Алуминијум: његове карактеристике, хемија и природна појава

Алуминијум или алуминијум је чисти метални елемент са атомским бројем 13. Познат је по својој снази и лаганим својствима, што га чини веома траженим материјалом у модерним временима.

Које су кључне употребе алуминијума?

Алуминијум има широк спектар употреба, укључујући:

• Конструкција: Алуминијум се обично користи у грађевинској индустрији због своје снаге и издржљивости.
• Електрична енергија: Алуминијум се користи у енергетским кабловима и жицама због своје високе проводљивости.
• Прибор и кухињски контејнери: Алуминијум се обично користи у производњи кухињског прибора, контејнера и лименки због своје отпорности на корозију.
• Производња батерија и упаљача: Алуминијум је кључна компонента у производњи батерија и упаљача због својих лаганих својстава.

Колико се производи алуминијум?

Алуминијум је високопроизведен материјал, са милионима тона које сваке године производе компаније широм света.

У којим облицима долази алуминијум?

Алуминијум долази у различитим облицима, укључујући листове, плоче, шипке и цеви. Такође се може наћи у посебним облицима као што су екструзије и отковке.

Какву улогу алуминијум игра у животној средини?

Алуминијум има мањи утицај на животну средину у поређењу са другим металима, јер се може рециклирати и поново користити. То га чини уобичајеним материјалом у новим асортиманима производа који имају за циљ смањење отпада и промовисање одрживости.

Физичка активност са алуминијумом

• Алуминијум је плавичасто-сребрни метал који је веома стабилан због своје атомске структуре.
• Има атомски број 13 и један је од главних елемената присутних на Земљи.
• Атомска конфигурација алуминијума је 2, 8, 3, што значи да има два електрона на првом енергетском нивоу, осам на другом и три на крајњем енергетском нивоу.
• Најудаљенији електрони алуминијума се деле између атома, што доприноси његовом металном везивању и чини га високо проводљивим.
• Алуминијум има кубичну кристалну структуру и радијус од приближно 143 пм.
• Има тачку топљења од 660.32°Ц и тачку кључања од 2519°Ц, што га чини способним да издржи високе температуре.
• Густина алуминијума је мала, у распону од 2.63 до 2.80 г/цм³, у зависности од одређене легуре.
• Алуминијум је савитљив скоро као злато и други је најсавитљивији метал, после сребра.
• Такође је веома дуктилан, што значи да се може увући у танке жице без ломљења.
• У поређењу са другим металима, алуминијум има релативно малу тежину, са распоном тежине од приближно 26.98 до 28.08 г/мол, у зависности од изотопа.

Физичке карактеристике

• Алуминијум је уобичајен елемент који се налази у Земљиној кори, где је обично присутан у облику боксита.
• Произведен је комбиновањем боксита са натријум хидроксидом, а затим електролизом добијене смеше.
• Чисти алуминијум је благо плавичасто-бели метал који је веома полиран и има благи сјај.
• Алуминијум је веома отпоран на корозију, што га чини погодним за разне примене где ће бити изложен елементима.
• Има високу топлотну проводљивост, што значи да може брзо и ефикасно пренети топлоту.
• Алуминијум је такође нетоксичан, немагнетичан и не варничи, што га чини веома разноврсним материјалом.
• У зависности од легуре, алуминијум може варирати од меког и савитљивог до тврдог и снажног.
• Алуминијум је веома погодан за ливење, машинску обраду и обликовање, што га чини популарним избором за широк спектар примена.
• Током година, алуминијум је постао све важнији материјал због својих физичких својстава и лакоће са којом се може производити и рафинирати.
• Према периодном систему, алуминијум је елемент средње величине и веома је стабилан због своје електронске конфигурације и својстава везивања.
• Енергије јонизације алуминијума су релативно високе, што значи да је потребна значајна количина енергије да би се уклонио електрон из атома или јона алуминијума.
• Алуминијум је способан да формира широк спектар изотопа, у распону од 21Ал до 43Ал, са енергијама у распону од 0.05 МеВ до 9.6 МеВ.
• Физичка својства алуминијума чине га веома разноврсним материјалом који је погодан за широк спектар примена, од конструкције и транспорта до електронике и паковања.

Алуминијум: Хемија иза метала

• Алуминијум је 1825. године открио дански хемичар Ханс Кристијан Ерстед.
• То је пост-транзицијски метал са симболом Ал и атомским бројем 13.
• Алуминијум је чврст на собној температури и има валенцу од три.
• Има мали атомски радијус и веома електронегативан, што га чини да се снажно комбинује са другим елементима да би формирала једињења.
• Својства алуминијума укључују да је добар проводник струје и топлоте, да има малу густину и да је отпоран на корозију.
• Неопходан је за савремени живот и има широк спектар употреба у изградњи, транспорту и паковању.

Производња и оплемењивање алуминијума

• Алуминијум се производи поступком Халл-Хероулт, који укључује електролизу глинице (Ал2О3) у растопљеном криолиту (На3АлФ6).
• Овај процес је енергетски интензиван и скуп, али алуминијум је широко доступан и погодан за употребу.
• Могућност производње алуминијума у ​​великим количинама и по релативно ниској цени учинила га је уобичајеним металом у савременом друштву.
• Процес рафинације укључује додавање других метала као што је магнезијум за производњу легура са специфичним својствима.

Алуминијум у природи и његова водена хемија

• Алуминијум је најзаступљенији метал у Земљиној кори, али се не налази у свом чистом облику.
• Обично се налази у минералима као што су боксит и глина.
• Алуминијум хидроксид (Ал(ОХ)3) је уобичајено једињење које се формира када алуминијум реагује са воденим растворима као што је калијум хидроксид (КОХ).
• У присуству воде, алуминијум на својој површини формира танак слој оксида који га штити од даље корозије.

Употреба и примена алуминијума

• Алуминијум има широк спектар употреба због својих својстава, укључујући лаган, снажан и лак за рад.
• Обично се користи у грађевинарству, транспорту, паковању и електроници.
• Алуминијум је погодан за израду танких комада, као што је фолија, и великих комада, као што су грађевински рамови.
• Могућност мешања алуминијума са другим металима омогућава производњу легура са специфичним својствима, као што су чврстоћа и отпорност на корозију.
• Алуминијумске шипке се обично користе у електричним инсталацијама због своје добре проводљивости.

Порекло алуминијума: како се природно јавља

• Алуминијум је трећи најзаступљенији елемент у Земљиној кори, чинећи око 8% његове тежине.
• То је елемент са релативно малим атомским бројем, са симболом Ал и атомским бројем 13.
• Алуминијум се у природи не налази у свом чистом облику, већ у комбинацији са другим елементима и једињењима.
• Јавља се у широком спектру минерала, укључујући силикате и оксиде, као иу облику боксита, мешавине хидратисаних алуминијумских оксида.
• Боксит је примарни извор алуминијума и налази се у великим количинама у одређеним земљама, укључујући Аустралију, Гвинеју и Бразил.
• Алуминијум се такође јавља у магматским стенама као алуминосиликати у фелдспатовима, фелдспатоидима и лискунима, иу земљишту добијеном од њих као глина.
• При даљем трошењу јавља се као боксит и латерит богат гвожђем.

Наука иза формирања алуминијума

• Алуминијум се ствара у језгру звезда кроз реакције фузије и избацује се у свемир када ове звезде експлодирају као супернове.
• Такође се може произвести у малим количинама сагоревањем одређених материјала, као што је магнезијум, у присуству кисеоника.
• Алуминијум је стабилан елемент и није га лако разбити или уништити хемијским реакцијама.
• Изузетно је јак и лаган, што га чини вредним материјалом за широк спектар примена.

Различити облици алуминијума у ​​природи

• Алуминијум може постојати у различитим облицима у зависности од услова у којима се налази.
• У свом металном облику, алуминијум је јак, дуктилан и савитљив материјал који се обично користи у производњи широког спектра производа.
• Такође може постојати у облику једињења, као што је алуминијум оксид (Ал2О3), који је обично познат као корунд или рубин.
• Природни алуминијум, у коме се елемент налази у свом чистом облику, изузетно је редак и налази се само на неколико локација широм света, укључујући Јужну Америку и Гренланд.
• Алуминијум се такође може повезати са другим елементима, као што су водоник и кисеоник, да би се формирала једињења као што су алуминијум хидроксид (Ал(ОХ)3) и алуминијум оксид (Ал2О3).

Од рударства до производње: путовање производње алуминијума

• Боксит је примарни материјал који се користи у производњи алуминијума
• Налази се у изобиљу у тропским и суптропским подручјима, посебно у Јужној Америци, Африци и Аустралији
• Боксит је седиментна стена која се састоји од мешавине минерала, укључујући алуминијум хидроксид, оксид гвожђа и силицијум диоксид
• Да би извукли боксит, стручњаци користе метод који се зове минирање, који укључује употребу експлозива за уклањање горњег слоја тла и земље како би се приступило богатим наслагама које се налазе испод
• Ископани боксит се затим складишти и транспортује до постројења за прераду

Рафинирање боксита за добијање глинице

• Процес рафинације почиње чишћењем боксита како би се уклониле све нечистоће, као што су глина и трагови гвожђа и других тешких метала
• Очишћени боксит се затим уситњава на мале комаде и суши да се формира сув прах
• Овај прах се ставља у велики резервоар, где се меша са одређеном врстом каустичне соде и загрева под притиском.
• Резултујућа хемијска реакција производи супстанцу која се зове глиница, која је бели, прашкасти материјал
• Алуминијум се затим складишти и транспортује у топионицу на даљу обраду

Топљење глинице за производњу алуминијума

• Процес топљења укључује претварање глинице у метал алуминијума
• Тренутни метод који се користи у већини земаља укључује Халл-Хероултов процес, који се састоји од два главна корака: редукције глинице у алуминијум оксид и електролизе алуминијум оксида за производњу металног алуминијума.
• Редукција глинице у алуминијум оксид укључује загревање глинице са редукционим агенсом, као што је угљеник, да би се уклонио кисеоник и произвео алуминијум оксид
• Алуминијум оксид се затим раствара у растопљеном електролиту и подвргава електричној струји да би се произвео метал алуминијума
• Процес топљења захтева значајну количину енергије и обично се налази у близини извора јефтине електричне енергије, као што су хидроелектране
• Резултат процеса топљења су висококвалитетни производи од алуминијума који се користе у широком спектру индустрија, укључујући грађевинарство, транспорт и паковање.

Алуминијум: свестран метал за широк спектар примена

Алуминијум је метал који се широко користи и има широк спектар примена у различитим индустријама. То је лаган, снажан и издржљив материјал са којим је лако радити, што га чини популарним избором за многе примене. У овом одељку ћемо истражити различите примене алуминијума и карактеристике које га чине тако свестраним материјалом.

Примене у грађевинарству

Алуминијум је популаран избор за грађевинарство због својих лаганих и отпорних на корозију својстава. Неке од главних примена алуминијума у ​​грађевинарству укључују:

• Кровови, облоге и фасаде
• Прозори, врата и излози
• Архитектонски окови и балустраде
• Системи олука и дренаже
• Газишта и индустријски подови

Алуминијум се такође често користи у изградњи спортских објеката, као што су стадиони и арене, због својих лаганих и издржљивих својстава.

Примене у производњи и индустрији

Алуминијум се широко користи у производном и индустријском сектору због својих механичких и хемијских својстава. Неке од главних примена алуминијума у ​​производњи и индустрији укључују:

• Електрични далеководи и компоненте
• Производња конзерви за пиће и храну
• Посуђе и опрема за кување
• Компоненте за транспортну индустрију, укључујући железницу и аутомобилску индустрију
• Легуре за различите индустријске примене, укључујући катализаторе и материјале отпорне на корозију

How to strip wire fast

Share

Watch on

Алуминијум се такође обично користи као фолија за паковање и изолацију због своје способности да претвара топлоту и отпорности на воду и сушење.

Легуре алуминијума и њихова примена

Легуре алуминијума се производе легирајућим агенсима као што су бакар, цинк и силицијум за побољшање механичких и хемијских својстава метала. Неке од најчешћих легура алуминијума и њихове примене укључују:

• Коване легуре- користе се у производњи различитих компоненти због своје високе чврстоће и добре формабилности
• Ливене легуре- користе се у производњи сложених компоненти због њихове способности да се изливају у сложене облике
• Кинал- породица легура које је развила Бритисх Империал Цхемицал Индустриес које се широко користе у производњи електричних далековода и компоненти

Глобално тржиште алуминијума

Алуминијум је један од најчешће коришћених метала на свету, са широким спектром примена у различитим индустријама. Глобално тржиште алуминијума је значајно, при чему већина производње алуминијума долази из Кине, а затим из Русије и Канаде. Очекује се да ће потражња за алуминијумом наставити да расте, посебно у аутомобилској и грађевинској индустрији, како се повећава потреба за лаганим и издржљивим материјалима.

Рад са алуминијумом: технике и савети

Када је у питању рад са алуминијумом, постоји неколико техника и савета који могу учинити процес лакшим и ефикаснијим:

• Сечење: Алуминијум се може сећи помоћу разних алата, укључујући тестере, маказе, па чак и једноставан секач кутија. Међутим, важно је користити прави алат за посао и водити рачуна да се материјал не оштети у процесу.

• Савијање: Алуминијум је релативно мекан метал, што га чини лаким за савијање и обликовање у различите облике. Међутим, важно је да користите праву технику како бисте избегли наношење штете или остављање ружних трагова.

• Спајање: Алуминијум се може спојити различитим методама, укључујући заваривање, лемљење и лемљење. Свака метода има своје предности и мане, у зависности од специфичне примене.

• Завршна обрада: Алуминијум се може завршити на различите начине, укључујући полирање, елоксирање и фарбање. Свака метода има своје јединствене предности и може се користити за креирање различитих изгледа и завршних обрада.

aplikacije

Алуминијум се широко користи у разним апликацијама, укључујући:

• Конструкција: Алуминијум је популаран избор за грађевинске материјале због своје снаге, издржљивости и лаганих својстава.

• Кување: Алуминијум се често користи у посуђу због своје способности да брзо и равномерно проводи топлоту.

• Везе и блокови кола: Алуминијум се обично користи у производњи спојева и блокова кола због своје способности да проводи електричну енергију.

• Паковање: Алуминијум се користи за производњу разних материјала за паковање, укључујући лименке, фолију, па чак и картоне за јаја.

Утицај на животну средину

Иако је алуминијум веома свестран и користан материјал, важно је узети у обзир његов утицај на животну средину. Производња алуминијума захтева велику снагу и може проузроковати значајну штету по животну средину ако се не уради одговорно. Међутим, постоји низ техника и процеса који се могу користити за смањење утицаја производње и употребе алуминијума на животну средину.

Утицај производње алуминијума на животну средину

Алуминијум је токсична хемикалија која може имати штетне ефекте на водене екосистеме. Када се испусти у водена тела, може изазвати губитак јона плазме и хемолимфе код риба и бескичмењака, што доводи до неуспеха осморегулације. То може довести до губитка биљних и животињских врста, што доводи до смањења биодиверзитета. Поред тога, ослобађање сумпорних емисија током производње алуминијума може довести до киселих киша, што додатно штети воденим екосистемима.

Террестриал Ецосистемс

Производња алуминијума такође има значајан утицај на копнене екосистеме. Крчење шума је често неопходно да би се направио простор за погоне за производњу алуминијума, што доводи до губитка станишта за многе биљне и животињске врсте. Испуштање загађујућих материја у ваздух такође може штетити здрављу оближњих заједница и дивљих животиња. Загађење тла је још један проблем, јер хемикалије које се користе у производном процесу могу продрети у земљу и оштетити живот биљака.

Zakljucak

Дакле, имате то, многе употребе алуминијума и зашто је то тако користан материјал. То је лаган метал са пуно снаге, што га чини савршеним за конструкцију, транспорт и паковање. Осим тога, није токсичан и немагнетичан, тако да је безбедан за употребу. Зато се не плашите да га користите! Увек га можете рециклирати када завршите са њим.

Ја сам Јоост Нусселдер, оснивач Тоолс Доцтор, маркетер садржаја и тата. Волим да испробавам нову опрему и заједно са својим тимом од 2016. правим детаљне чланке на блогу како бих помогао верним читаоцима алатима и саветима за израду.