تاریخچه آلومینیوم

آلومینیوم در سنگ های آذرین عمدتاً به صورت آلومینوسیلیکات در فلدسپات ها، فلدسپاتوئیدها و میکاها وجود دارد. در خاک به دست آمده از آنها به عنوان خاک رس; و پس از هوازدگی بیشتر به عنوان بوکسیت و لاتریت غنی از آهن. بوکسیت، مخلوطی از اکسیدهای آلومینیوم هیدراته، سنگ معدن اصلی آلومینیوم است. اکسید آلومینیوم کریستالی (مری، کوراندوم)، که در چند سنگ آذرین وجود دارد، به عنوان یک ساینده طبیعی یا در انواع ریزتر آن به عنوان یاقوت سرخ و یاقوت کبود استخراج می شود. آلومینیوم در سایر سنگ های قیمتی مانند توپاز، گارنت و کریزوبریل وجود دارد. از میان بسیاری از کانی های آلومینیومی دیگر، آلونیت و کرایولیت اهمیت تجاری دارند.

قبل از 5000 سال قبل از میلاد مسیح مردم بین النهرین سفال های ظریفی را از خاک رس می ساختند که عمدتاً از ترکیب آلومینیوم تشکیل شده بود و تقریباً 4000 سال پیش مصری ها و بابلی ها از ترکیبات آلومینیوم در مواد شیمیایی و دارویی مختلف استفاده می کردند. پلینی به آلومن اطلاق می شود که امروزه به نام آلوم شناخته می شود، ترکیبی از آلومینیوم که به طور گسترده در دنیای باستان و قرون وسطی برای تثبیت رنگ در منسوجات استفاده می شود. در نیمه دوم قرن 18، شیمیدانانی مانند آنتوان لاووازیه آلومینا را به عنوان منبع بالقوه یک فلز تشخیص دادند.

آلومینیوم خام (1825) توسط فیزیکدان دانمارکی هانس کریستین اورستد با احیای کلرید آلومینیوم با آمالگام پتاسیم جدا شد. شیمیدان بریتانیایی سر همفری دیوی (1809) آلیاژ آهن-آلومینیوم را با الکترولیز آلومینا ذوب شده (اکسید آلومینیوم) تهیه کرده بود و قبلاً نام عنصر را آلومینیوم گذاشته بود. این کلمه بعداً در انگلستان و برخی دیگر از کشورهای اروپایی به آلومینیوم تغییر یافت. شیمیدان آلمانی فردریش ویلر با استفاده از فلز پتاسیم به عنوان عامل کاهنده، پودر آلومینیوم (1827) و گلوله های کوچکی از این فلز (1845) را تولید کرد که از آنها توانست برخی از خواص آن را تعیین کند. این فلز جدید در نمایشگاه پاریس (1855) تقریباً در زمانی که با احیای سدیم کلرید آلومینیوم مذاب از طریق فرآیند Deville در دسترس قرار گرفت (در مقادیر کم با هزینه‌های زیاد) به عموم معرفی شد. هنگامی که برق نسبتاً فراوان و ارزان شد، تقریباً به طور همزمان چارلز مارتین هال در ایالات متحده و پل لوئی توسن هرول در فرانسه (1886) روش مدرن تولید تجاری آلومینیوم را کشف کردند: الکترولیز آلومینا خالص شده (Al2O3) حل شده در کریولیت مذاب. (Na3AlF6). در طول دهه 1960، آلومینیوم در تولید جهانی فلزات غیرآهنی، پیش از مس، به جایگاه اول رسید. برای اطلاعات بیشتر در مورد استخراج، پالایش و تولید آلومینیوم، به پردازش آلومینیوم مراجعه کنید.

آلومینیوم به مقدار کمی به فلزات خاصی اضافه می شود تا خواص آنها برای مصارف خاص بهبود یابد، مانند آلومینیوم برنز و بیشتر آلیاژهای پایه منیزیم. یا برای آلیاژهای پایه آلومینیوم، مقادیر متوسطی از فلزات دیگر و سیلیکون به آلومینیوم اضافه می شود. این فلز و آلیاژهای آن به طور گسترده برای ساخت هواپیما، مصالح ساختمانی، محصولات بادوام مصرفی (یخچال، تهویه مطبوع، ظروف پخت و پز)، هادی های الکتریکی و تجهیزات شیمیایی و فرآوری مواد غذایی استفاده می شود. آلومینیوم خالص (99.996 درصد) کاملاً نرم و ضعیف است. آلومینیوم تجاری (99 تا 99.6 درصد خالص) با مقادیر کمی سیلیکون و آهن سخت و محکم است. انعطاف پذیر و بسیار چکش خوار، آلومینیوم را می توان به سیم کشیده یا به شکل فویل نازک درآورد. چگالی این فلز فقط یک سوم به اندازه آهن یا مس است. اگرچه آلومینیوم از نظر شیمیایی فعال است، اما در برابر خوردگی بسیار مقاوم است، زیرا در هوا یک لایه اکسید سخت و سخت روی سطح آن تشکیل می شود.

آلومینیوم رسانای عالی گرما و الکتریسیته است. هدایت حرارتی آن تقریباً نصف مس است. هدایت الکتریکی آن، حدود دو سوم است. در ساختار مکعبی وجه محور متبلور می شود. تمام آلومینیوم طبیعی، ایزوتوپ پایدار آلومینیوم-27 است. آلومینیوم فلزی و اکسید و هیدروکسید آن غیر سمی هستند. آلومینیوم به آرامی توسط اکثر اسیدهای رقیق مورد حمله قرار می گیرد و به سرعت در اسید هیدروکلریک غلیظ حل می شود. با این حال، اسید نیتریک غلیظ را می توان در خودروهای مخزن آلومینیومی حمل کرد زیرا فلز را غیرفعال می کند. حتی آلومینیوم بسیار خالص به شدت توسط مواد قلیایی مانند هیدروکسید سدیم و پتاسیم مورد حمله قرار می گیرد تا هیدروژن و یون آلومینات تولید کند. به دلیل تمایل زیاد آن به اکسیژن، آلومینیوم ریز تقسیم شده، در صورت احتراق، در مونوکسید کربن یا دی اکسید کربن با تشکیل اکسید آلومینیوم و کاربید می سوزد، اما در دماهای تا حرارت قرمز، آلومینیوم نسبت به گوگرد بی اثر است. آلومینیوم را می توان در غلظت های کمتر از یک قسمت در میلیون با استفاده از طیف سنجی انتشار تشخیص داد. آلومینیوم را می توان به صورت کمی به عنوان اکسید (فرمول Al2O3) یا به عنوان یک مشتق از ترکیب نیتروژن آلی 8-هیدروکسی کینولین تجزیه و تحلیل کرد. این مشتق دارای فرمول مولکولی Al(C9H6ON)3 است.

با اشتراک گذاری این مطلب از آلوم دلتا حمایت کنید.