Aluminium

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Aluminium
Nummer
13
Tecken
Al
Grupp
13
Period
3
Block
p
B

Al

Ga
MagnesiumAluminiumKisel
[Ne] 3s2 3p1
13Al
   

Aluminium-4.jpg

Emissionsspektrum
Emissionsspektrum
Generella egenskaper
Relativ atommassa 26,9815385(7)[1] u
Utseende Silverfärgad
Fysikaliska egenskaper
Densitet 2,7 g/cm3
– flytande, vid smältpunkten 2,375 g/cm3
Aggregationstillstånd Fast
Smältpunkt 933,47 K ​(660,32 °C)
Kokpunkt 2743 K ​(2470 °C)
Molvolym 10 × 10−6 m3/mol
Smältvärme 10,7[2] kJ/mol
Ångbildningsvärme 284[3] kJ/mol
Specifik värmekapacitet 897[4] J/(kg × K)
Molär värmekapacitet 24,2 J/(mol × K)
Ångtryck
Tr. (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
Te. (K) 1482 1632 1817 2054 2364 2790
Atomära egenskaper
Atomradie 143 pm
Kovalent radie 121 ± 4 pm
van der Waalsradie 184[5] pm
Elektronaffinitet 42,5 kJ/mol
Jonisationspotential Första: 577,5 kJ/mol
Andra: 1816,7 kJ/mol
Tredje: 2744,8 kJ/mol
Fjärde: 11577 kJ/mol
(Lista)
Arbetsfunktion 4,06–4,26[6] eV
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration [Ne] 3s2 3p1
e per skal 2, 8, 3
Electron shell 013 Aluminium - no label.svg
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd 3, 2, 1, −1, −2
Oxider (basicitet) Al2O3 (amfoterisk)
Elektronegativitet 1,61 (Paulingskalan)
1,613 (Allenskalan)
Normalpotential −1,676 V (Al3+ + 3 e → Al)
Diverse
Kristallstruktur Kubisk ytcentrerad
Kristallstruktur
Ljudhastighet 6250–6500 (longitudinell våg) m/s
3100 (transversell våg)[7][8] m/s
Termisk expansion 23,1 µm/(m × K) (25 °C)
Värmeledningsförmåga 237 W/(m × K)
Elektrisk konduktivitet 37,7 × 106 A/(V × m)
Elektrisk resistivitet 28,2 × m (20 °C)
Magnetism Paramagnetisk[9]
Magnetisk susceptibilitet 2,1 × 10−5[10]
Youngs modul 70[11] GPa
Skjuvmodul 26 GPa
Kompressionsmodul 76 GPa
Poissons konstant 0,35[12]
Mohs hårdhet 2,75
Vickers hårdhet 167 MPa
Brinells hårdhet 245 MPa
Identifikation
CAS-nummer 7429-90-5
EG-nummer 231-072-3
Pubchem 5359268
RTECS-nummer BD0330000
Historia
Namnursprung Alumina, en förening (ursprungligen aluminum).[13][14]
Förutsägelse Antoine Lavoisier[15] (1787)
Första isolation Hans Christian Ørsted[16] (1825)
Namngivare Humphry Davy[15] (1807)
Stabilaste isotoper
Huvudartikel: Aluminiumisotoper


Nuklid NF t1/2 ST SE (MeV) SP


25Al
{syn.} 7,183 s β+ 4,277 25Mg
26Al
Spår 7,17 × 105 a β+ 4,004 26Mg


27Al
100 % Stabil
28Al
{syn.} 2,2414 min β 4,642 28Si
29Al
{syn.} 6,56 min β 3,68 29Si


Säkerhetsinformation
Säkerhetsdatablad: Sigma-Aldrich
Globalt harmoniserat system för klassifikation och märkning av kemikalier
GHS-märkning av farliga ämnen enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP) på grundval av följande källa: [17]
02 – Brandfarlig
Brandfarlig
H-fraser H228, H250, H261
P-fraser P210, P222, P231+232, P280, P422, P501
EU-märkning av farliga ämnen
EU-märkning av farliga ämnen enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP) på grundval av följande källa: [17]
Brandfarlig
Brandfarlig
(F)
R-fraser R10, R15, R17
S-fraser S(2), S7/8, S43
NFPA 704

NFPA 704.svg

1
0
1
SI-enheter och STP används om inget annat anges.

Aluminium är ett metalliskt grundämne med atomnummer 13. Aluminium är en lättmetall. Det är den vanligaste metallen i jordskorpan och det tredje vanligaste grundämnet, efter syre och kisel.

Framställning av aluminium[redigera | redigera wikitext]

Aluminium framställs av bauxit, som innehåller mellan 50 och 60 % aluminiumoxid. Först tas ren aluminiumoxid fram genom en kemisk process. Aluminiumoxiden löses upp och elektrolyseras vid hög värme, så kallad smältelektrolys, i en speciell ugn. Ren, smält aluminium samlas på elektrolysugnens botten, varifrån den tappas. Denna process är oerhört energikrävande.[18]

När man framställer aluminium av aluminiumskrot (till exempel av ölburkar) behövs endast 5 % av den energi som går åt för tillverkning av aluminium ur bauxit.

Bauxit bryts i Ghana, Indonesien, Jamaica, Ryssland och Surinam. Smältverk finns i Australien, Brasilien, Kanada, Norge, Sverige (Kubal i Sundsvall), Ryssland, Kina, Island och USA.

Fysikaliska egenskaper[redigera | redigera wikitext]

Aluminium är en mjuk lättmetall som är silvrig till grå i färgen. Den är en mycket god ledare för både värme och elektricitet men är inte ferromagnetisk. Rent aluminium har en sträckgräns på 7-11 MPa medan legeringar har en sträckgräns på 200-600 MPa. Densiteten och elasticitetsmodulen är en tredjedel av ståls. Det är duktilt och kan med fördel bearbetas genom skärande bearbetning, gjutning och strängpressning. Aluminiumatomerna är ordnade i ett ytcentrerat kubiskt gitter (FCC).[19] Rent aluminium har en elektrisk ledningsförmåga som är cirka 60 % av ren koppars ledningsförmåga.[20]

Korrosion[redigera | redigera wikitext]

Aluminium räknas ofta som en icke korroderande metall, men detta är dock felaktigt . Aluminium korroderar men bildar mellan pH 4 och 9 en cirka 10 nm tjock passiv oxidfilm som skyddar materialet.[21] Utanför detta intervall korroderar aluminium fort. Legeringar uppvisar olika korrosionsmotstånd. Om legeringen innehåller koppar minskar korrosionsmotståndet. Mangan i legeringen höjer korrosionsmotståndet i sura miljöer medan magnesium höjer korrosionsmotståndet i måttligt alkaliska miljöer. Aluminium klarar av att vara i svavelsyra, nitrat och ättiksyra tack vare att det antingen bildas en passiv oxidfilm eller acetater som isolerar aluminiumet från oxidationsmedlet.

Vid kontakt med andra metaller kan korrosion uppstå, om miljön är fuktig eller om den skyddande oxidytan nöts bort på grund av friktion. Detta gäller till exempel vid kontakt med koppar och järn.

Aluminiumets passiva pH-område kan expanderas något genom anodisering. Aluminium kan även lackeras eller beläggas med en nanobeläggning som exempelvis en silan- eller silikatbeläggning.

Användningsområden[redigera | redigera wikitext]

Aluminiumbåt

Historia[redigera | redigera wikitext]

1808 undersökte Humphry Davy bergarten alun och kom fram till att den innehöll en okänd metall som han inte lyckades renframställa. 1825 blandade Hans Christian Ørsted kaliumamalgam med vattenfri aluminiumklorid och fick fram en metall. Två år senare gjorde Friedrich Wöhler om experimentet och kom fram till att det var metalliskt kalium. Han prövade att byta ut kaliumamalgamet mot rent kalium och fick då fram rent aluminium.[källa behövs]

Eftersom metallen var så svår att renframställa var den dyrare än guld. Napoleon III lär ha haft aluminiumtallrikar till speciellt fina gäster. Priset sjönk efter 1859 när man lyckades ersätta det dyra kaliumet med billigare natrium. [källa behövs]

1884 var världens största aluminiumstycke Washingtonmonumentets 2,85 kg tunga spets som kostade lika mycket som 100 dagars lön för en arbetare. Innan detta monument hunnit invigas hade priset kollapsat – 1886 uppfann Charles Martin Hall i USA och Paul Héroult i Frankrike oberoende av varandra den nuvarande metoden för aluminiumframställning, den så kallade Hall–Héroult-processen.[källa behövs]

Källor[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised v2.
  2. ^ W. B. Frank, W. E. Haupin, H. Vogt, M. Bruno, J. Thonstad, R. K. Dawless, H. Kvande, O. A. Taiwo: Aluminium. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2009, doi:10.1002/14356007.a01_459.pub2.
  3. ^ Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  4. ^ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  5. ^ Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group. In: The Journal of Physical Chemistry A. 113, 2009, S. 5806–5812, doi:10.1021/jp8111556.
  6. ^ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC Press LLC, 1998, ISBN 0-8493-0479-2.
  7. ^ Rose, Joseph L. (2004). Ultrasonic Waves in Solid Media. Cambridge University Press. Sid. 44. ISBN 978-0-521-54889-2 
  8. ^ Kundu, Tribikram (2012). Ultrasonic and Electromagnetic NDE for Structure and Material Characterization. CRC Press. Sid. 94. ISBN 1-4398-3663-9 
  9. ^ Lide, D. R. (2000). ”Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds”. CRC Handbook of Chemistry and Physics (81st). CRC Press. ISBN 0849304814. 
  10. ^ Robert C. Weast (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. (Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert).
  11. ^ Aluminium hämtat från the Wayback Machine (arkiverat 14 juli 2008). I: Baustoffsammlung der Fakultät für Architektur der TU München.
  12. ^ Nicht-Eisen-Metalle hämtat från the Wayback Machine (arkiverat 29 december 2009). (PDF)
  13. ^ Royal Society of Chemistry – Visual Element Periodic Table
  14. ^ – Online Etymological Dictionary
  15. ^ [a b] ”Aluminum”. Los Alamos National Laboratory. http://periodic.lanl.gov/13.shtml. Läst 3 mars 2013. 
  16. ^ ”13 Aluminium”. Elements.vanderkrogt.net. http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=al. Läst 12 september 2008. 
  17. ^ [a b] Ur CLP-förordningen gällande CAS-Nr. 7429-90-5 i IFA:s GESTIS-ämnesdatabas (Kräver JavaScript) (ty, en).
  18. ^ Ullman, Erik (2003). Materiallära. Liber AB. Sid. 267. ISBN 91-47-05178-7 
  19. ^ Callister, William (2007). Materials Science and Engineering - An Introduction. John Wiley & Sons Inc. Sid. 41. ISBN 978-0-471-73696-7 
  20. ^ Ullman, Erik (2003). Materiallära. Liber AB. Sid. 265. ISBN 91-47-05178-7 
  21. ^ Ullman, Erik (2003). Materiallära. Liber AB. Sid. 280. ISBN 91-47-05178-7 

Se även[redigera | redigera wikitext]

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]