Aluminio
El aluminio es un elemento químico que se clasifica como metal no ferromagnético. Fue descubierto en la década de 1750 por Andreas Marggraf.
Descubrimiento del Aluminio
La gente ha utilizado el alumbre desde la antigüedad con diversos propósitos, como teñir y broncear, así como para detener el sangrado. El alumbre, que es sulfato de potasio y aluminio, despertó la curiosidad de varios químicos en el pasado.
En la década de 1750, el químico alemán Andreas Marggraf realizó un importante descubrimiento. Utilizando una solución alcalina, precipitó una nueva sustancia a partir del alumbre. Previamente, en 1746, Marggraf también fue el primero en aislar el zinc.
La sustancia obtenida por Marggraf fue llamada alúmina por el químico francés Louis de Morveau en 1760. Posteriormente, se descubrió que la alúmina es el óxido de aluminio, con la fórmula química Al2O3.
Tanto Marggraf como De Morveau creían que la alúmina contenía un nuevo elemento metálico, aunque ninguno pudo extraerlo del óxido.
No fue hasta 1807 o 1808 cuando el químico inglés Humphry Davy logró descomponer la alúmina en un arco eléctrico para obtener un metal. Sin embargo, el metal obtenido no era aluminio puro, sino una aleación de aluminio y hierro. En un principio, Davy lo llamó aluminio.
El aislamiento del aluminio puro ocurrió en 1825, cuando Hans Christian Ørsted en Copenhague, Dinamarca, produjo aluminio al reducir cloruro de aluminio con una amalgama de potasio y mercurio.
Más tarde, el químico alemán Friedrich Wöhler repitió el experimento de Ørsted, pero solo logró obtener potasio metálico. No obstante, dos años después, Wöhler desarrolló un método que consistía en hacer reaccionar tricloruro de aluminio volatilizado con potasio, obteniendo pequeñas cantidades de aluminio.
Aunque Berzelius atribuyó el logro a Wöhler en 1856, recientes experimentos demostraron que el método de Ørsted también podía dar resultados satisfactorios. Por ello, Ørsted ha sido reconocido como el descubridor del aluminio.
Durante décadas, el aluminio era una rareza, costoso de producir y más valioso que el oro. Sin embargo, en 1854, Henri Saint-Claire Deville en París, Francia, encontró una forma más económica de aislar el aluminio al reemplazar el potasio por sodio en la reacción. Aunque esto hizo que el aluminio se popularizara, aún se utilizaba principalmente para fines ornamentales debido a su precio.
Finalmente, en 1886, Charles Martin Hall de Estados Unidos y Paul Héroult de Francia inventaron de forma independiente el proceso Hall-Héroult, que permitía aislar electrolíticamente el aluminio metálico de su óxido de manera económica. Este proceso sigue siendo el método predominante para la producción de aluminio en la actualidad.
Datos interesantes sobre el aluminio
- La fabricación de aluminio requiere mucha energía: 17,4 megavatios hora de energía eléctrica para producir una tonelada métrica de aluminio; eso es tres veces más energía de la que se necesita para fabricar una tonelada métrica de acero.
- El aluminio es un gran metal para reciclar. El reciclaje utiliza solo el 5% de la energía necesaria para producir aluminio a partir de su mineral, la bauxita.
- El aluminio no se adhiere a los imanes en condiciones normales.
- Hay más aluminio en la corteza terrestre que cualquier otro metal. Con alrededor del 8 por ciento, el aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza de nuestro planeta, detrás del oxígeno y el silicio.
- A pesar de su gran abundancia, en la década de 1850 el aluminio era más valioso que el oro. En 1852, el precio del aluminio era de 1200€ por kg y el oro de 664€ por kg.
- Los precios del aluminio ilustran los peligros de la especulación financiera: en 1854 Saint-Claire Deville encontró una forma de reemplazar el potasio con sodio mucho más barato en la reacción para aislar el aluminio. Para 1859, el precio del aluminio era de 37€ por kg; su precio había bajado un 97% en solo cinco años.
- Mientras que el artículo anterior destaca los peligros de la especulación, este artículo destaca uno de los triunfos de la química: el proceso electrolítico de Hall-Heroult se descubrió en 1886. Para 1895, el precio del aluminio había caído a solo 1,20€ por kg.
- Las piedras preciosas de rubí son principalmente óxido de aluminio en el que una pequeña cantidad de iones de aluminio han sido reemplazadas por iones de cromo.
- El aluminio se produce en los fuegos nucleares de estrellas pesadas cuando un protón se suma al magnesio. (El magnesio mismo se produce en las estrellas mediante la fusión nuclear de dos carbonos.)
El aluminio es el metal más abundante en la corteza de nuestro planeta: sólo el oxígeno y el silicio son más abundantes. Imagen por USGS.
Apariencia y Características
Efectos nocivos:
Sin problemas probados; la ingestión puede causar la enfermedad de alzheimer.
Características:
El aluminio es un metal de color blanco plateado. No se adhiere a los imanes (es paramagnético, por lo que su magnetismo en condiciones normales es muy, muy débil). Es un excelente conductor eléctrico, y es de baja densidad y alta ductilidad. Es demasiado reactivo para encontrarse comúnmente como metal aunque, muy raramente, se puede encontrar el metal nativo.
La apariencia del aluminio es opaca y su reactividad está pasivada por una película de óxido de aluminio que se forma naturalmente en la superficie del metal en condiciones normales. La película de óxido da como resultado un material que resiste la corrosión. La película se puede espesar usando electrólisis o agentes oxidantes y el aluminio en esta forma resistirá el ataque de ácidos diluidos, álcalis diluidos y ácido nítrico concentrado.
El aluminio se encuentra lo suficientemente lejos en el lado derecho de la tabla periódica que muestra algunos indicios de comportamiento no metálico, reaccionando con álcalis calientes para formar iones de aluminato [Al(OH)4], así como la reacción más típica de metales con ácidos para liberar hidrógeno (gas) y forman el ion metálico cargado positivamente, Al3+. es decir, el aluminio es anfótero.
El aluminio puro es bastante blando y carece de fuerza. El aluminio utilizado en aplicaciones comerciales tiene pequeñas cantidades de silicio y hierro (menos del 1 %), lo que resulta en una resistencia y dureza muy mejoradas.
Usos del Aluminio
- Como resultado de su baja densidad, bajo costo y resistencia a la corrosión, el aluminio se usa ampliamente en todo el mundo.
- Se utiliza en una amplia gama de productos, desde latas de bebidas hasta marcos de ventanas y desde barcos hasta aviones. Un Boeing 747-400 contiene 66 150 kg de aluminio de alta resistencia.
- A diferencia de algunos metales, el aluminio no tiene aroma, de ahí su uso generalizado en envases de alimentos y ollas.
- Aunque no es tan bueno como la plata o el cobre, el aluminio es un excelente conductor eléctrico. También es considerablemente más barato y liviano que estos metales, por lo que se usa ampliamente en líneas eléctricas aéreas.
- De todos los metales, solo el hierro se usa más ampliamente que el aluminio.
Abundancia e isótopos
- Abundancia en la corteza terrestre: 8,23 % en peso, 6,32 % en moles
- Abundancia en el sistema solar: 56 ppm por peso, 2,7 ppm por moles
- Coste de producción puro: 15,72€ por 100g
- Coste de producción a granel: 0,20€ por 100g
- Fuente: El aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre y el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre, después del oxígeno y el silicio. El aluminio es demasiado reactivo para encontrarse puro. La bauxita (principalmente óxido de aluminio) es el mineral más importante.
- Isótopos: 15 cuyas vidas medias se conocen, números de masa 22 a 35. De estos, solo dos ocurren naturalmente: 27 Al, que es estable, y 26 Al, que es radiactivo con una vida media de 7.17 x 10 5 años. 26 Al se forma por el bombardeo de rayos cósmicos de argón en la atmósfera terrestre.
| Símbolo | Al |
| Número atómico | 13 |
| Valencias | +3 |
| Peso atómico | 26,98 |
| Punto de ebullición (ºC) | +2519 |
| Punto de fusión (ºC) | +660 |
| Densidad (Kg/m3) | 2698,4 |
| Estructura atómica | [Ne] 3s2 3p1 |
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