Fakta Om Aluminium

{h1}

Egenskaber, anvendelser og kilder til elementet aluminium. Også kendt som aluminium blev navnet ændret af american chemical society i 1925.

Aluminium: Det er ikke bare fundet i køleskabet, der er pakket om uger gamle rester. Dette element er det næststørste metalliske element i jordskorpen efter silicium. Den bruges i sodavand og anden emballage, i fly og biler, og selv i den snazzy iPhone 6.

Aluminiums rene bulk - omkring 8 procent af jordskorpen i vægt ifølge University of Wisconsin - gør det nemt at tage dette metal for givet. Men aluminium er letvægts (en tredjedel af stål- eller kobbervægten ifølge U.S. Geological Survey) og let at støbe, foldes og genbruges. Det modstår korrosion og står op til gentagen brug.

Det sjove ved aluminium er, at det ikke burde være så nyttigt overhovedet. Metalet oxiderer faktisk eller taber elektroner, den samme type reaktion, der får jern til rust. I modsætning til flakket jernoxid stikker produktet fra denne reaktion, aluminiumoxid, sig til det oprindelige metal og afskærer det fra yderligere henfald ifølge University of Wisconsin.

Bare fakta

  • Atomantal (antal protoner i kernen): 13
  • Atomisk symbol (på elementernes periodiske tabel): Al
  • Atomvægt (gennemsnitsmasse af atom): 26,9815386
  • Tæthed: 2,70 gram pr. Kubikcentimeter
  • Fase ved stuetemperatur: Fast
  • Smeltepunkt: 1.220.58 grader Fahrenheit (660.32 grader Celsius)
  • Kogepunkt: 4.566 grader F (2.519 grader C)
  • Antal isotoper (atomer af samme element med et andet antal neutroner): 22, en stabil
  • Mest almindelige isotoper: Al-27 (stabil) og Al-26 (radioaktiv, halveringstid 730.000 år)

Mirakel metal

Aluminium former i stjerner i en fusionsreaktion, hvor magnesium opfanger et ekstra proton, ifølge Chemicool, et kemi website skabt af David D. Hsu fra Massachusetts Institute of Technology. Det findes dog ikke i ren form i naturen; i jordens skorpe forekommer aluminium hyppigst som en forbindelse kaldet alun (kaliumaluminiumsulfat).

Den danske kemiker Hans Christian Oersted klarte først at udvinde aluminium fra alun i 1825, ifølge Thomas Jefferson National Accelerator Facility. Senere forskere raffinerede processen for wresting aluminium for alum, men kunne ikke bringe prisen ned til praktiske niveauer. I årtier var aluminium mere værdsat end guld: Napoleon III, den første præsident i Den Franske Anden Republik, der begyndte i 1848, serverede stolt sine mest ærede gæster ved hjælp af aluminiumsplader og bestik, fordi det var så sjældent metal ifølge The Aluminum Association. Napoleon III havde efter sigende også en aluminiumskrammel fremstillet til sin søn, ifølge en artikel fra 1911 i Good Housekeeping Magazine.

Endelig i 1886 opfandt en fransk ingeniør ved navn Paul Heroult og en Oberlin-kemikandidat ved navn Charles Hall selvstændigt en proces, hvor aluminiumoxid smeltes i kryolit (natriumaluminiumfluorid) og underkastes en elektrisk strøm ifølge American Chemical Society. Hall-Heroult-processen bruges stadig til at producere aluminium i dag sammen med Bayer-processen, der udvinder aluminium fra bauxitmalm, ifølge ACS.

Aluminiums eneste stabile form er Al-27, og de fleste isotoper har halveringstider på blot millisekunder, hvilket betyder, at de er gået i mindre end et blinke i øjet. Men Al-26, aluminiums længstvarende radioaktive isotop, har en halveringstid på omkring 730.000 år. Denne isotop er fundet i stjerneformende regioner i galaksen, ifølge en januar 2006 undersøgelse i tidsskriftet Nature. I den undersøgelse anvendte NASA-forskere detekterbare udbrud af Al-26 for at bestemme supernovaer eller stjerneeksplosioner. Ved hjælp af disse Al-26 fingeraftryk skønnede forskerne, at der sker en supernova hvert femte år i gennemsnit i Vækstens galakse, og at der hvert år fødes syv nye stjerner.

Der kan man bare se?

  • Aluminium er rigeligt: ​​I 2012 blev der ifølge US Environmental Protection Agency (EPA) produceret 1,9 millioner tons aluminium til containere og emballage alene. En anden 1,7 millioner tons gik mod apparater, køretøjsdele og andre varige varer.
  • En enkelt Boeing-747 indeholder 147.000 pounds (mere end 66.000 kg) aluminium, ifølge Chemicool.
  • Prøv ikke dette hjemme (medmindre du har en dampplade). Aluminiumspulver plus jod plus et par dråber vand skaber et ret skærmbillede: Skyer af giftig lilla ioddamp og så pludselig flamme. Reaktionen er en demonstration af, hvordan reaktivt aluminium virkelig kan være.
  • Genbruge! Genanvendelse af aluminium tager kun 5 procent af den energi, der er nødvendig for at udvinde nyt aluminium fra malm, ifølge EPA. Fra og med 2012 lavede omkring 55 procent af aluminiumsbeholdere til genbrugsbeholderen.
  • Den øverste del af Washington Monument er dækket med en aluminiumspyramide på 8,9 tommer (22,6 centimeter). Aluminiumshætten tjente oprindeligt som toppunktet for monumentets lynstang, selvom det måtte forstærkes med kobberstænger, da det blev klart, at hætten alene ikke kunne forhindre skade, ifølge en artikel fra 1995 i Journal of the Minerals, Metals and Materialesamfund.
  • Det kan af Coke ikke have været ude af hylden for længe. Ifølge Aluminium Association kan en aluminiumsbeholder tage så lidt som 60 dage at komme tilbage som en ny dåse efter genbrug.
  • Trippy: Omkring 75 procent af al aluminium, der nogensinde er lavet, er stadig i brug takket være genanvendelse, ifølge Aluminium Association.

Nuværende forskning

Måske var aluminiums mest kendte udseende på den nylige forskningsscene i 2011, da den spillede en rolle i Nobelprisen i Kemi. Prisvinneren, materialforsker Dan Shechtman fra Technion-Israel Institute of Technology, opdagede kvasikrystaller, molekylære strukturer af ikke-gentagende mønstre. Materialet, hvor Shechtman opdagede disse kvasikrystaller, var en blanding af mangan og aluminium.

Der er hundredvis af aluminiumlegeringer, eller blandes med andre metaller på markedet, ifølge Yuntian Zhu, en professor i materialer og ingeniørvidenskab ved North Carolina State University. Alu alene er let, men svagt, så andre metaller tilsættes for at give det mere muskel.

Zhu og hans kolleger tog dette koncept ekstremt og skabte aluminium så stærkt som stål, rapporterede de i et papir, der blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications i 2010. Ved at udsætte aluminium blandet med lidt magnesium og zink til ekstremt pres fandt forskerne, at de kunne blande kornets aluminium ned til nano-størrelse. Disse mindre korn giver legeringen mulighed for at bevæge sig, så den ikke bliver sprød og snapper som keramik under tryk. Men bevægelsen er modstridende nok til, at materialet forbliver meget stærkt.

"Nanostrukturen gør det meget svært for dislokation at flytte, men samtidig, når du anvender en kraft, der er høj nok, vil den tillade det at bevæge sig," Zhu fortalte WordsSideKick.com.

I øjeblikket kan forskerne kun lave små mængder af denne superstyrke aluminiumslegering ad gangen, hvilket betyder, at kommercielle applikationer endnu ikke er mulige.

I mellemtiden bruger forskere i Oregon avanceret teknologi til at studere vandigt aluminium eller aluminiumforbindelser dannet i vand, især aluminiumoxider. Aluminiumoxider er forbindelser, der omfatter både aluminium og ilt.

"Aluminiumoxid, især i filmform, bruges i mange forskellige industrier," sagde Douglas Keszler, direktør for Center for Sustainable Materials Chemistry ved Oregon State University. Disse film gør gode ridsefaste, korrosionsbestandige barrierer; Aluminiumoxider anvendes også i vandbehandling til udfældning af små partikler, fortalte Keszler WordsSideKick.com.

Keszler og hans team arbejder på at analysere de blæklignende løsninger, der kan opvarmes og tørres i aluminiumoxidfilm.

"Vi har ikke de kemiske teknikker, der tillader os samtidig med sådanne løsninger at identificere både sammensætningen og strukturen, den molekylære struktur af, hvad der er i løsningen," sagde Keszler. "Så hvad vi har gjort er at tage nogle helt nye laser teknikker og kombinere det med high-power beregninger for at kunne udlede sammensætningen og strukturen samtidig."

Når de forstår de løsninger, Keszler sagde, kan forskerne bedre styre processen med at producere filmene - og lære at gøre dem på energieffektive måder. Lige nu er holdet meget begejstret for at bruge filmene til elektron tunneling. Ved at sandwiche en meget ren aluminiumoxidfilm mellem to elektroder, siger Keszler, forskerne er meget tæt på at få elektroner til at hoppe fra en elektrode til den anden uden at skulle interagere med filmen: "Væsentlig øjeblikkelig overførsel fra en elektrode til den anden, "Sagde keszler

Denne elektron tunneling enhed kunne bruges som en billig og simpel switch, sagde Keszler.

Yderligere ressourcer

  • Her er et indvendigt blik på hvorfor aluminium koster måske mere end det burde - en undersøgelsesrapport fra New York Times om den oppustede aluminiumpris.
  • Se under emhætten på en iPhone og find ud af hvilke kemiske elementer som aluminium, gør smarttelefonen kryds i denne video produceret af American Chemical Society.
  • Denne Discovery kanal video giver et visuelt blik på, hvordan aluminium dåser er genbrugt.
  • Vidste du, at sci-fi-forfatteren Jules Verne skrev om en aluminiumsrumraket i sin roman "Journey to the Moon" - Find ud af mere historiske fakta om aluminium på Aluminium Association hjemmeside.

Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+.


Video Supplement: Aluminum and Mercury.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com