Aluminium

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Basisdata
Aluminium

Aluminiums plass i periodesystemet
Navn	Aluminium
Symbol	Al
Atomnummer	13
Utseende	sølvhvit
Plass i periodesystemet
Gruppe	13
Periode	3
Blokk	p
Kjemisk serie	metall
Atomegenskaper
Atomvekt	26,981538 u
Empirisk atomradius	125 pm
Kalkulert atomradius	118 pm
Kovalent atomradius	118 pm
van der Waal-radius	pm
Elektronkonfigurasjon	[Ne] 3s² 3p¹
Elektroner per energinivå	2, 8, 3
Oksidasjonstilstander	3
Krystallstruktur	kubisk flatesentrert
Fysiske egenskaper
Stofftilstand	fast stoff
Smeltepunkt	660,32 °C
Kokepunkt	2 467 °C
Molart volum	10,00 · 10^-6 m³/mol
Tetthet	2 700 kg/m³
Hardhet	2,75 (Mohs skala)
Kritisk temperatur
Kritisk trykk
Kritisk tetthet
Fordampningsvarme	293,4 kJ/mol
Smeltevarme	10,79 kJ/mol
Damptrykk	2,42 · 10⁻⁶ Pa
Lydfart	5 000 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen	1,61
Spesifikk varmekapasitet	900 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne	37,7 · 10⁶ S/m
Termisk ledningsevne	237 W/(m · K)
Første ionisasjonspotensiale	577,5 kJ/mol
Andre ionisasjonspotensiale	1 816,7 kJ/mol
Tredje ionisasjonspotensiale	2 744,8 kJ/mol
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi – legg gjerne inn.

Aluminium er et grunnstoff med atomnummer 13 og kjemisk symbol Al.

Innhold

1 Historie
- 1.1 Etymologi
2 Egenskaper
- 2.1 Isotoper
3 Forekomst
4 Fremstilling
- 4.1 Norsk aluminiumfremstilling
5 Helsefare
6 Referanser
7 Se også:

[rediger] Historie

Oldtidens grekere og romere kjente til aluminiumsalter, men først i 1808 ble metallet aluminium identifisert av den engelske kjemikeren Humphry Davy. Friedrich Wöhler er vanligvis kreditert som stoffets oppdager da han i 1827 isolerte aluminium i ren form. Den danske fysikeren og kjemikeren Hans Christian Ørsted fremstilte aluminium 2 år tidligere, men i relativt uren form. Pierre Berthier oppdaget aluminium i bauksitt og greide å utvinne det. I 1846 forbedret franskmannen Henri Etienne Sainte-Claire Deville metoden Wöhler hadde brukt, og beskrev dette i 1859 i boken «De l'aluminium, ses propriétés, sa fabrication».

Før dagens fremstillingsprosess ble utviklet, var aluminium meget vanskelig å utvinne. Dette gjorde at rent aluminium var dyrere enn gull. Aluminiumsbarrer ble utstilt sammen med de franske kronjuvelene ved verdensutstillingen Exposition Universelle, Paris i 1855, og Napoleon III av Frankrike skal etter sigende ha hatt et sett med aluminiumstallerkener reservert for sine mest betydningsfulle gjester.

[rediger] Etymologi

Humphry Davy foreslo å kalle stoffet for alumium, og senere aluminum etter mineralet alumina (aluminiumoksid). I 1812 skrev en leser et innlegg i det britiske tidsskriftet «Quarterly Review» der han foreslo aluminium som hadde en mer «klassisk klang» enn aluminum. Amerikanerne innførte navnet aluminium siden det passet inn i standardformatet i periodesystemet. I «Websters Dictionary» fra 1828 heter grunnstoffet aluminium, men i 1892 brukte Charles Martin Hall navnet aluminum i en reklame for hans nye elektrolyse-metode for fremstilling av aluminium, på tross av at stavemåten med -ium var brukt på patentsøknadene hans. Det har derfor blitt konkludert med at den amerikanske stavemåten kommer av enten en skrivefeil, eller av det faktum at ordet «aluminum» er lettere å uttale, og derfor fikk fotfeste. Stavemåten aluminium blir i Nord-Amerika referert til som «britisk stavemåte».

Aluminium-atomets elektronskall

[rediger] Egenskaper

Aluminium er et metallisk grunnstoff med en sølvfarget glans. I kontakt med luft dannes et tynt oksidasjonssjikt på overflaten som forhindrer videre korrosjon. Aluminium veier omtrent en tredel av stål og kobber.

I ren form er aluminium mykt og har lav styrke. For de fleste anvendelser benyttes derfor aluminiumlegeringer som er smibare og lette å bearbeide i maskiner og ved støpning. Aluminium har utmerket korrosjonsmotstand og holdbarhet. Det er ikke magnetisk.

[rediger] Isotoper

Naturlig forekommende aluminium består utelukkende av den stabile isotopen ²⁷Al. I tillegg er 21 kunstig fremstilte ustabile (og dermed radioaktive) isotoper kjent. Den mest stabile av disse er ²⁶Al med halveringstid 717 000 år. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 5 minutter, og de fleste kortere enn 10 sekunder.^[1]

CAS-nummer: 7429-90-5

[rediger] Forekomst

Aluminium finnes i en rekke mineraler, blant annet feltspat som er et av de vanligste mineralene i jordskorpen. Ren aluminium fremstilles fra jordartene bauksitt og lateritt.

I 2007 var verdensproduksjonen på 38 millioner tonn. De største produsentlandene var Kina (12 millioner tonn), Russland (4,2 millioner tonn), Canada (3,1 millioner tonn) og USA (2,6 millioner tonn). Norge produserte i 2007 1,1 millioner tonn, og havnet på 8.plass på listen over verdens største aluminiumsprodusenter. Det ble i 2007 gjenvunnet omkring 3,5 millioner tonn aluminium.^[2]

[rediger] Fremstilling

Aluminiumsbarre

Aluminium utvinnes fra aluminiumoksid (Al₂O₃). Siden aluminiumoksid har et smeltepunkt på 2000°C, er det veldig energikrevende og dyrt å smelte det direkte. Aluminiumoksid blir derfor løst i kryolitt (ofte natrium-aluminium-fluorid framstilt fra fluoritt). Da senkes nødvendig temperatur til 950-980°C.

Gjennom smelteelektrolyse skiller en katode (negativ elektrode) og en anode (positiv elektrode) ionene (Al³⁺ og O^2-) i flytende Aluminiumoksid fra hverandre.

Negativ katode: Al³⁺ + 3 e^- → Al

Positiv anode: 2 O^2- → O₂ + 4 e^-

Begge elektrodene er av karbon. Anoden blir oksidert til karbondioksid og anoden må derfor byttes ut med jevne mellomrom. Selv om katoden ikke er delaktig i en lignende reaksjon må den fortsatt skiftes ut rundt hvert tiende år på grunn av slitasje.

[rediger] Norsk aluminiumfremstilling

Norge er blant verdens største aluminiumprodusenter på grunn av rikelig tilgang på elektrisk energi. Norsk Hydro og Elkem har en rekke smelteverk fra Lista i sør til Mosjøen i nord.

[rediger] Helsefare

Aluminiumsstøv kan føre til lungeforandringer i form av økt bindevevsdannelse og emfysem. Akutt kan man få metallfeber og irritasjon i luftveier og i øynene. Ved sveising av aluminium vil også andre legeringselement forgasses og er forbundet med betydelig helsefare hvis ikke friskluftmaske brukes.