Alünimyum (Al); periyodik tabloda 3. periyot 3A grubunda bulunur ve atom numarası 13’tür. Doğada en çok bulunan elementlerdendir. Yer kabuğunun %8’ini oluşturur. Doğada saf halde değil, kompleks alüminyum silikat mineralleri hâlinde bulunur. Kireç taşı ve kumdan meydana gelen tüm kayaların yapısında alüminyum bileşikleri vardır. En önemli mineralleri, feldspat, mika, kaolin, boksit, kriyolit, alunit, montmorilonit ve turkosittir. Bu minerallerin çoğundan alüminyum elde etmek zor ve pahalıdır.

Alüminyum adı, Yeni Latince “aluminium (bir metal)” sözcüğünden alıntıdır. (İlk kullanımı: 1808 Sir Humphrey Davy, İng. kimyacı.)

Elde Edilme Yöntemleri

Alüminyum, genellikle zenginleştirilmiş boksit mineralinin elektroliziyle elde edilir. Boksit filizini zenginleştirmek için önce mineral içindeki demir ve silisyum gibi safsızlıkların giderilmesi gerekir. Bunun için boksit filizi sodyum hidroksit ile tepkimeye sokulur. Alüminyum ve silisyum, alüminat ve silikat hâlinde çözeltiye alınır. Demir (III) oksit amfoterik olmadığından bazda çözünmez.

Çözelti süzülerek demir (III) oksit ve diğer safsızlıklardan arındırılır. Süzüntü soğutulur ve içine bir miktar alüminyum hidroksit eklenirse çözeltideki alüminat iyonları alüminyum hidroksit hâlinde çöker, silikatlar çözeltide kalır.

Süzülerek alınan alüminyum hidroksit ısıtılırsa saf alüminyum okside dönüşür.

Saflaştırılmış boksit Hall-Heroult elektroliz yöntemi ile elektroliz edilerek metalik alüminyum elde edilir.

Bunun için elektrolit olarak kriyolit içinde ergitilmiş boksit, anot olarak karışıma batırılmış karbon çubuklar kullanılır. Demirden yapılmış elektroliz kabının içini kaplayan grafit ise katot görevi yapar. Elektroliz 1000 °C dolayında yapılır. Alüminyum katotta toplanır. Elektrolizde aşırı oranda elektrik enerjisi tüketilir. Bir ton alüminyum elde edebilmek için 1890 kg boksit, 450 kg karbon çubuk, 70 kg kriyolit ve 15 000 kw-saat elektrik enerjisi kullanılır.

Özellikleri

Alüminyum metali

Alüminyum; hafif, beyaz ve oldukça sert bir metaldir. Aktiflik sırasına göre seyreltik asitlerden hidrojen açığa çıkarması gerekirken metal üzerinde oluşan ince oksit tabakası nedeni ile bu etkiyi gösteremez. Koruyucu olan oksit tabakası oksitlenmenin daha fazla ilerlemesini önler. Havada kuvvetle ısıtılırsa yanarak alüminyum oksit ve az miktarda alüminyum nitrürü verir.

Alüminyum oksit veren tepkime oldukça ekzotermiktir.

Demir(III)oksit ve alüminyum karışımı herhangibir noktasından yüksek sıcaklığa kadar ısıtılırsa;

Tepkimesi gereğince açığa çıkan ısı tepkimenin devamını sağlamak için yeterlidir ve karışımı 3000°C’ye kadar ısıtır. Alüminyumun Fe2O3, MnO2 veCr2O3 gibi oksitlerle verdiği bu tür tepkimelere alüminotermi denir. Çoğu metalin eldesinde ve demir yolu raylarının birbirine kaynatılmasında bu tepkime kullanılır.

Alüminyum derişik hidroklorik asitve yüksek sıcaklıktaki sülfürik asitte çözünür.

Nitrik asit ise, metalin üzeri koruyucu bir oksit tabakasıyla örtüldüğünden etki etmez. Alkali hidroksitler hidrojen çıkışı ile alüminatları verir.

Kullanıldığı Yerler

Alüminyum ısı ve elektriği çok iyi ilettiğinden mutfak eşyası yapımında tercih edilen bir metaldir. Çok hafif bir metal olması nedeniyle (yoğunluğu 2,7g/cm3) yapı malzemesi olarak da kullanılmaktadır. Ancak saf alüminyum yumuşak ve dayanıksızdır. Bu yüzden çoğunlukla alüminyumun alaşımları kullanılır. Bu alaşımlar dow metal (%8-10 Al) ve magnalyum (%70-90 Al) magnezyum alüminyum alaşımları olup uçak motorları ve diğer motorların yapımında çok kullanılır. Alüminyumun diğer alaşımları ise duralümin (%95 Al,%5 Cu, Mn, Si), alkland (duralüminle aynı bileşimde olup, sadece yüzeyi saf alüminyumla kaplıdır), linit(%87-95 Al, kalanı Cu,Zn,Fe,Mg) ve alüminyum bronzu (%90 Cu,%10 Al) dur.

İnce toz hâlindeki alüminyum boya endüstrisinde kullanılır. Toz hâlindeki alüminyum, havada kolayca patlama özelliği gösterir ve alüminotermi olayı için kullanılır. Metalik içecek ve konserve kutuları alüminyumdan yapılır. İnce alüminyum filmler ambalaj sanayisinde geniş kullanım alanı bulmaktadır.