Įvadas
Tai sidabriškai baltas, lengvas, plastiškas , kalus, tąsus ir lengvai poliruojamas metalas, atspindi šviesą ir geras elektros laidininkas. Lengvai ištempiamas į vielą. Tai chemiškai aktyvus el., ore ir H2O pasyvuoja susidarant patvariai oksido ar hidroksido plėvelei. Tačiau jei neoksiduotas, aliuminio amalgama, reaguoja.
Istorinė apžvalga
Senovės romėnai dar prieš du su puse tūkstančio metų žinojo žodį aliumen – taip jie vadino alūną išėsdinimui. Graikų filosofo Platono, gyvenusio V a. pr. m. e., kūriniuose yra pasakojimas apie mitinį žemyną – Atlantidą. Platonas teigia, kad senovės atlantai, be sidabro ir aukso, turėjo dar vieną metalą, kurį ,,to meto žmonės po aukso labiausiai vertino” – orichalką. Kai kurie mokslininkai mano, kad orachalku buvo pavadintas vario ir aliuminio lydinys.
Pirmasisi negryną aliuminį 1825 m. gavo danų mokslininkas Hansas Kristianas Erstedas (1777 – 1851 m.). Jis pro įkaitintą ir su anglimis sumaišytą Al2O3 leido chloro dujas ir gavo bevandenį aliuminio chloridą. Kaitindamas AlCl3 su kalio amalgama gavo aliuminio amalgamą, iš kurios išgarinęs gyvsidabrį pamatė pilkus miltelius. Tai ir buvo aliuminis, tik negrynas.
1827 m. vokiečių chemikas Frydrichas Vėleris (1800 – 1882 m.) atliko tą pačią reakciją (AlCl3 redukcija kaliu) ir gavo gryną aliuminį.
1825 m. aliuminis buvo 1500 kartų brangesnis už geležį, dabar – apie 3 kartus.
1855 m. liepos 18 d. Žavelio gamykloje buvo gautas pirmasis pramoninio aliuminio luitas. Per vieną gamybinį ciklą buvo gaunama 6 – 8 kg aliuminio. Šis metodas, kurį pasiūlė prancūzų chemikas Anri Etjenas Sent Kleras Devilis (1818 – 1881 m.), nuo ankstesnio skyrėsi tuo, kad vietoj aliuminio chlorido buvo naudojamas aliuminio ir natrio chloridų mišinys, o vietoj kalio – natris. Reakcija buvo ne tokia pavojinga kaip dirbant su kaliu, todėl buvo galima naudoti daug daugiau pradinių medžiagų ir kartu padidinti gamybos apimtį. Aliuminio kaina iš karto krito.
1855 m. Pasaulinėje parodoje Paryžiuje pirmąkart buvo demonstruojamas aliuminio luitas, į kurį buvo žiųrima kaip į rečiausią brangenybę.
Aliuminio radimas gamtoje
Aliuminis yra vienas labiausiai paplitusių Žemės plutos elementų ir labiausiai paplitęs metalas.
Gamtoje aliuminis randamas tik junginiuose. Svarbiausia mineralų grupė- putnagai. Tai vieni aliumosilikatų, kurie sudaro apie 50% Žemės plutos masės. Jų cheminė sudetis gana įvairi, tačiau vyrauja natrio, kalio ir kalcio aliumosilikatai. Šiai grupei priklauso dar daug kitų mineralų – leucitas, nefelinas, kai kurie žėručiai, ceolitai, skapolitai. Aliumosilikatų yra daugelyje magminių, vulkaninių ir metamorfinių uolienų.
Dūlėjant šiems mineralams ir uolienoms šarminius ir šarminių žemių metaluspakeičia vanduo. Aliumosilikatai virsta kaolinu. Kaolinas yra šviesi nuosėdinė uoliena, kurios svarbiausias mineralas – kaolinitas Al4[Si4O10](OH)8.
Kaolinas yra pagrindinė molio sudedamoji dalis. Be priemaišų yra baltas – geležies ir mangano oksidai suteikia moliui rudą spalvą.
Kitos nuosedinės uolienos, sudarytos iš molio su smėlio priemaiša, yra mergelis ir priemolis.
Priklausomai nuo aplinkos sąlygų aliumosilikatai yra toliau, aliuminis atsiskiria nuo silicio ir susidaro hidroksidų mišinys – boksitas (Al2O3 H2O; Al2O3 nH2O ir kiti). Tai svarbiausias aliuminio gavybos mineralas.
Gavimas iš rūdų
Svarbiausioji aliminio rūda – boksitas – turi savyje Fe2O3 priemaišų, kurias būtina pašalinti. Gryninant boksitą pasinaudojama tuo, kad Al2O3 yra amfoterinis oksidas, todėl tirpsta NaOH(aq) tirpale. Fe2O3 šarmų tirpaluose netirpsta.
Al2O3(k) + 2 OH-(aq) + 3 H2O 2 [Al(OH)4]-(aq)
[Al(OH)4]- tirpalą silpnai parūgštinus arba praskiedus vandeniu susidaro Al(OH)3(k) nuosėdos. Kaitinamas Al(OH)3 skyla ir susidaro grynas Al2O3.
[Al(OH)4]-(aq) + H3O+(aq) Al(OH)3(k) + 2 H2O