NHÔM

             Nhôm là kim loại có nhiều nhất và các nguyên tố phổ biến thứ ba trong lớp vỏ của trái đất, sau khi oxy và silic. Nó chiếm khoảng 8% trọng lượng của bề mặt rắn của Trái đất. Nhôm là quá phản ứng hóa học xảy ra trong tự nhiên như các kim loại tự do. Thay vào đó, nó được tìm thấy kết hợp trong hơn 270 khoáng chất khác nhau. Các quặng trưởng của nhôm là bauxite, một hỗn hợp của oxit nhôm ngậm nước (Al ₂ O ₃ · x H ₂ O) và hydrat oxit sắt (Fe ₂ O ₃ · x H ₂ O). Một khoáng chất quan trọng trong việc sản xuất nhôm kim loại là cryolit (Na ₃ Alf ₆ ). Tuy nhiên, cryolit không được sử dụng như là một quặng; nhôm không được chiết xuất từ nó.

              nhôm kim loại đã được chuẩn bị đầu tiên của Hans Oersted, một nhà hóa học người Đan Mạch, năm 1825. Ông được các kim loại bằng cách nung nóng clorua nhôm khô với kali kim loại.

AlCl ₃ + 3 K  Al + 3 KCl

              Robert Bunsen chuẩn bị kim loại nhôm trong năm 1850 bằng cách truyền một dòng điện dù natri nóng chảy nhôm clorua. Tuy nhiên, bởi vì cả hai kali kim loại và điện là khá đắt, nhôm vẫn là một phòng thí nghiệm hóa học và sự tò mò cho đến sau khi phát minh ra máy phát điện cơ khí. Năm 1886, Charles Martin Hall of Oberlin, Ohio, và Paul Héroult của Pháp, cả hai đều 22 tuổi vào thời điểm đó, đã phát hiện ra một cách độc lập và cấp bằng sáng chế quá trình trong đó oxit nhôm được hòa tan trong cryolite và bị phân hủy bằng điện. Các công nghệ hall-héroult vẫn là phương pháp duy nhất mà nhôm kim loại được sản xuất thương mại.

              Bước đầu tiên trong việc sản xuất thương mại của nhôm là sự tách biệt của oxit nhôm từ oxit sắt trong quặng bauxite. Điều này được thực hiện bằng cách hòa tan các oxit nhôm trong dung dịch natri hydroxit tập trung. ion nhôm tạo thành một ion phức tạp hòa tan với các ion hydroxit, trong khi các ion sắt không.

Al ₂ O ₃ x H ₂ O (s) + 2 OH (aq) 2 Al (OH) ₄ ¯ (aq) + ( x 3) H ₂ O (l)

              Sau khi các oxit sắt không hòa tan được lọc từ các giải pháp, Al (OH) ₃ được kết tủa từ dung dịch bằng cách thêm axit làm giảm độ pH khoảng 6. Sau đó kết tủa là nước nóng để sản xuất khô Al ₂ O ₃ (alumina).

	nhiệt
2 Al (OH) 3 (s)		Al 2 O 3 (s) + 3 H 2 O (g)

              Trong công nghệ hall-héroult, kim loại nhôm thu được bằng cách giảm điện của nhôm. nhôm nguyên chất nóng chảy ở trên 2000 ° C. Để sản xuất một chất điện phân ở nhiệt độ thấp hơn, nhôm được hòa tan trong cryolite ở 1000 ° C. Các điện được đặt trong một thùng sắt lót bằng than chì. Các vat phục vụ như là cực âm. Cực dương làm bằng Carbon được đưa vào điện từ đầu. Oxy sản xuất tại cực dương phản ứng với chúng, tạo thành carbon dioxide và carbon monoxide. Vì vậy, các cực dương carbon được tiêu thụ và cần được thay thế định kỳ. kim loại nhôm nóng chảy được sản xuất ở cực âm, và nó chìm xuống đáy thùng. Các phản ứng tế bào chính là

cathode:	4 Al 3+ + 12 E		4 Al (l)
anode:	6 O 2 ¯		3 O 2 (k) + 12 E
mạng lưới:	4 Al 3+ + 6 O 2 ¯		4 Al (l) + 3 O 2 (g)

              Vào khoảng thời gian, một plug được lấy ra từ các thùng, và nhôm nóng chảy được ráo nước. Các nhiệt cần thiết để giữ cho nóng chảy hỗn hợp được cung cấp bởi hệ thống sưởi điện trở của chất điện của dòng điện chạy qua tế bào. tế bào tiêu biểu sử dụng tiềm năng của 4-5 volt và một hiện tại của 100.000 ampe.

              Nhôm là một kim loại màu trắng bạc với nhiều tài sản có giá trị. Đó là ánh sáng (mật độ 2,70 g / cm3), không độc hại, và có thể dễ dàng gia công hay diễn viên. Với một độ dẫn điện 60% của đồng và một mật độ thấp hơn nhiều, nó được sử dụng rộng rãi cho các đường dây truyền tải điện. nhôm nguyên chất rất mềm và dễ uốn, nhưng có thể được tăng cường bằng hợp kim với một lượng nhỏ đồng, magiê, và silicon.

              Dựa trên phản ứng hóa học của nó, bằng nhôm không nên rất hữu ích ở tất cả. Khử tiêu chuẩn của nó là -1,66 volt, chỉ ra rằng nó là một chất khử rất tốt. Nó được thêm rất nhiều hoạt động hơn sắt, trong đó có một tiềm năng giảm -0,44 volt. Nhôm phong hóa tốt hơn so với sắt, tuy nhiên, bởi vì các sản phẩm của sự ăn mòn của nó, Al ₂ O ₃ , tuân thủ chặt chẽ với bề mặt kim loại, bảo vệ nó khỏi phản ứng thêm. Điều này hoàn toàn khác với các hành vi của các sản phẩm ăn mòn sắt của, rỉ sét. Rust mảnh ra khỏi bề mặt của sắt, phơi bày bề mặt để tiếp tục ăn mòn.

              Các lớp phủ oxit bảo vệ trên nhôm thường được tăng cường bởi các quá trình anodization. kim loại nhôm được làm cực dương trong một tế bào điện, nơi mà kim loại nhôm bị oxy hóa, và lớp phủ oxit bảo vệ của nó được dày. Các lớp phủ oxit nhôm ám nó không thấm nước để hầu hết các axit. Tuy nhiên, bất kỳ loại hóa chất tạo thành một phức hợp mạnh mẽ với các ion nhôm, ví dụ như, OH? và Cl? ion, sẽ phản ứng với các lớp phủ oxit. Do đó, nhôm sẽ hòa tan trong axit và natri hydroxit giải pháp clohiđric.

              Tái chế nhôm giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể. Bởi vì nhôm là đã có trong trạng thái kim loại, tất cả các năng lượng chi tiêu trong việc tịnh hóa quặng và giảm nó để các kim loại được lưu khi nhôm được tái chế. Nhu cầu nhôm chỉ được nấu chảy để được tái sử dụng. Nhôm có điểm nóng chảy thấp hơn, 660 ° C, và chỉ cần 26 kJ / mol để làm tan chảy. Để giảm bớt một mol Al từ Al ₂ O ₃ yêu cầu trên 780 kJ.