras fontes de alumínio reciclado incluem autopeças, janelas e portas, eletrodomésticos e contêineres.

O alumínio é um metal reativo e é muito difícil de recuperar de seu minério (óxido de alumínio, Al₂O₃). A produção ocorre com 2 métodos. O primeiro é o método Bayer e o outro é a redução direta com carbono. Como a temperatura de fusão do óxido de alumínio é de cerca de 2000 °C, está longe de ser econômico. Portanto, o alumínio é obtido pelo método de eletrólise. Neste método, o óxido de alumínio é dissolvido em criolita fundida e depois reduzido a metal puro. Neste método, a temperatura de trabalho das células de redução é em torno de 950-980°C. A criolita é um mineral natural encontrado na ilha da Groenlândia, mas é feito sinteticamente para a produção de alumínio. A criolita é uma mistura de fluoretos de alumínio e sódio e sua fórmula é Na₃AlF₆. O óxido de alumínio (pó branco) é produzido pelo refino da bauxita vermelha porque contém aproximadamente 30-40% de ferro. O nome dessa transação é transação Bayer e substituiu a transação Deville usada anteriormente.

No método de eletrólise, que substitui o processo de Wöhler, ambos os eletrodos são feitos de carbono. Uma vez que o minério é fundido, os íons começam a circular livremente. A reação no eletrodo negativo (cátodo):

Pegar³⁺ + 3e^– → Tirar

indica que o íon alumínio foi reduzido pelo ganho de elétrons. O metal de alumínio então afunda para o fundo da célula na forma líquida e é desviado de lá.

Por outro lado, o gás oxigênio é formado no eletrodo positivo (ânodo):

2O^2- → O₂ + 4e^–

O carbono do ânodo é esgotado pela oxidação com este oxigênio e, portanto, precisa ser renovado em intervalos regulares:

O₂ + C → CO₂

Os cátodos não se esgotam durante o processo de eletrólise, ao contrário dos ânodos, porque não há escape de oxigênio no cátodo. O carbono do cátodo deve ser protegido, pois é coberto com alumínio líquido dentro da célula. Por outro lado, os cátodos estão sujeitos à erosão devido a processos eletroquímicos. Dependendo da corrente aplicada na eletrólise, as células devem ser completamente renovadas a cada 5-10 anos.

Embora a eletrólise do alumínio com o processo Hall-Héroult consuma muita energia elétrica, os métodos alternativos estão longe de serem economicamente e ecologicamente viáveis. Em todo o mundo, o consumo médio específico de energia é de cerca de 15±0,5 quilowatts-hora por kg Al (52-56 MJ/kg). Em plantas modernas, esse valor é de cerca de 12,8 kWh/kg (46,1 MJ/kg). Enquanto a corrente elétrica transportada pela linha de redução era de 100-200 kA em tecnologias antigas, esse valor aumentou para 350 kA em instalações modernas, e sabe-se que estudos experimentais foram realizados em células de 500 kA.

A eletricidade constitui 20-40% do custo de produção do alumínio, dependendo da localização da instalação. Por esse motivo, as empresas produtoras de alumínio tendem a estar próximas de áreas onde a energia elétrica é abundante e barata, como África do Sul, Nova Zelândia Ilha do Sul, Austrália, China, Oriente Médio, Rússia, Islândia, Canadá Québec.

A partir de 2004, a China é líder mundial na produção de alumínio.

Precauções de segurança do alumínio

Não foi observado que o alumínio tenha uma função benéfica nas células vivas. Em algumas pessoas, dermatite de contato (inflamação da pele), que pode ser causada por qualquer forma de alumínio, erupção cutânea estíptica (paralisação do sangue) ou coceira com o uso de produtos antitranspirantes, distúrbios digestivos causados ​​pela ingestão de alimentos cozidos em panelas de alumínio e cessação da absorção de nutrientes, e Rolaids, Amphojel, e com o uso de medicamentos antiácidos (antiácidos) como Maalox, pode causar reações alérgicas na forma de sintomas de envenenamento, como vômitos. Embora o alumínio não seja tão tóxico para os outros quanto os metais pesados, e o uso de utensílios de alumínio (preferidos por sua alta resistência à corrosão e boa condutividade térmica) não tenha sido comprovado que cause intoxicação por alumínio em geral, altas doses podem mostrar sinais de intoxicação. O consumo excessivo de antiácidos contendo compostos de alumínio e o uso excessivo de antitranspirantes contendo alumínio podem causar intoxicação. Embora tenha sido alegado que o alumínio causa a doença de Alzheimer, essa pesquisaPelo contrário, foi refutado que os danos causados ​​pela doença de Alzheimer levam ao acúmulo de alumínio no organismo. Em resumo, se houver intoxicação por alumínio, deve ocorrer por um mecanismo muito específico. Porque ao longo da vida do homem, o contato do mineral argiloso natural do solo com o alumínio nele já é alto o suficiente.

É necessário evitar o contato do alumínio com alguns produtos químicos que o corroem rapidamente. Por exemplo, uma quantidade muito pequena de mercúrio que cai na superfície de um pedaço de alumínio perfura facilmente a camada protetora de óxido de alumínio e, em poucas horas, mesmo vigas estruturais gigantescas podem enfraquecer significativamente. Por esse motivo, muitas companhias aéreas não permitem termômetros de mercúrio, pois o alumínio ocupa um lugar importante no esqueleto estrutural das aeronaves.

Fatos

Data da descoberta: 1825
Descoberto por Hans Christian Oersted
Origem do nome: da palavra latina alumen
Usos:  aviões, latas de refrigerante
Saída: bauxita

Química do alumínio

Fase de oxidação

• • Alumínio Quando aquecido a 1500 °C sob atmosfera de hidrogênio, AlH é produzido.

>

• • Óxido normal de alumínio (Al₂O₃) 2O é produzido quando o >silício é aquecido sob vácuo a 1800 °C.

Al₂S é produzido aquecendo

• Al₂S₃ com lascas de alumínio a 1300 °C sob vácuo. No entanto, ele se decompõe rapidamente em materiais de partida. O selênio bivalente é feito de forma semelhante.
• Haletos trivalentes -AlF- -AlCl- e -AlBr- podem ser obtidos na fase gasosa quando aquecidos com alumínio.

Informações básicas

Nome: alumínio
Símbolo: receber
Número atômico: 13
Massa Atômica: 26,981539 amu
Ponto de fusão: 660,37 °C (933,52 K, 1220,666 °F)
Ponto de ebulição: 2467,0 °C (2740,15 K, 4472,6 °F)
Número de prótons/elétrons: 13
Número de nêutrons: 14
Classificação: Outros Metais
Estrutura de cristal: Cúbica
Densidade @ 293 K: 2,702 g / cm ³
Cor: prata
Ortografia britânica: alumínio
Ortografia IUPAC: alumínio

Estrutura atômica

Número de níveis de energia: 3 Primeiro Nível de Energia: 2 Segundo Nível de Energia: 8 Terceiro Nível de Energia: 3

Número de níveis de energia: 3 Primeiro Nível de Energia: 2 Segundo Nível de Energia: 8 Terceiro Nível de Energia: 3

Isótopos

Fase de oxidação

• A presença de subóxido de alumínio (AlO) pode ser demonstrada quando o pó de alumínio é queimado com oxigênio.

Fase de oxidação

• A
  • regra de Fajans indica que um cátion trivalente simples (Al³⁺) não pode ser encontrado em sais anidros ou compostos binários como Al₂O_{3< /sub>. O hidróxido é uma base fraca e os sais de alumínio que são bases fracas, como o carbonato, não podem ser preparados. Sais de ácidos fortes como o nitrato são estáveis ​​e solúveis em água. Eles formam hidratos com pelo menos seis moléculas.}
  • Hidreto de alumínio (AlH₃)_n pode ser produzido usando trimetil-alumínio e oxigênio em excesso. Ele queima explosivamente no ar. Também pode ser produzido por tratamento de cloreto de alumínio com hidreto de lítio em solução de éter. No entanto, não pode ser separado do solvente.
  • Carbeto de alumínio (Al₄C₃) pode ser produzido aquecendo a mistura de elementos acima de 1000 °C. Seus cristais amarelos claros têm uma estrutura de rede complexa eou dão gás metano com ácido diluído. Acetilida (Al₂(C₂)₃) é produzida pela passagem de acetileno sobre alumínio aquecido.
  • O nitreto de alumínio (AlN) pode ser produzido a partir de seus elementos a 800 °C. Ele hidrolisa com água para dar amônia e hidróxido de alumínio.
  • Fosfeto de alumínio (AlP) é feito de forma semelhante e hidrolisa para produzir fosfina.
  • O óxido de alumínio (Al₂O₃) ocorre na natureza como corindo e é obtido pela queima de alumínio com oxigênio ou aquecimento de seu hidróxido, nitrato ou sulfato. Como pedra preciosa, sua dureza vem depois do diamante, nitreto de boro e carborundum. Quase insolúvel em água.
  • O hidróxido de alumínio pode ser obtido como um precipitado gelatinoso pela adição de amônia a uma solução aquosa de um sal de alumínio. É anfotérico; É um ácido muito fraco e produz aluminatos com álcalis. Existe em diferentes formas cristalinas.
  • O sulfeto de alumínio (Al₂S₃) pode ser produzido passando o sulfeto de hidrogênio sobre o pó de alumínio. É polimórfico.
  • Fluoreto de alumínio (AlF₃) é produzido a partir de ou elementos tratando seu hidróxido com HF. Tem uma estrutura molecular gigante que passa para a fase gasosa sem derreter a 1291°C. É muito inerte. Outros trivalentes são diméricos e semelhantes a pontes.

Existem compostos organo-metálicos com

• fórmula empírica AlR₃ e eles são pelo menos diméricos ou triméricos, se não moléculas gigantes. Eles são usados ​​no campo da síntese orgânica (por exemplo, trimetil alumínio).
• Alumino-hidretos são as estruturas mais eletropositivas conhecidas. O mais útil entre eles é o hidreto de alumínio e lítio (Li[AlH₄]). Quando aquecido, o hidreto de lítio se decompõe em alumínio e hidrogênio e hidrolisa com água. Tem muitos usos em química orgânica. Os haletos de alumínio também têm uma estrutura semelhante.

Usar campos

Como o alumínio é um metal que resfria facilmente e absorve calor, ele encontra um amplo espaço na indústria de refrigeração. É um metal utilizado em muitos setores por ser mais barato e mais disponível que o cobre, fácil de processar e macio.

O alumínio é geralmente utilizado na produção de refrigeradores, refletores, utensílios de cozinha e veículos leves (aviões, bicicletas, motores de automóveis, motocicletas, etc.). Além disso, o alumínio, que é um material importante na indústria, é um metal que sempre encontramos no dia a dia.

Outra área de uso do alumínio são os motores assíncronos. O alumínio puro (~99,7% Al) é usado na produção de rotores de motores assíncronos pelo método de fundição sob pressão. Seu peso leve, baixo custo e condutividade elétrica relativamente boa (~59-60% IACS) comparado ao cobre permitem que o alumínio ocupe um lugar amplo na indústria de motores de indução.^{< /sup>}

Nome de alumínio

Nos países de língua inglesa, é comum que o nome seja escrito e pronunciado como aluminium e aluminum. alumínio não é muito conhecido nos EUA, e é principalmente alumínio. Em outros países fora dos EUA, a situação é oposta, e a grafia de alumínio é mais conhecida. No entanto, ambos os estilos de ortografia são comuns no Canadá.

Em outros países além do inglês, a grafia de “ium” é mais comum. Em alemão e francês a palavra é alumínio.

A organização “International Union of Pure and Applied Chemistry” (IUPAC) aprovou o uso de alumínio como padrão mundial em 1990. No entanto, três anos depois, endossou a palavra alumínio como um termo aceitável.

Citação de Mla: <http://www.chemicalelements.com/elements/al.html>.

Para obter mais informações Wikipadia

Histórico do alumínio

Os antigos gregos e romanos usavam os sais de alumínio (æljʊmɪniəm) para fixar as cores das tintas e como rolha de sangue. Alum ainda é usado como uma rolha de sangue e vasoconstritor na medicina de hoje.

Embora se saiba que Friedrich Wöhler foi a primeira pessoa a decompor o alumínio misturando cloreto de alumínio anidro com potássio em 1827, o metal foi produzido de forma impura por um físico e químico dinamarquês, Hans Christian Ørsted, há dois anos. Portanto, nos almanaques e na literatura de química, o nome de Øersted é mencionado como a pessoa que descobriu o alumínio. Francês Henri Saint-Claire Deville, em 1846, Wöhler’s método, em vez do mais carodesenvolvido usando odio.

Em 1886, o americano Charles Martin Hall solicitou uma patente (número de patente: 400655) sobre a produção de alumínio por processo eletrolítico e, no mesmo ano, o francês Paul Héroult desenvolveu a mesma técnica na Europa, desconhecendo completamente a invenção de Hall. Por isso, o processo Hall-Heroult, batizado em homenagem a dois cientistas, é hoje o método básico utilizado em todo o mundo na extração de alumínio de seu minério.

Decidiu-se usar alumínio na construção do cume do Monumento a Washington, nos EUA, e o custo de aproximadamente 30 gramas de alumínio naquela época equivalia a duas vezes o salário diário de um trabalhador trabalhando neste projeto.

Nos anos imediatamente após Adolf Hitler chegar ao poder, a Alemanha tornou-se líder mundial na produção de alumínio. No entanto, o comissionamento de novos projetos de usinas hidrelétricas nos EUA (por exemplo, a represa Grand Coulee) em 1942 deu aos EUA uma vantagem com a qual a Alemanha nazista não conseguiu lidar. Essa superioridade surgiu na forma de produção de alumínio suficiente para fabricar 60.000 aviões de guerra em quatro anos.

Preços de alumínio

Hoje, o alumínio é um metal precioso em muitos aspectos, e está na classe de metais preciosos graças às suas características em sua forma tecnicamente rica e custa instantaneamente em London Metal Exchange. .

Como calcular os preços do alumínio

O método de cálculo mais comum usado em todo o mundo para calcular os preços do alumínio é o seguinte;

LME (o valor na London Metal Exchange) x taxa de câmbio + mão de obra + frete é mais comumente calculado e vendido.

Além disso, outros elementos como tratamento térmico (térmico), processo de polimento de superfície, processo de coloração química e tinta de forno aplicada para aumentar a durabilidade de acordo com a qualidade do produto desejado são adicionados ao preço principal do produto.

Além destes, as propriedades da pintura e outros processos mecânicos (furação, corte, etc.) a serem preferidos de acordo com a área de uso também são adicionados ao custo da mão de obra.

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