Aluminium (Z=13): das leichte und vielseitige Element
Wesentliche Rolle von Aluminium
L'Aluminium(Symbol Al, Ordnungszahl 13) ist ein leichtes, aber extrem starkes chemisches Element, das etwa 8 % der Masse der Erdkruste ausmacht. Es wird hauptsächlich in der Industrie eingesetzt, ist aber auch ein Schlüsselelement in vielen Technologie- und Bauanwendungen.
Beitrag von Aluminium zu modernen Materialien
Aluminium ist aufgrund seiner Leichtigkeit und Korrosionsbeständigkeit in vielen Bereichen ein wertvolles Material, insbesondere in der Luftfahrt-, Automobil-, Elektronikfertigung und bei der Herstellung von Baumaterialien. Auch die Recyclingfähigkeit ohne Qualitätsverlust ist ein großer Vorteil für moderne Industrien.
Geschichte der Entdeckung
1825: Erste Isolierung durch Hans Christian Ørsted Der dänische Chemiker Hans Christian Ørsted isolierte 1825 als erster kleine Mengen reines Aluminium, indem er chloriertes Aluminium mit Kalium reduzierte.
1854: Erste industrielle Produktion von Henri Etienne Sainte-Claire Deville Es war Henri Etienne Sainte-Claire Deville, der ein effizienteres Verfahren zur Gewinnung von reinem Aluminium in großem Maßstab entwickelte, was damals ein großer technologischer Fortschritt war.
Atombau
Verfassung:Das Aluminiumatom hat 13 Protonen, 14 Neutronen und 13 Elektronen, seine elektronische Konfiguration ist 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹. Isotope:
Aluminium-27 (¹²⁷Al): stabiles Isotop, das praktisch das gesamte natürliche Aluminium darstellt.
Physikalische Eigenschaften
Leichtes, duktiles und formbares Metall.
Molmasse: 26,98 g/mol
Schmelzpunkt: 933,47 K (660,32 °C)
Siedepunkt: 2792 K (2519 °C)
Dichte: 2,70 g/cm³
Hervorragende thermische und elektrische Leitfähigkeit.
Korrosionsbeständig durch Bildung einer schützenden Oxidschicht.
Chemische Reaktivität
Reagiert mit Sauerstoff unter Bildung einer Aluminiumoxidschicht (Al₂O₃), die es korrosionsbeständig macht.
Reagiert mit starken Säuren und Basen unter Bildung von Aluminiumsalzen.
Kann bei Reduktionsreaktionen eingesetzt werden, beispielsweise bei der Thermit-Reaktion (Reduktion von Eisenoxid).
Industrielle und technologische Anwendungen
Herstellung von leichten und widerstandsfähigen Teilen für die Luftfahrt, Automobile und Transportstrukturen.
Aufgrund seines geringen Gewichts und seiner Korrosionsbeständigkeit wird es in Lebensmittelverpackungen, Getränkedosen und Baumaterialien eingesetzt.
Schlüsselrolle in der Elektro- und Elektronikindustrie, wo es in Kabeln, Kondensatoren und anderen Komponenten verwendet wird.
Aluminium recyceln, um neue Objekte ohne Qualitätsverlust herzustellen.
Biologische und ökologische Rolle
Aluminium ist für lebende Organismen nicht lebenswichtig und kann in hohen Konzentrationen sogar giftig sein und das Pflanzenwachstum und die menschliche Gesundheit beeinträchtigen.
In Böden kann durch Verschmutzung überschüssiges Aluminium freigesetzt werden und die Gesundheit aquatischer Ökosysteme beeinträchtigen.
Umwelt- und Industriethemen
Umweltverschmutzungsprobleme im Zusammenhang mit der Gewinnung von Aluminium (Bayer-Verfahren), die große Mengen an Energie erfordert und giftige Abfälle erzeugt.
Recycling-Herausforderung: Obwohl Aluminium unbegrenzt ohne Qualitätsverlust recycelt werden kann, wird ein großer Teil des produzierten Aluminiums nach einmaligem Gebrauch immer noch weggeworfen.
