Alumiinium (1)

Alumiinium (Aluminium) on keemiline element järjenumbriga 13. Alumiiniumoksiid on amfoteerne oksiid. Tal on üks stabiilne looduslik isotoop massiarvuga. Radioaktiivne isotoop massiarvuga 26 tekib looduses kosmiliste kiirte mõjul.
Alumiinium reageerib paljude lihtainete ja hapetega. Hapetest tõrjub ta välja vesinikku ning tekib sool. Amfoteersuse tõttu reageerib alumiinium ka leelistega, tõrjudes nende lahustest vesinikku välja ja moodustades aluminaate. Kõigis püsivamates ühendites on alumiiniumi oksüdatsiooniaste +3. Alumiiniumi tootmise lähtaineks on boksiid, mille valemit võib avaldada üldkujul AlO * nHO . Kaaliumalumiiniummaarjat kasutatakse juba ammusest ajast riide värvimisel.
Avastamise lugu:
1827 a sai välja paistev saksa keemik , hariduselt arst, Friedrich Wöhler metalli, mida mitte keegi ei olnud kunagi näinud. Veidi varem sai seda metalli Oersted. Algul eraldas Wöhler metalli keemilisest ühendist halli pulbrina, mis peenestamisel omandas metallilise läike. Katsed saada metalli kangina või suurte teradena jäid tulemusteta. Enne kui neid katseid kroonis 1845a edu, kulus 18 aastat püsivaid otsinguid. Wöhler sai uut metalli nööpnõelapeasuuruste teradena. Väliselt oli ta sarnane hõbedaga, kuid erinevalt viimasest erakordselt kerge,4 korda kergem hõbedast, 3,5 korda kergem vasest ja peaaegu 5 korda kergem rauast. Kuna uue metalli saamise lähtaineks olid ammu tuntud maarjased (ladina keeles – alumen ), siis hakati ka metalli nim alumiiniumiks.
Alumiinium, keemiliste elementide perioodilisussüsteemi III rühma element. Järjenumber on 13, aatommass 26,98154. Alumiiniumi sulamistemperatuur on 660C ja keemistemperatuur 2060C. Alumiiniumi tihedus on 2,7 Mg/m.
Alumiiniumi koostis / struktuur:
Keemiline element alumiinium (Al), kristallstruktuur – tahkekeskendatud kuubiline võre.
 Alumiiniumi Omadused : 
Hõbedase värvusega, kerge (tihedus 2700 kg/m3), pehme metall , hea elektri- ja soojusjuht ( eritakistus 2.65·10-8 m ). Alumiinium sulab temperatuuril 660.32 °C (933.47 K). Alumiinium on võrreldamatult hea materjal uste, fassaadide, valguskatuste, talveaedade ja akende valmistamiseks, sest see ei korrodeeru ja seda on kerge töödelda. Alumiiniumist konstruktsioonid on pikaealised ja kergesti hooldatavad.
Füüsikalised omadused
Alumiinium on hõbevalge läikiv metall. Ta kuulub kergete metallide hulka. Alumiinium on plastiline ja töödeldav: teda venitatakse traadiks ja valtsitakse lehtedeks . Hea elektrijuhtivuse valmistatakse temast elektrijuhtmeid, hea peegeldus võime tõttu kasutatakse alumiiniumi peeglite valmistamisel.
Keemilised omadused
Õhus püsib alumiinium tavaliselt temperatuuril muutmatuna, sest ta pind on kaetud õhukese tiheda oksiidikihiga, mis väldib metalli edasist oksüdeerimist. Kergesti reageerib alumiinium halogeenidega: 2Al + 3Cl =2AlCl (alumiiniumkloriid ). Alumiinium ei astu reaktsiooni lämmastikhappega, sest metalli pinda kattev Al O ei reageeri lämmastikhappega
Alumiiniumi Saamine :
Alumiiniumi looduses ehedalt ei esine, kuigi ta on maakoores üks levinumaid elemente (massisisaldus maakoores 8,2 %, kolmas element hapniku ja räni järel). Alumiiniumi saadakse maakidest ( boksiit ) elektrometallurgilisel menetlusel. Suurim alumiiniumitootja ühe elaniku kohta on maailmas Island (2001. aastal üle 900 kg metalli elaniku kohta), kus selleks kasutatakse odavat geotermaalset energiat. Alumiiniumi saadakse boksiidist. Alumiiniumi sulatus on üks kõige energiamahukamaid tootmisi. Sellepärats rajati alumiiniumi tootmist tehaseid hüdroenergiajaamade lähedusse. Tänapäeval rajatakse tehaseid rohkem sadamate lähedale.
Alcan Iceland Ltd. alumiiniumitehas Islandil Straumsvikis
Alumiiniumi Rakendused :
Ehedalt ja kergsulamitena konstruktsioonimaterjalina, elektrijuhtmetena, valgust ja soojuskiirgust peegeldavate katetena. Võimaliku ebasoovitava biotoime ja alumiiniumi pinna halva puhastatvuse tõttu on vähenenud alumiiniumi kasutamine köögitarvete valmistamiseks.
Näidised :
Alumiiniumist plaat .
Duocel® avatud pooridega alumiiniumvaht (Aluminum foam). Kasutus: gaaside ja vedelike segistites, löögienergia neelajates, soojusvahetajates, kerge (tihedus 3 ... 12 % alumiiniumi tihedusest) kuid tugeva konstruktsioonimaterjalina. Saadakse valumenetlusel sulametalli vahustamisel ja suunatud kristalliseerimisel (erinevalt pulbermenetlusest).
 Boksiit.
 

 

 

Alumiiniumpuuder.
 
 
 
Jaapani 1-jeenised mündid on valmistatud alumiiniumist.
 Alumiiniumfoolio.

 

 Alumiiniumlusikas.
 

 

“Rahakristall”. Kuna vesi ei märga alumiiniumi eriti hästi, jäävad kerged alumiiniummündid veepinnale ujuma . Vedeliku pinna kõverdumise tõttu tekkib müntide vahel tõmbejõud ja nad korrastuvad heksagonaalseks (kuusnurkseks) võreks sarnaselt aatomitele kristallides . Kui suureks taoline “rahakristall” võib kasvada?
 Valguse hajumisel alumiiniumi pinnalt säilub valguse polaristatsioon. Seda asjaolu kasutatakse stereoekraanide valmistamiseks (vt. “Polaroidid”). Tekst on pildil olevale paberile kantud alumiiniumvärviga, valgustatud polariseeritud valgusega ja pildistatud läbi polaroidi viimase kahe erineva orientatsiooni korral: vasakul – paralleelne langeva valguse polarisatsiooniga, paremal – risti sellega. Klipp (.avi, 186 kB): seesama langeva valguse polarisatsioonitasandi pideval pöördumisel.