Die chemische element aluminium ist eingestuft als eine andere metall. Es wurde in den 1750er Jahren von Andreas Marggraf entdeckt.,
Data Zone
| Classification: | Aluminum is an ‘other metal’ |
| Color: | silvery |
| Atomic weight: | 26.98154 g/mol |
| State: | solid |
| Melting point: | 660.32 oC, 933.57 K |
| Boiling point: | 2466.85 oC, 2740.,00 K |
| Electrons: | 13 |
| Protons: | 13 |
| Neutrons in most abundant isotope: | 14 |
| Electron shells: | 2,8,3 |
| Electron configuration: | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 |
| Density @ 20oC: | 2.702 g/cm3 |
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| Atomic volume: | 9.,98 cm3/mol | ||
| Structure: | fcc: face-centered cubic | ||
| Hardness: | 2.8 mohs | ||
| Specific heat capacity | 0.90 J g-1 K-1 | ||
| Heat of fusion | 10.790 kJ mol-1 | ||
| Heat of atomization | 326 kJ mol-1 | ||
| Heat of vaporization | 293.40 kJ mol-1 | ||
| 1st ionization energy | 577.6 kJ mol-1 | ||
| 2nd ionization energy | 1816.6 kJ mol-1 | ||
| 3rd ionization energy | 2744.,7 kJ mol-1 | ||
| Electron affinity | 42.6 kJ mol-1 | ||
| Minimum oxidation number | 0 | ||
| Min. common oxidation no. | 0 | ||
| Maximum oxidation number | 3 | ||
| Max. common oxidation no. | 3 | ||
| Electronegativity (Pauling Scale) | 1.61 | ||
| Polarizability volume | 8.,> | Reaction with 15 M HNO3 | passivated |
| Reaction with 6 M HCl | mild, ⇒ H2, AlCl3 | ||
| Reaction with 6 M NaOH | mild, ⇒ H2, – | ||
| Oxide(s) | Al2O3 | ||
| Hydride(s) | AlH3 | ||
| Chloride(s) | AlCl3 & Al2Cl6 | ||
| Atomic radius | 125 pm | ||
| Ionic radius (1+ ion) | – | ||
| Ionic radius (2+ ion) | – | ||
| Ionic radius (3+ ion) | 53.,5 pm | ||
| Ionic radius (1- ion) | – | ||
| Ionic radius (2- ion) | – | ||
| Ionic radius (3- ion) | – | ||
| Thermal conductivity | 237 W m-1 K-1 | ||
| Electrical conductivity | 37.6676 x 106 S m-1 | ||
| Freezing/Melting point: | 660.32 oC, 933.,57 K |
Louis de Morveau glaubten, ein neues Metall entdeckt werden konnte, in das OXID, und Tonerde. Er hatte Recht, aber er konnte es nicht isolieren. De Morveau entwickelte die erste systematische Methode zur Benennung von Chemikalien, und wie wir sehen können, war er ein wegweisender Ballonfahrer.,
Aluminum’s Periodic Table
Neighborhood
| Group 2 or 12 |
Group 13 |
Group 14 |
|
| 2 | 4 Be |
5 B |
6 C |
| 3 | 12 Mg |
13 Al |
14 Si |
| 4 | 30 Zn |
31 Ga |
32 Ge |
Discovery of Aluminum
Menschen haben Alaun seit der Antike zum Färben, Bräunen und zum Stoppen von Blutungen verwendet. Alaun ist Kaliumaluminiumsulfat.
In den 1750er Jahren fand der deutsche Chemiker Andreas Marggraf heraus, dass er eine Alkalilösung verwenden konnte, um eine neue Substanz aus Alaun auszufällen. Marggraf hatte zuvor 1746 als erster Zink isoliert.
Die aus Alaun gewonnene Substanz Marggraf wurde 1760 vom französischen Chemiker Louis de Morveau nach Aluminiumoxid benannt. Wir wissen jetzt, dass Aluminiumoxid Aluminiumoxid-chemische Formel Al2O3 ist.,
De Morveau glaubte, dass Aluminiumoxid ein neues metallisches Element enthielt, aber wie Marggraf war er nicht in der Lage, dieses Metall aus seinem Oxid zu extrahieren. (1), (2)
1807 oder 1808 zersetzte der englische Chemiker Humphry Davy Aluminiumoxid in einem Lichtbogen, um ein Metall zu erhalten. Das Metall war kein reines Aluminium, sondern eine Legierung aus Aluminium und Eisen.
Davy nannte das neue Metall Alumium und benannte es dann in Aluminium um. (3)
Aluminium wurde erstmals 1825 von Hans Christian Ørsted (Oersted) in Kopenhagen, Dänemark, isoliert, der berichtete: „Ein Metallklumpen, der in Farbe und Glanz etwas Zinn ähnelt.,“
Ørsted produzierte Aluminium durch Reduktion von Aluminiumchlorid unter Verwendung eines Kalium-Quecksilber-Amalgams. Das Quecksilber wurde durch Erhitzen entfernt, um Aluminium zu hinterlassen.
Der deutsche Chemiker Friedrich Wöhler (Woehler) wiederholte Ørsteds Experiment, fand jedoch heraus, dass es nur Kaliummetall ergab. Wöhler entwickelte die Methode zwei Jahre später weiter und reagierte verflüchtigtes Aluminiumtrichlorid mit Kalium, um kleine Mengen Aluminium herzustellen. (1)
1856 erklärte Berzelius, dass es Wöhler gewesen sei, der 1827 erfolgreich gewesen sei. Wöhler wird daher in der Regel die Entdeckung zugeschrieben.,
In jüngerer Zeit wiederholte Fogh die ursprünglichen Experimente und hat gezeigt, dass Ørsteds Methode zufriedenstellende Ergebnisse liefern kann.
Dies hat die Priorität von Ørsteds ursprünglichem Werk und seiner Position als Entdecker von Aluminium gestärkt. (4)
Aluminium blieb fast drei Jahrzehnte lang eine Neuheit, teuer in der Herstellung und wertvoller als Gold, bis 1854 Henri Saint-Claire Deville in Paris, Frankreich, einen Weg fand, Kalium durch viel billigeres Natrium zu ersetzen die Reaktion auf Aluminium zu isolieren., Aluminium wurde dann beliebter, wurde aber, weil es immer noch ziemlich teuer war, eher in dekorativen als in praktischen Situationen verwendet.
Schließlich erfanden der amerikanische Chemiker Charles Martin Hall und der französische Chemiker Paul Héroult 1886 unabhängig voneinander das Hall-Héroult-Verfahren, das Aluminiummetall kostengünstig elektrolytisch von seinem Oxid isoliert.
Aluminium wird noch heute im Hall-Héroult-Verfahren hergestellt.
Interessante Fakten über Aluminium
- Aluminiumherstellung braucht viel Energie – 17.,4 Megawattstunden elektrische Energie, um eine Tonne Aluminium zu produzieren; Das ist dreimal mehr Energie, als für eine Tonne Stahl benötigt wird. (5)
- Aluminium ist ein großes metall zu recyceln. Recycling verbraucht nur 5% der Energie, die zur Herstellung von Aluminium aus seinem Erz Bauxit benötigt wird. (6)
- Aluminium haftet unter normalen Bedingungen nicht an Magneten.
- In der Erdkruste befindet sich mehr Aluminium als jedes andere Metall. Mit etwa 8 Prozent ist Aluminium das dritthäufigste Element in der Kruste unseres Planeten, hinter Sauerstoff und Silizium.,
- Trotz seines hohen Überflusses war Aluminium in den 1850er Jahren wertvoller als Gold. Im Jahr 1852 wurde Aluminium bei 1200 USD pro kg und Gold bei 664 USD pro kg gehandelt.
- Aluminiumpreise veranschaulichen die Gefahren der Finanzspekulation: 1854 fand Saint-Claire Deville einen Weg, Kalium durch viel billigeres Natrium bei der Reaktion auf Aluminiumisolat zu ersetzen. Bis 1859 wurde Aluminium bei 37 USD pro kg gehandelt; Sein Preis war in nur fünf Jahren um 97% gesunken.,
- Wo der vorherige Punkt die Gefahren der Spekulation hervorhebt, hebt dieser Punkt einen der Triumphe der Chemie hervor: Der Hall-Heroult-elektrolytische Prozess wurde 1886 entdeckt. Bis 1895 war der Preis von Aluminium auf nur 1,20 USD pro kg gesunken.
- Rubin-Edelsteine sind hauptsächlich Aluminiumoxid, bei dem eine kleine Anzahl der Aluminiumionen durch Chromionen ersetzt wurde.
- Aluminium wird in den Kernbränden schwerer Sterne hergestellt, wenn ein Proton Magnesium hinzufügt. (Magnesium wird selbst in Sternen durch Kernfusion von zwei Kohlenstoffen hergestellt.,) (7)
Aussehen und Eigenschaften
Schädliche Wirkungen:
Keine nachgewiesenen Probleme; Einnahme kann Alzheimer verursachen
Eigenschaften:
Aluminium ist ein silbrig-weißes Metall., Es klebt nicht an Magneten (es ist paramagnetisch und daher ist sein Magnetismus unter normalen Bedingungen sehr, sehr schwach). Es ist ein ausgezeichneter elektrischer Leiter. Es ist von geringer Dichte und hoher Duktilität. Es ist zu reaktiv, um allgemein als das Metall gefunden zu werden, obwohl, sehr selten, das native Metall gefunden werden kann. (8)
Das Aussehen von Aluminium ist abgestumpft und seine Reaktivität wird durch einen Film aus Aluminiumoxid passiviert, der sich unter normalen Bedingungen auf natürliche Weise auf der Oberfläche des Metalls bildet. Der Oxidfilm führt zu einem Material, das Korrosion widersteht., Der Film kann mit Elektrolyse-oder Oxidationsmitteln verdickt werden und Aluminium in dieser Form widersteht Angriffen durch verdünnte Säuren, verdünnte Alkalien und konzentrierte Salpetersäure.
Aluminium liegt ausreichend weit auf der rechten Seite des Periodensystems, dass es einige Hinweise auf Nichtmetallverhalten zeigt und mit heißen Alkalien zu Aluminat – Ionen reagiert-sowie die typischere Metallreaktion mit Säuren zur Freisetzung von Wasserstoffgas und zur Bildung des positiv geladenen Metallions Al3+. also Aluminium ist amphoter.
Reines Aluminium ist ziemlich weich und es fehlt an Festigkeit., Aluminium, das in kommerziellen Anwendungen verwendet wird, hat geringe Mengen an Silizium und Eisen (weniger als 1%) hinzugefügt, was zu einer stark verbesserten Festigkeit und Härte führt.
Verwendung von Aluminium
Aluminium ist aufgrund seiner geringen Dichte, geringen Kosten und Korrosionsbeständigkeit weltweit weit verbreitet.
Es wird in einer umfangreichen Produktpalette von Getränkedosen über Fensterrahmen und Boote bis hin zu Flugzeugen eingesetzt. Eine Boeing 747-400 enthält 147.000 Pfund (66.150 kg) hochfestes Aluminium.
Im Gegensatz zu einigen Metallen hat Aluminium kein Aroma – daher seine weit verbreitete Verwendung in Lebensmittelverpackungen und Kochtöpfen.,
Obwohl Aluminium nicht ganz so gut ist wie Silber oder Kupfer, ist es ein ausgezeichneter elektrischer Leiter. Es ist auch wesentlich billiger und leichter als diese Metalle und wird daher häufig in Freileitungen verwendet.
Von allen Metallen wird nur Eisen häufiger verwendet als Aluminium.
Fülle und Isotope
Fülle Erdkruste: 8,23 Gew. -%, 6,32 Mol – %
Fülle Sonnensystem: 56 gew. -%, 2,7 ppm Mol
Kosten, rein: 15,72 USD pro 100 g
Kosten, Masse: 0 USD.,20 pro 100g
Quelle: Aluminium ist nach Sauerstoff und Silizium das am häufigsten vorkommende Metall in der Erdkruste und das dritthäufigste Element in der Erdkruste. Aluminium ist zu reaktiv, um rein zu sein. Bauxit (hauptsächlich Aluminiumoxid) ist das wichtigste Erz.
Isotope: 15, deren Halbwertszeiten bekannt sind, Massenzahlen 22 bis 35. Von diesen kommen nur zwei natürlich vor: 27Al, das stabil ist, und 26Al, das radioaktiv ist, mit Halbwertszeit ist 7, 17 x 105 Jahre. 26Al wird durch kosmisches Bombardement von Argon in der Erdatmosphäre gebildet.,
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"Aluminum." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 26 Jul. 2014. Web. <https://www.chemicool.com/elements/aluminum.html>.