Alluminio: non si trova solo nel frigorifero avvolto intorno agli avanzi di una settimana. Questo elemento è il secondo elemento metallico più abbondante nella crosta terrestre dopo il silicio. È usato in lattine di soda e altri imballaggi, in aerei e automobili, e anche in quello sgargiante iPhone 6.
La massa pura dell’alluminio — circa l ‘ 8% della crosta terrestre in peso, secondo l’Università del Wisconsin — rende facile dare per scontato questo metallo. Ma l’alluminio è leggero (un terzo del peso dell’acciaio o del rame, secondo gli Stati Uniti, Geological Survey) e facile da modellare, piegare e riciclare. Resiste alla corrosione e resiste all’uso ripetuto.
La cosa divertente di alluminio è che non dovrebbe essere così utile a tutti. Il metallo in realtà ossida, o perde elettroni, facilmente, lo stesso tipo di reazione che provoca la ruggine del ferro. Tuttavia, a differenza dell’ossido di ferro flakey, il prodotto di questa reazione, l’ossido di alluminio, si attacca al metallo originale, proteggendolo da ulteriori decadimenti, secondo l’Università del Wisconsin.,
Solo i Fatti
- Numero Atomico (numero di protoni nel nucleo): 13
- Simbolo Atomico (sulla Tavola Periodica degli Elementi): Al
- Peso Atomico (media massa dell’atomo): 26.9815386
- Densità: 2.70 grammi per centimetro cubo
- Fase a Temperatura ambiente: Tinta
- Punto di Fusione: 1,220.58 gradi Fahrenheit (660.,32 gradi Celsius)
- Punto di Ebollizione: 4,566 gradi F (2,519 gradi C)
- Numero di isotopi (atomi di uno stesso elemento con diverso numero di neutroni): 22, uno stabile
- la Maggior parte dei comuni isotopi: Al-27 (stabile) e Al-26 (radioattivi; half-life 730.000 anni)
Miracolo in metallo
in Alluminio forme di stelle in una reazione di fusione in cui il magnesio prende un extra protone, secondo Chemicool, una chimica sito web creato da David D. Hsu del Massachusetts Institute of Technology., Non si trova in forma pura in natura, tuttavia; nella crosta terrestre, l’alluminio si presenta più frequentemente come un composto chiamato allume (solfato di alluminio di potassio).
Il chimico danese Hans Christian Oersted riuscì per la prima volta ad estrarre l’alluminio dall’allume nel 1825, secondo il Thomas Jefferson National Accelerator Facility. Più tardi gli scienziati hanno perfezionato il processo per strappare l’alluminio per l’allume, ma non sono stati in grado di portare il prezzo a livelli pratici., Per decenni, l’alluminio è stato più apprezzato dell’oro: Napoleone III, il primo presidente della Seconda Repubblica francese a partire dal 1848, ha servito con orgoglio i suoi ospiti più onorati usando piatti e posate in alluminio, perché era un metallo così raro, secondo l’Associazione Alluminio. Secondo un articolo del 1911 della rivista Good Housekeeping, Napoleone III fece anche fare un sonaglio di alluminio per suo figlio.,
Infine, nel 1886, un ingegnere francese di nome Paul Heroult e un laureato in chimica di Oberlin di nome Charles Hall inventarono autonomamente un processo in cui l’ossido di alluminio viene fuso in criolite (fluoruro di alluminio di sodio) e sottoposto a una corrente elettrica, secondo l’American Chemical Society. Il processo Hall-Heroult è ancora usato per produrre alluminio oggi, insieme al processo Bayer, che estrae l’alluminio dal minerale di bauxite, secondo l’ACS.,
L’unica forma stabile dell’alluminio è Al-27, e la maggior parte degli isotopi ha emivita di semplici millisecondi, il che significa che sono spariti in meno di un batter d’occhio. Ma Al-26, l’isotopo radioattivo più duraturo dell’alluminio, ha un’emivita di circa 730.000 anni. Questo isotopo si trova nelle regioni di formazione stellare nella galassia, secondo uno studio del gennaio 2006 sulla rivista Nature. In quello studio, i ricercatori della NASA hanno utilizzato raffiche rilevabili di Al-26 per individuare le supernove, o esplosioni stellari., Usando queste impronte Al-26, gli scienziati hanno stimato che una supernova si verifica ogni 50 anni, in media, nella galassia della Via Lattea e che ogni anno nascono sette nuove stelle.
Chi lo sapeva?
- L’alluminio è abbondante: nel 2012, secondo l’Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti (EPA), sono state prodotte 1,9 milioni di tonnellate di alluminio solo per contenitori e imballaggi. Altri 1,7 milioni di tonnellate sono andati verso elettrodomestici, parti di veicoli e altri beni durevoli.,
- Un singolo Boeing-747 contiene 147.000 libbre (più di 66.000 chilogrammi) di alluminio, secondo Chemicool.
- Non provarlo a casa (a meno che tu non abbia una cappa aspirante). Polvere di alluminio più iodio più poche gocce d’acqua creano un bel display: nuvole di vapori di iodio viola tossici e poi fiamme improvvise. La reazione è una dimostrazione di come l’alluminio reattivo possa davvero essere.
- Riciclare! Il riciclaggio dell’alluminio richiede solo il 5% dell’energia necessaria per estrarre nuovo alluminio dal minerale, secondo l’EPA., A partire dal 2012, circa il 55% delle lattine di bevande in alluminio lo ha trasformato nel cestino.
- La parte superiore del Monumento a Washington è ricoperta da una piramide di alluminio da 8,9 pollici (22,6 centimetri). Il tappo in alluminio inizialmente serviva come apice del parafulmine del monumento, anche se doveva essere aumentato con barre di rame quando divenne chiaro che il tappo da solo non poteva prevenire danni, secondo un articolo del 1995 nel Journal of the Minerals, Metals and Materials Society.
- Quella lattina di Coke potrebbe non essere stata a lungo fuori dallo scaffale., Secondo l’associazione di alluminio, una lattina di alluminio richiede appena 60 giorni per tornare come una nuova lattina dopo il riciclaggio.
- Trippy: Circa il 75 per cento di tutto l’alluminio mai realizzato è ancora in uso, grazie al riciclaggio, secondo l’Aluminum Association.
Ricerca attuale
Forse l’aspetto più famoso di alluminio sulla scena della ricerca recente è stato nel 2011, quando ha svolto un ruolo nel premio Nobel per la chimica., Il vincitore del premio, lo scienziato dei materiali Dan Shechtman del Technion-Israel Institute of Technology, ha scoperto quasicristalli, strutture molecolari di modelli non ripetitivi. Il materiale in cui Shechtman scoprì questi quasicristalli era una miscela di manganese e alluminio.
Ci sono centinaia di leghe di alluminio, o miscele con altri metalli, sul mercato, secondo Yuntian Zhu, professore di materiali e scienze ingegneristiche presso la North Carolina State University. L’alluminio da solo è leggero ma debole, quindi vengono aggiunti altri metalli per dargli più muscoli.,
Zhu ei suoi colleghi hanno preso questo concetto ad un estremo, la creazione di alluminio forte come l’acciaio, hanno riferito in un articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications nel 2010. Sottoponendo l’alluminio mescolato con un po ‘ di magnesio e zinco a pressioni estreme, i ricercatori hanno scoperto che potevano schiacciare i grani di alluminio fino a dimensioni nanometriche. Questi grani più piccoli consentono alla lega di muoversi, in modo che non diventi fragile e si schiocchi come la ceramica sotto pressione. Ma il movimento è abbastanza rancoroso che il materiale rimane molto forte.,
“La nanostruttura rende molto difficile per la dislocazione muoversi, ma allo stesso tempo, quando si applica una forza che è abbastanza alta, gli permetterà di muoversi”, ha detto Zhu a Live Science.
Attualmente, i ricercatori possono produrre solo piccole quantità di questa lega di alluminio super-resistente alla volta, il che significa che le applicazioni commerciali non sono ancora possibili.
Nel frattempo, in Oregon, i ricercatori stanno utilizzando tecnologie all’avanguardia per studiare alluminio acquoso, o composti di alluminio formati in acqua, in particolare ossidi di alluminio., Gli ossidi di alluminio sono composti che includono sia l’alluminio che l’ossigeno.
“L’ossido di alluminio, specialmente in forma di film, viene utilizzato in molti settori diversi”, ha affermato Douglas Keszler, direttore del Center for Sustainable Materials Chemistry presso l’Oregon State University. Questi film fanno buone barriere antigraffio e resistenti alla corrosione; gli ossidi di alluminio sono utilizzati anche nel trattamento delle acque per far precipitare minuscole particelle, ha detto Keszler a Live Science.,
Keszler e il suo team stanno lavorando per analizzare le soluzioni simili all’inchiostro che possono essere riscaldate ed essiccate in film di ossido di alluminio.
“Non abbiamo le tecniche chimiche che ci permettono simultaneamente, con tali soluzioni, di identificare sia la composizione che la struttura, la struttura molecolare di ciò che è nella soluzione”, ha detto Keszler. “Quindi quello che abbiamo fatto è prendere alcune tecniche laser nuove di zecca e combinarle con calcoli ad alta potenza per essere in grado di dedurre simultaneamente la composizione e la struttura.,”
Una volta che capiscono le soluzioni, Keszler ha detto, i ricercatori possono controllare meglio il processo di produzione dei film-e imparare a fare loro in modo efficiente dal punto di vista energetico. In questo momento, il team è più entusiasta di utilizzare i film per il tunneling di elettroni. Inserendo un film di ossido di alluminio molto puro tra due elettrodi, ha detto Keszler, gli scienziati sono molto vicini a far saltare gli elettroni da un elettrodo all’altro senza mai interagire con il film: “Essenzialmente, trasferimento istantaneo da un elettrodo all’altro”, ha detto Keszler.,
Questo dispositivo di tunneling elettronico potrebbe essere usato come un interruttore economico e semplice, ha detto Keszler.
Risorse aggiuntive
- Ecco uno sguardo all’interno perché l’alluminio costa forse più di quanto dovrebbe — un rapporto investigativo del New York Times sul prezzo gonfiato dell’alluminio.
- Guarda sotto il cofano di un iPhone e scopri quali elementi chimici, come l’alluminio, fanno spuntare lo smartphone in questo video prodotto dall’American Chemical Society.
- Questo video di Discovery Channel offre uno sguardo visivo su come le lattine di alluminio vengono riciclate.,
- Lo sapevate che lo scrittore di fantascienza Jules Verne ha scritto su un razzo spaziale in alluminio nel suo romanzo “Viaggio sulla Luna” – Per saperne di più fatti storici su alluminio al sito web Aluminum Association.
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