Alumínio - Elemento 13

ALUMÍNIO: elemento 13

Nome em outras línguas	Croata	Aluminij
	Dinamarquês	aluminium
	Holandês	aluminium
	Finlandês	alumiini
	Francês	aluminium
	Alemão	Aluminium
	Italiano	alluminio
	Norueguês	aluminium
	Português	alumínio
	Espanhol	aluminio
	Sueco	aluminium
	US	aluminum

Disponibilidade
Produção
Propriedades
Compostos/reações
Aplicações
Isótopos
Espectro de emissão e absorção

Símbolo: Al

Número atômico: 13

Peso atômico: 26,98154

Elétrons: [Ne]3s²3p¹

História:
O nome é derivado de alume, que é um sulfato duplo de um metal trivalente (alumínio, cromo, ferro) e de um metal alcalino. Os antigos gregos e romanos usavam o alume como adstringente e fixador para tinturaria. O isolamento do elemento é atribuído a Wohler em 1827.

Disponibilidade:
É o metal mais abundante na crosta terrestre, representando cerca de 8,1% (como elemento, é o terceiro mais abundante). Não é encontrado puro. Alguns minerais são bauxita (hidróxidos de alumínio com argilas), criolita (fluoreto de alumínio e sódio), granitos, etc.

Produção:

Na figura abaixo, o esquema simplificado da produção. A bauxita é purificada pela reação com hidróxido de sódio, resultando em hidróxido de alumínio. O aquecimento produz o óxido de alumínio, que sofre redução eletrolítica para produzir o alumínio puro. A adição da criolita serve para reduzir o ponto de fusão. Em média, duas toneladas de bauxita resultam em uma tonelada de óxido de alumínio e duas deste, em uma de alumínio. A cuba eletrolítica é normalmente de aço com revestimento interno de grafite, que atua como catodo. O anodo também é de grafite. Estima-se que anualmente são produzidas cerca de 20 milhões de toneladas.

O processo é consumidor intensivo de energia elétrica. Para cada tonelada de alumínio produzido são gastos cerca de 14000 kWh de eletricidade. Isso demonstra a importância da reciclagem, uma vez que são necessários apenas 700 kWh para refundir a mesma quantidade do metal.

Propriedades:
O alumínio puro é um metal de cor branca prateada, leve, não magnético e não produtor de centelhas. É um dos metais mais maleáveis e dúcteis. Bom condutor de calor.

No estado puro, é mole e pouco resistente mas suas propriedades mecânicas são significativamente melhoradas se ligado com pequenas proporções de cobre, magnésio, manganês, silício ou outros elementos.

Grandeza	Valor	Unidade
Massa específica do sólido	2700	kg/m³
Ponto de fusão	660,3	°C
Calor de fusão	10,7	kJ/mol
Ponto de ebulição	2519	°C
Calor de vaporização	294	kJ/mol
Temperatura crítica	s/ dado	°C
Eletronegatividade	1,61	Pauling
Estados de oxidação	+3
Resistividade elétrica	2,65	10^-8 W m
Condutividade térmica	237	W/(m°C)
Calor específico	904	J/(kg°C)
Coeficiente de expansão térmica	2,31	10^-5 (1/°C)
Coeficiente de Poisson	0,35
Módulo de elasticidade	70	GPa
Estrutura cristalina	cúbica de face centrada

Compostos e/ou reações:
Os mais importantes são o óxido (encontrado naturalmente), o sulfato e o alume.
O óxido de alumínio (Al₂O₃) tem elevada dureza e resistência ao calor e, por isso, é usado em ferramentas para abrasão (rebolos) e tijolos refratários.

Reação com oxigênio: 4Al + 3O₂ ® 2Al₂O₃ (exposto ao ar, é logo formada uma fina camada de óxido na superfície, que impede a continuação da reação, isto é, a superfície fica apassivada).

Reação com halogênios:
2Al + 3F₂ ® 2AlF₃
2Al + 3Cl₂ ® 2AlCl₃
2Al + 3Br₂ ® Al₂Br₆
2Al + 3I₂ ® Al₂I₆

Reação com ácidos: 2Al + 3H₂SO₄ ® 2Al⁺⁺⁺ + 3SO₄^-- + 3H₂

Reação com bases:
2Al + 2NaOH + 6H₂O ® 2Na⁺ + 2[Al(OH)₄]^- + 3H₂

Aplicações:
É usado em embalagens, utensílios de cozinha, construção civil, objetos decorativos e em inúmeras aplicações estruturais e industriais que exigem um metal leve e de boa resistência mecânica.

Também usado como condutor em linhas de transmissão de eletricidade, apesar da condutividade elétrica ser apenas 60% da do cobre. Tal desvantagem, em vários casos, é compensada pela maior leveza e menor custo.

Ligas de alumínio são os principais materiais da estrutura de aviões e veículos espaciais.

A deposição de alumínio evaporado sob vácuo forma uma camada altamente refletiva para a luz e raios infravermelhos, não oxida como a prata e é usada em espelhos de telescópios, papéis decorativos e outros.

Isótopos:

Simb	% natural	Massa	Meia vida	Decaimento
²⁴Al	0	23,9999	2,07 s	CE + a p/ ²⁰Ne CE p/ ²⁴Mg
²⁵Al	0	24,9904	7,17 s	CE p/ ²⁵Mg
²⁶Al	0	25,9869	7,1 10⁵ a	CE p/ ²⁶Mg
²⁷Al	100	26,9815	Estável
²⁸Al	0	27,9819	2,25 m	b- p/ ²⁸Si
²⁹Al	0	28,9804	6,5 m	b- p/ ²⁹Si
³⁰Al	0	29,9830	3,68 s	b- p/ ³⁰Si
A coluna % natural indica o teor encontrado no elemento natural. Valor nulo indica produção artificial. Símbolos para tempos de meia vida: s (segundo), m (minuto), h (hora), d (dia), a (ano). A tabela acima contém os principais isótopos do elemento. Não são necessariamente todos.

Espectros:

Grupo Tchê Química

Espectro de emissão

Espectro de absorção