Khái niệm của kim loại Nhôm
Nhôm là một kim loại mềm, nhẹ, màu bạc. Nó là một nguyên tố trong nhóm bo trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, với ký hiệu Al và số nguyên tử 13. Trên vỏ trái đất, nhôm là kim loại phong phú nhất và có nhiều thứ ba trong số các nguyên tố trên vỏ trái đất, sau ôxy và silic. Nó chiếm 8% trọng lượng bề mặt rắn của Trái đất.
Bởi vì nhôm là một kim loại phản ứng mạnh, nó không xảy ra trong tự nhiên ở dạng tinh khiết. Nhôm tạo liên kết hóa học năng lượng cao với oxy, vì vậy nhôm nguyên chất chỉ có thể được tìm thấy trong môi trường thiếu oxy dồi dào. Trên vỏ Trái đất, nhôm được tìm thấy trong hơn 270 loại khoáng chất, trong đó phổ biến nhất là quặng bôxít. Vì nó rất dễ phản ứng, nhôm rất hữu ích như một chất xúc tác hoặc chất phụ gia trong các hỗn hợp hóa học.
Một trong những tính chất đặc biệt của aluminium là nó có khả năng chống lại sự ăn mòn. Điều này là do một lớp nhôm oxit mỏng hình thành khi kim loại tiếp xúc với không khí; lớp này ngăn chặn quá trình oxy hóa bổ sung gây ra rỉ sét.
Tính chất hóa học của nhôm
Nhôm là chất dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Nó là một kim loại nhẹ, có mật độ và độ cứng bằng một phần ba so với thép. Nó có tính dẻo và dễ uốn, có nghĩa là nó có thể dễ dàng gia công, đúc và đùn. Trong những trường hợp bình thường, aluminiumis không hòa tan trong nước hoặc cồn. Nhôm cũng có độ phản xạ cao, rất hữu ích cho gương. Ngoài ra, do nhôm vẫn giữ được độ phản chiếu ánh bạc hoàn toàn ở dạng bột nên nó thường được sử dụng cho các loại sơn màu bạc.
Nhôm dễ dàng tạo hợp kim với các nguyên tố như đồng, kẽm, magiê, mangan và silic. Ngày nay, nhiều vật liệu kim loại được gọi là “nhôm” thực sự là hợp kim. Ví dụ, lá nhôm thường là hợp kim của 92% đến 99% nhôm. Do tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao, hợp kim nhôm rất quan trọng đối với ngành hàng không vũ trụ và các lĩnh vực vận tải và xây dựng khác.
Nhôm có chín đồng vị, mặc dù chỉ có hai trong số chúng xuất hiện tự nhiên. Đồng vị nhôm rất hữu ích trong việc xác định niên đại của trầm tích biển, nốt mangan, băng hà, thạch anh trong đá lộ thiên và thiên thạch.
Fenspat, nhóm khoáng chất phổ biến nhất trong vỏ Trái đất, có nhôm là một trong những thành phần quan trọng của chúng. Nhôm cũng xuất hiện trong các khoáng chất beryl, cryolit, garnet, spinel và ngọc lam. Ngoài ra, kim loại đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành một số loại đá quý. Các tạp chất trong Al2O3, chẳng hạn như crom hoặc coban, gây ra sự hình thành của hồng ngọc và ngọc bích. Al2O3 tinh khiết, được gọi là Corundum, là một trong những vật liệu cứng nhất được biết đến.
Lịch sử phát hiện kim loại nhôm
Hầu như tất cả nhôm kim loại được sản xuất từ quặng bôxit (AlOx (OH) 3-2x). Có trữ lượng lớn bauxite ở Australia, Brazil, Guinea và Jamaica, nhưng phần lớn quặng được khai thác ngày nay đến từ Ghana, Indonesia, Jamaica, Nga và Surinam. Để chiết xuất nhôm, một quá trình sử dụng nhiều năng lượng được gọi là nấu chảy là cần thiết. So với hầu hết các kim loại khác, nhôm rất khó tách ra khỏi quặng, vì cần năng lượng cao để khử nhôm oxit.
Trong lịch sử, nhôm từng được coi là một kim loại quý. Trên thực tế, người ta đồn rằng Napoléon III đã tổ chức một bữa tiệc mà những vị khách danh dự nhất của ông được tặng đồ dùng bằng nhôm. Vào thế kỷ 19, nhôm đắt như bạc. Đài tưởng niệm Washington, được xây dựng vào năm 1884, có một viên đá nhôm nặng 100 ounce, vào thời điểm đó, đây là tấm nhôm đúc đơn lớn nhất vào thời điểm đó.
Những nỗ lực lớn để tái chế nhôm bắt đầu vào cuối những năm 1960, khi lon nước giải khát bằng nhôm trở nên cực kỳ phổ biến. Nhôm có thể tái chế 100% và ngày nay việc thu hồi kim loại thông qua tái chế là rất quan trọng trong ngành công nghiệp nhôm. Để tái chế nhôm, nhôm phế liệu phải được nấu chảy. Điều này chỉ cần 5% năng lượng được sử dụng để sản xuất nhôm từ quặng, mặc dù có tới 15% nguyên liệu đầu vào bị mất đi dưới dạng dross (một loại oxit giống tro).
Ứng dụng của nhôm vào đời sống và thực tiễn
Nhôm là kim loại được sử dụng rộng rãi nhất sau sắt, với sản lượng toàn cầu là 31,9 triệu tấn vào năm 2005. Một số ứng dụng của nhôm kim loại bao gồm giao thông vận tải (xe đạp, ô tô, máy bay), bao bì (lon, giấy bạc, v.v.), xây dựng (cửa sổ , cửa ra vào, vách ngăn, dây điện xây dựng, v.v.), dụng cụ nấu ăn, cột đèn chiếu sáng đường phố, cột buồm tàu buồm và thiết bị chụp ảnh.
Kim loại này lần đầu tiên được sản xuất vào năm 1825 bởi nhà vật lý và hóa học người Đan Mạch Hans Christian Ørsted. Ông đã tạo ra một dạng không tinh khiết của kim loại bằng cách cho nhôm clorua khan với kali phản ứng. Tuy nhiên, Công ty thu mua phế liệu nhôm Hùng Cường Phát thường được công nhận là đã cô lập nhôm. Ông đã tiến hành một thí nghiệm tương tự vào năm 1827 bằng cách trộn nhôm clorua khan với kali để tạo ra nhôm.