Alumiinium (0)

Referaat- Alumiinium
Sirli Salupõld
10S
15.04.2015
Kose 2015
Ajalugu
Esimest korda tootis puhastamata vormis alumiiniumi Taani füüsik ja keemik  Hans Christian Ørsted 1825. aastal. Ta pani reageerima veevaba alumiiniumkloriidi ja  kaaliumi  sulami ning sai tulemuseks tina  meenutava metallitüki.  Friedrich Wöhler viis läbi sama katse, kuid tõestas, et tulemuseks oli puhas kaalium. 1827. aastal viis Wöhler läbi sarnase katse, milles segas veevaba alumiiniumkloriidi kaaliumiga ning sai alumiiniumi. Hiljem avastas Pierre Berthier alumiiniumboksiidi.
Alumiinium
Alumiinium on keemiline element järjenumbriga 13. Alumiinium on hõbevalge, pehme,  plastne  metall.
Alumiinium on kolmas kõige levinum element (hapniku ja räni järel) ja kõige levinum metalne element maakoores (8,3% massist).
Alumiinium on sedavõrd keemiliselt aktiivne, et puhtal kujul seda looduses ei leidu. Alumiiniumi leidub umbes 270 erinevas  mineraalis. Põhiliseks alumiiniumi maagiks on  boksiit .
Alumiiniumil on üks stabiilne looduslik  isotoop  massiarvuga 27. Radioaktiivne isotoop massiarvuga 26 tekib looduses kosmiliste kiirte mõjul.
Alumiiniumil on metalli kohta märkimisväärselt väike tihedus ja hea vastupidavus korrosioonile. Alumiinium ja selle  sulamid  on olulised lennunduses ja muudes transpordisektorites. Kõige kasulikumad alumiiniumiühendid on oksiidid ja  sulfaadid .
Vaatamata alumiiniumi laiale levikule looduses ei ole teada ühtegi eluvormi, kes tarbiks alumiiniumi soolasid. Laia leviku tõttu on alumiiniumühendite bioloogiline kasulikkus siiani teadlaste huviobjektiks.
Alumiinium
Üldised omadused
Keemiline valem
Al
Välimus
Hõbehall,  tahkis
Füüsikalised omadused
Molekuli mass
26.98 amü
Sulamistemperatuur
933,15 K (660 °C)
Keemistemperatuur
2792,15 K (2519 °C)
Tihedus
2700  kg/m³
Omadused-Füüsikalised
Alumiinium on suhteliselt pehme, vastupidav, kerge, plastne ja hästi sepistatav metall, mille värvus  varieerub olenevalt pinna karedusest hõbedasest matja hallini. Alumiinium ei ole magneetiline ning süttib raskelt .
Puhas alumiinium on suhteliselt hea nähtava valguse ning ülihea  infrapunakiirguse  peegeldaja.
Puhta alumiiniumi  voolavuspiir  on 7–11 MPa ning sulamite oma 200–600 Mpa.  Alumiiniumi tihedus ja jäikus on umbes 1/3 terase omast. Alumiinium on kergesti pressitav,valatav ja freesitav.
Alumiinium on väga hea  soojus - ja elektrijuht. Alumiiniumil on 59% vase soojus- ja elektrijuhtivusvõimest 3 korda väiksema tiheduse juures. Alumiinium on suuteline olemaülijuht.
Keemilised
Alumiinium peab korrosioonile hästi vastu, kuna oksüdeerumisel tekib õhuke pindmine alumiiniumoksiidi kiht, mis takistab edasist oksüdeerumist. Suure tugevusega alumiiniumi sulamid on korrosioonile vastuvõtlikumad.
Korrosioonikaitse tõttu on alumiinium üks väheseid metalle , mis säilitab pulbrina oma hõbedase läike, seetõttu on alumiinium oluline komponent hõbedastes värvides.
Alumiiniumi reageerimisel veega on võimalik toota vesinikku;
2 Al + 3 H2O → Al2O3 + 3 H2
Isotoobid
Alumiiniumil on mitmeid isotoope, mille massiarvud on 21st 42ni. Ainult Al27 (stabiilne) ning Al26 (radioaktiivne) esinevad looduslikult. Looduses leiduva alumiiniumi puhul on 99,9% juhtudest tegemist Al27 isotoobiga. Alumiiniumi isotoope kasutatakse näiteks ookeanisetete, meteoriitide ja jääliustike dateerimisel.
Levik looduses
Stabiilne alumiinium tekib vesiniku liitumisel magneesiumiga suurel kiirusel suurtes tähtedes või supernoovades. 
Alumiinium on kolmas kõige levinum element (hapniku ja räni järel) ja kõige levinum metalne element maakoores (8,3% massist), kuid ta ei esine peaaegu mitte kunagi puhta elemendina, vaid enamasti oksiidi või silikaadina.
Lisaks leidub alumiiniumi berüllis, krüoliidis, granaadis ja türkiisis.  Kroomi - või raualisanditega Al2O3 saagiseks on vastavalt vääriskivid  rubiin  ja safiir.
Kuigi alumiinium on väga tavaline ja laialt levinud element, ei ole tavalised alumiiniumi mineraalid eriti otstarbekad allikad.
Kogu alumiinium toodetakse  boksiidi  (AlOx(OH)3–2x) maagist. Boksiit tekib troopilises kliimas madala raua- ning ränisisaldusega aluspõhja kivimite murenemise tulemusena. Suurimad boksiidi lademed esinevad Austraalias, Brasiilias, Guineas ja Jamaical ning põhilised kaevandusalad asuvad Austraalias, Brasiilias, Hiinas, Indias, Guineas,Indoneesias, Jamaical, Venemaal ja Surinames.
Kasutus
Alumiinium on maailmas enim kasutatud mitte-raud metall. 2005. aastal oli alumiiniumi globaalne toodang 31,9 miljonit tonni. See ületab kõikide metallide toodangu peale raua, mida toodeti 837,5 miljonit tonni.   Prognoos 2012. aastaks oli 42-45 miljonit tonni, sest Hiina toodang oli tõusuteel. 
Alumiiniumit kasutatakse peaaegu alati sulamina, kuna see parandab tunduvalt mehaanilisi omadusi. Näiteks enamik fooliumist ja alumiiniumtaarast on toodetud 92-99% alumiiniumisisaldusega sulamist. Põhilised sulami komponendid on vask, tsink,  magneesium ,  mangaan , ja räni. 
Mõned paljudest alumiiniumi kasutusvaldkondadest:

• Transport (autod,  lennukid , veoautod, rongivagunid, laevad, jalgrattad jne)
  
• Pakendus (taara, foolium , purgid jne)
  

• Ehitus (aknad, uksed, kergkonstruktsioonid)
  
• Tarbeesemed (köögitarvetest spordivahenditeni)
  
• Tänavavalgustid, laevamastid
  
• Koduelektroonika korpused
  
• Elektriliinid
  
• Alnico magnetid mikrofonides
  
• Ülipuhast alumiiniumi (99,980% – 99,999%) kasutatakse elektroonikas ja CDdes
  
• Alumiiniumipuru kasutatakse värvides metaliläike saavutamiseks ning pürotehnikas
  
• Paljud riigid nagu Prantsusmaa, Itaalia, Poola ja Soome on kasutanud alumiiniummünte 
  
• Mõnel kitarril on alumiiniumist kael , mis annab väga erilise tooni. Selliseid kitarre tootis näiteks Kramer
  

Puhta metallina kasutatakse alumiiniumit vaid siis, kui vastupidavus korrosioonile ja töödeldavus on tähtsam kui tugevus või kõvadus.
Mõned alumiiniumi sulamid

• AlSi  (silumiin): – räni 10..13%, lihtsate detailide valmistamiseks
  
• AlSiCu: vastutusrikaste valandite valmistamiseks (plokk)
  
• AlMg: kõrge korrosioonikindlus ja head mehaanilised omadused, halvem valatavus
  
• AlCu: hea valatavus, madalam korrosioonikindlus
  
• AlMg, AlMn, AlSi: kasutatakse ilma termotöötluseta, plastsed , korrosioonikindlad
  
• AlCuMg: duralumiinium; kasutusel alates 1907. aastast
  
• AlZnMgCu: kõrgtugev alumiiniumi sulam (vanandatav)
  

Tootmine
Tänapäeval toodetakse alumiiniumi Hall-Heroulti meetodil.
Alumiiniumi tootmine
Alumiiniumi elektrolüüsimine nõuab väga palju energiat. Keskmine energiatarve 1 kg alumiiniumi tootmiseks on 15 kilovatt -tundi. Hall-Heroult meetodil on võimalik toota 99% sisaldusega alumiiniumi. Edasi saab alumiiniumi puhastada  Hoope protsessi käigus, kus elektrolüüsitakse sulanud alumiiniumi naatriumi, baariumi ja  fluoriidi  elektrolüütidega. Tulemuseks on 99,99% puhas alumiinium.
20–40% alumiiniumi hinnast moodustab elektri hind.
Alumiiniumfoolium
Alumiiniumfoolium blokeerib valguse ja hapniku juurdepääsu pakendatavatele toodetele . Seetõttu on foolium laialdaselt kasutuses toiduainetööstuses ja farmaatsiatööstuses. Foolium sobib kokkupuuteks toiduainetega. Fooliumit kasutatakse näiteks küpsetamiseks, dekoreerimiseks, restoranis kaasa võetava toidu pakendamiseks, nõudlike tingimustega toodete pakendamiseks, temperatuuri isolatsiooniks ja paljuks muuks.
Kasutatud allikad;

• http://www.pakendikeskus.ee/p/alumiiniumfoolium-45cm-lai-rullis-130m/665118
  
• https://www.google.ee/search?q=alumiinium&ie=UTF-8&hl=et
  
• http://et.wikipedia.org/wiki/Alumiiniu m