Buurelementen

{| border=1 bgcolor=#F9FFFF |----- |Be |B |C |----- |Mg |'Al |Si |----- |Ca/Zn |Ga |Ge |}

Aluminium is een scheikundig element met symbool Al en atoomnummer 13. Aluminium (Engels eveneens Alumínium, maar Amerikaans Alúminum) is een zilverwit, ductiel metaal. Het is stabiel aan de lucht, maar alleen dankzij een dun en gesloten oxidehuidje, dat het metaal een doffe indruk geeft. In aanwezigheid van kwikzouten vormt echter zich een oxide dat een niet-gesloten huid vormt. Onder die omstandigheden oxideert het metaal aan de lucht bijzonder snel en vliegt het in de brand. In fijnverdeelde toestand wordt het wel als vaste raketbrandstof, of in thermische lansen gebruikt.

Table of contents

1 Voorkomen 2 Vervaardiging 3 Toepassingen 4 Isotopen en datering 5 Toxicologie 6 Alumiumchemie

Voorkomen

Aangezien het dus eigenlijk een tamelijk onedel metaal is komt het niet in gedegen vorm is de natuur voor. In verbindingen echter is aluminium bijzonder algemeen. Aluminiumhoudende mineralen zijn verantwoordelijk voor een flink percentage (ca. 8,1%) van de aardkorst. Hoewel aluminium een bestanddeel is van klei, gebruikt de aluminiumindustrie als erts bij voorkeur het mineraal bauxiet. Dit wordt onder andere in Australië en Suriname gewonnen. Winning uit klei is moeilijker en daarmee onrendabel.

Vervaardiging

Verbindingen van aluminium waren al in de oudheid bekend. Zo werd aluin ondermeer gebruikt om bloedingen te stelpen. Het is echter niet eenvoudig het metaal uit aluin vrij te maken. Aluminium werd in 1807 ontdekt door Humhrey Davy, die het trachtte te bereiden uit aluminiumoxide. In 1825 bereidde Hans Christian Ørsted een onzuivere vorm van aluminium uit aluminiumchloride en kaliumamalgaam. Jaren lang was het metaal zo kostbaar dat het in ornamenten toegepast werd, getuige de massief aluminium kap op de toren van het Washington Monument. Pas in 1886 werd dankzij het Hall-Héroult proces de elektrochemische productie van het metaal op grote schaal mogelijk. Wel kost het naar verhouding veel energie om het metaal uit zijn verbindingen vrij te maken. Veel aluminium wordt daarom tegenwoordig in kringloop gebruikt.

Toepassingen

Het metaal is nu iets meer dan een eeuw beschikbaar, en in die tijd heeft het op stormachtige wijze de wereld veroverd. Het is economisch een bijzonder belangrijk metaal. Aluminium is licht (slechts een derde van het gewicht van staal of brons), en mits het een kleine hoeveelheid onzuiverheden bevat is het sterk, slijtvast en bestendig tegen corrosie. Het is een goede geleider, het is niet magnetisch, het vonkt niet, en het laat zich gemakkelijk vormen. Aluminium is daarmee het constructiemateriaal bij uitstek voor de vliegtuig- en ruimtevaartindustrie. Het metaal heeft een plasmonfrequentie van 15eV en is daarmee een uitstekende spiegel voor alle straling in het infrarode -, zichtbare -, en nabij-ultraviolette gebied; vooral als wordt voorkomen dat het spiegelend oppervlak aan oxidatie blootgesteld wordt. Het valt gemakkelijk op te dampen en aluminium spiegels worden wel in de astronomie gebruikt. Enige toepassingsgebieden:

• Vervoer (Auto,vliegtuig,ruimtevaartuig, trein, schip enz.)
• Verpakkingen (Bierblikje enz.)
• Huishoudapparatuur (ketels, bestek enz.)
• Kampeeruitrusting (vouwstoel, tent enz.)
• Elektrische leidingen (geleidbaarheid is ca 60% van die van koper)

Aluminium heeft negen isotopen maar slechts één stabiele isotoop ²⁷Al. Daarnaast komt op aarde een spoortje ²⁶Al voor. Deze radioisotoop is van kosmogene oorsprong. Meteorieten worden zo lang zij nog vrij door de ruimte zich bewegen blootgesteld aan een intensief bombardement van kosmische straling en daardoor ontstaat deze isotoop. Wanneer zij eenmaal de aarde bereikt hebben houdt dit productieproces op en begint de vervalklok te tikken, vergelijkbaar met de wijze waarop de ¹⁴C klok dat doet. De isotoop vervalt met een halfwaardetijd van 720.000 jaar. Dit vervalproces maakt het mogelijk de tijd te bepalen dat de meteoriet de aarde bereikt heeft. Onze atmosfeer bevat ook een kleine hoeveelheid ²⁶Al, die onder invloed van kosmische straling uit argon geproduceerd wordt. Dit aluminum kan gebruikt worden om afzettingsgesteenten en erosieverschijnselen te dateren op een schaal van honderduizenden tot miljoenen jaren.

Toxicologie

In het verleden is opschudding ontstaan doordat sommige onderzoekers een verband dachten te zien tussen aluminium en de ziekte van Alzheimer, maar recenter onderzoek heeft dit idee weerlegd. Het metaal heeft voor zo ver bekend geen biologische functie en geen grote giftigheid, tenzij het in forse hoeveelheden ingenomen wordt. In dat verband zal eerder gevaar te duchten zijn van maagzuurpillen, en wellicht van deodoranten, dan van het gebruik van aluminium kookgerei.

Alumiumchemie

De chemie van aluminium wordt beheerst door de neiging Al³⁺-ionen te vormen. Deze zijn in het algemeen niet erg oplosbaar. In salpeterzuur lost aluminium op onder vorming van het nitraat Al(NO₃)₃. Een oplossing van alumimiumnitraat is in zuur milieu stabiel maar bij verhoging van de zuurgraad slaat het hydroxide neer Al(OH)₃. Deze verbinding is echter amfoteer. Bij verdere verhoging van de pH gaat het echter weer in oplossing als aluminaat:

Al(OH)₃ =>[AlO(OH)₂]^-=>[AlO₂(OH)]^2- =>[AlO₃]^3-

• Al₂O₃: alumina (α, β en γ vorm)
• AlO(OH) Böhmiet
• Al(OH)₃ gibbsiet.

Zie ook:

• Scheikunde
• Periodiek systeem
  • Standaard
  • Alternatief
• Isotopen tabel
  • Complete tabel
  • Tabel in delen
• Lijst met elementen
  • Gesorteerd op naam
  • Gesorteerd op symbool
  • Gesorteerd op nummer
• Naburige elementen
  • Lager atoomnummer is Magnesium
  • Hoger atoomnummer is Silicium

• EnvironmentalChemistry.com - Aluminium
• WebElements.com - Aluminium