aluminium: il ne se trouve pas seulement dans le réfrigérateur enroulé autour de restes d’une semaine. Cet élément est le deuxième élément métallique le plus abondant dans la croûte terrestre après le silicium. Il est utilisé dans les canettes de soda et autres emballages, dans les avions et les automobiles, et même dans cet iPhone 6 chic.
la masse pure de l’aluminium — environ 8 pour cent de la croûte terrestre en poids, selon L’Université du Wisconsin — rend facile de prendre ce métal pour acquis. Mais l’aluminium est léger (un tiers du poids de l’acier ou du cuivre, selon les États-Unis., Geological Survey) et facile à mouler, plier et recycler. Il résiste à la corrosion et résiste à une utilisation répétée.
la chose amusante à propos de l’aluminium est qu’il ne devrait pas être si utile du tout. Le métal s’oxyde ou perd facilement des électrons, le même type de réaction qui provoque la rouille du fer. Cependant, contrairement à l’oxyde de fer flakey, le produit de cette réaction, l’oxyde d’aluminium, colle au métal d’origine, le protégeant d’une dégradation supplémentaire, selon L’Université du Wisconsin.,
juste les faits
- numéro atomique (nombre de protons dans le noyau): 13
- symbole atomique (sur le tableau périodique des éléments): Al
- Poids atomique (masse moyenne de l’atome): 26,9815386
- densité: 2,70 grammes par centimètre cube
- Phase à température ambiante: solide
- point de fusion: 1,220.58 degrés Fahrenheit (660.,32 degrés Celsius)
- point D’ébullition: 4 566 degrés F (2 519 degrés C)
- Nombre d’isotopes (atomes du même élément avec un nombre différent de neutrons): 22, un stable
- isotopes les plus courants: Al-27 (stable) et Al-26 (radioactif; demi-vie 730 000 ans)
métal miracle
l’aluminium se forme dans les étoiles dans une réaction de fusion dans laquelle le magnésium capte un proton supplémentaire, selon chemicool, un site Web de chimie créé par David D. Hsu du Massachusetts Institute of Technology., Il ne se trouve pas sous forme pure dans la nature, cependant; dans la croûte terrestre, l’aluminium se produit le plus souvent sous forme de composé appelé alun (sulfate d’aluminium de potassium).
le chimiste danois Hans Christian Oersted a réussi pour la première fois à extraire de l’aluminium de l’alun en 1825, selon le Thomas Jefferson National Accelerator Facility. Plus tard, les scientifiques ont affiné le processus de lutte contre l’aluminium pour l’alun, mais ont été incapables de ramener le prix à des niveaux pratiques., Pendant des décennies, l’aluminium était plus prisé que l’or: Napoléon III, premier président de la Deuxième République française à partir de 1848, servait fièrement ses invités les plus honorés en utilisant des assiettes et des couverts en aluminium, car c’était un métal si rare, selon L’association de l’aluminium. Napoléon III aurait également fait fabriquer un hochet en aluminium pour son fils, selon un article de 1911 dans le magazine Good Housekeeping.,
enfin, en 1886, un ingénieur français nommé Paul Heroult et un diplômé en chimie D’Oberlin nommé Charles Hall inventent indépendamment un procédé dans lequel l’oxyde d’aluminium est fondu dans de la cryolite (fluorure d’aluminium de sodium) et soumis à un courant électrique, selon L’American Chemical Society. Le procédé Hall-Heroult est encore utilisé pour produire de l’aluminium aujourd’hui, ainsi que le procédé Bayer, qui extrait l’aluminium du minerai de bauxite, selon L’ACS.,
la seule forme stable de L’aluminium est Al-27, et la plupart des isotopes ont des demi-vies de quelques millisecondes, ce qui signifie qu’ils ont disparu en moins d’un clin d’œil. Mais Al-26, l’isotope radioactif le plus durable de l’aluminium, a une demi-vie d’environ 730 000 ans. Cet isotope se trouve dans les régions de formation d’étoiles de la galaxie, selon une étude publiée en janvier 2006 dans la revue Nature. Dans cette étude, les chercheurs de la NASA ont utilisé des rafales détectables D’Al-26 pour identifier les supernovas, ou explosions d’étoiles., En utilisant ces empreintes Al-26, Les scientifiques ont estimé qu’une supernova se produisait tous les 50 ans, en moyenne, dans la galaxie de la Voie Lactée, et que chaque année, sept nouvelles étoiles naissaient.
Qui le savait?
- L’aluminium est abondant: en 2012, selon L’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis, 1,9 million de tonnes d’aluminium ont été produites pour les seuls conteneurs et emballages. 1,7 million de tonnes supplémentaires ont été consacrées aux appareils électroménagers, aux pièces de véhicules et à d’autres biens durables.,
- Un seul Boeing-747 contient 147 000 livres (plus de 66 000 kilogrammes) d’aluminium, selon Chemicool.
- n’essayez pas cela à la maison (sauf si vous avez une hotte aspirante). La poudre d’aluminium, l’iode et quelques gouttes d’eau créent tout un spectacle: des nuages de vapeur d’iode pourpre toxique, puis une flamme soudaine. La réaction est une démonstration de la façon dont l’aluminium réactif peut vraiment être.
- Recycler! Le recyclage de l’aluminium ne prend que 5% de l’énergie nécessaire pour extraire le nouvel aluminium du minerai, selon L’EPA., En 2012, environ 55% des canettes de boissons en aluminium sont passées dans le bac de recyclage.
- Le sommet du Washington Monument est coiffé d’une pyramide en aluminium de 8,9 pouces (22,6 centimètres). Le capuchon en aluminium a d’abord servi de sommet au paratonnerre du monument, bien qu’il ait dû être augmenté de tiges de cuivre lorsqu’il est devenu clair que le capuchon à lui seul ne pouvait pas empêcher les dommages, selon un article publié en 1995 dans le Journal of the Minerals, Metals and Materials Society.
- cette canette de Coke n’a peut-être pas été sur l’étagère depuis longtemps., Selon L’association de L’aluminium, une boîte en aluminium prend aussi peu que 60 jours pour retourner comme une nouvelle boîte après le recyclage.
- Trippy: environ 75% de tout l’aluminium jamais fabriqué est toujours utilisé, grâce au recyclage, selon L’association de l’aluminium.
recherche actuelle
L’apparition la plus célèbre de l’aluminium sur la scène de la recherche récente a peut-être eu lieu en 2011, lorsqu’il a joué un rôle dans le prix Nobel de chimie., Le lauréat du prix, le scientifique des matériaux Dan Shechtman de L’Institut de technologie Technion-Israël, a découvert des quasicristaux, des structures moléculaires de motifs non répétitifs. Le matériau dans lequel Shechtman a découvert ces quasicristaux était un mélange de manganèse et d’aluminium.
Il existe des centaines d’alliages d’aluminium, ou de mélanges avec d’autres métaux, sur le marché, selon Yuntian Zhu, professeur de matériaux et de sciences de l’ingénierie à L’Université D’État de Caroline du Nord. L’aluminium seul est léger mais faible, donc d’autres métaux sont ajoutés pour lui donner plus de muscle.,
Zhu et ses collègues ont poussé ce concept à l’extrême, créant de l’aluminium aussi solide que de l’acier, ont-ils rapporté dans un article publié dans la revue Nature Communications en 2010. En soumettant l’aluminium mélangé avec un peu de magnésium et de zinc à une pression extrême, les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient écraser les grains d’aluminium jusqu’à la taille nanométrique. Ces grains plus petits permettent à l’alliage de se déplacer, de sorte qu’il ne devienne pas cassant et s’enclenche comme de la céramique sous pression. Mais le mouvement est assez rancunier pour que le matériau reste très fort.,
« la nanostructure rend très difficile le déplacement de la dislocation, mais en même temps, lorsque vous appliquez une force suffisamment élevée, elle lui permettra de se déplacer », a déclaré Zhu à Live Science.
actuellement, les chercheurs ne peuvent fabriquer que de petites quantités de cet alliage d’aluminium super résistant à la fois, ce qui signifie que les applications commerciales ne sont pas encore possibles.
pendant ce temps, en Oregon, des chercheurs utilisent une technologie de pointe pour étudier l’aluminium aqueux, ou les composés d’aluminium formés dans l’eau, en particulier les oxydes d’aluminium., Les oxydes d’aluminium sont des composés qui comprennent à la fois l’aluminium et l’oxygène.
« l’oxyde d’aluminium, en particulier sous forme de film, est utilisé dans de nombreuses industries différentes », a déclaré Douglas Keszler, directeur du Center for Sustainable Materials Chemistry de L’Oregon State University. Ces films font de bonnes barrières résistantes aux rayures et à la corrosion; les oxydes d’aluminium sont également utilisés dans le traitement de l’eau pour précipiter de minuscules particules, a déclaré Keszler à Live Science.,
Keszler et son équipe travaillent à analyser les solutions de type encre qui peuvent être chauffées et séchées dans des films d’oxyde d’aluminium.
« Nous n’avons pas les techniques chimiques qui nous permettent simultanément, avec de telles solutions, d’identifier à la fois la composition et la structure, la structure moléculaire de ce qui est dans la solution », a déclaré Keszler. « Donc, ce que nous avons fait, c’est prendre des techniques laser flambant neuves et combiner cela avec des calculs de haute puissance pour être en mesure de déduire simultanément la composition et la structure., »
Une fois qu’ils ont compris les solutions, a déclaré Keszler, les chercheurs peuvent mieux contrôler le processus de production des films — et apprendre à les fabriquer de manière économe en énergie. À l’heure actuelle, l’équipe est très enthousiaste à l’idée d’utiliser les films pour le tunneling électronique. En prenant en sandwich un film d’oxyde d’aluminium très pur entre deux électrodes, a déclaré Keszler, les scientifiques sont très proches de faire sauter des électrons d’une électrode à l’autre sans jamais interagir avec le film: « essentiellement, transfert instantané d’une électrode à l’autre », a déclaré Keszler.,
Ce dispositif de tunnel électronique pourrait être utilisé comme un commutateur simple et bon marché, a déclaré Keszler.
ressources supplémentaires
- voici un aperçu des raisons pour lesquelles l’aluminium coûte peut — être plus qu’il ne devrait-un rapport d’enquête du New York Times sur le prix gonflé de l’aluminium.
- regardez sous le capot d’un iPhone et découvrez quels éléments chimiques, tels que l’aluminium, font tiquer le smartphone dans cette vidéo produite par L’American Chemical Society.
- cette vidéo de Discovery channel donne un aperçu visuel de la façon dont les canettes en aluminium sont recyclées.,
- saviez-vous que L’écrivain de science — fiction Jules Verne a écrit sur une fusée spatiale en aluminium dans son roman « Journey to The Moon » – Découvrez plus de faits historiques sur l’aluminium sur le site Web de L’association de L’aluminium.
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