Prica o metalima: aluminijum

[Bred]

Aluminijum je najzastupljeniji metal na Zemlji. U odnosu na
                  druge elemente, po kolièini, nalazi se na treæem mestu, odmah
                  iza kiseonika (47%) i silicijuma (28%). Zbog svoje
                  reaktivnosti, ne postoji kao “samorodni” (slobodan) metal, veæ
                  je tesno povezan sa drugim elementima pa se veæina njegove
                  mase na planeti nalazi se u aluminosilikatima. Ovo ne va¾i sa
                  Zemljin satelit Mesec. Mesec nema atmosferu a u uzorcima
                  njegovog tla naðena su zrnca èistog aluminijuma.
Rubin
Mnogi minerali koji sadr¾e aluminijum spadaju u drago ili
                  poludrago kamenje… Korund (Al2O3)je veoma tvrd, bezbojan i
                  prozraèan a primese drugih metalnih oksida èine ga razlièito
                  obojenim. Crveni varijetet je rubin, obojen primesom hroma.
                  Plavi safir je obojen primesama gvo¾ða i titana. Orijentalni
                  topaz je ¾ut, a orijentalni ametist ljubièast. Orijentalni
                  smaragd je zelen. Pored ovih varijeteta korunda, tu su i drugi
                  minerali koji sadr¾e aluminijum: akvamarin (Be3Al2Si6O18) -
                  svetloplav do zelen, andaluzit (Al2SiO5) - od bezbojnog preko
                  svetlocrvenog do braon i zelenog, smaragd (Bc3Al2Si4O18) - od
                  zelenog, tirkizno plavog i plavo zelenog, topaz boje meda,
                  ultramarin (Na4Al3Si3S2O13)- od berlinsko do nebesko plavog.
                  Nalazi se i u mineralima koji imaju industrijsku primenu, kao
                  ¹to su: boksit (Al2O3), liskun (K2H4Al6Si6O24), alumosilikat
                  zeolit...
U Francuskoj je, u prvoj polovini 19. veka, vladao
                        car Napoleon III, “mali neæak velikog strica”, kako su
                        ga zvali. Da bi zasenio okolinu, priredio je banket na
                        kojem su èlanovi carske porodice i najuva¾eniji gosti
                        jeli priborom od aluminijuma. Ostali su morali da se
                        zadovolje zlatnim priborom. Kasnije, taj isti car je
                        potro¹io silno zlato da bi svojoj liènoj gardi napravio
                        oklope od aluminijuma.
Èvrsta sjedinjenost aluminjuma u stenama i mineralima
                  uslovila je njegovo relativno kasno pojavljivanje u svojstvu
                  èistog metala. Pre nepunih dvesta godina. 1827, nemaèki
                  hemièar Veler, na osnovu radova svog preteèe Ersteda, objavio
                  je metodu dobijanja novog metala, posle niza bezuspe¹nih
                  poku¹aja najpoznatijih hemièara toga doba (Bercelijus, Dejvi).
                  Osobine novog metala bile su iznenaðujuæe, èime je interes za
                  njegovu proizvodnju naglo narastao. Naèin dobijanja bio je
                  veoma slo¾en. Dobijan je dejstvom metalnog aluminijuma na
                  bezvodni aluminijum hlorid. Tom prilikom izdvajali su se
                  otrovni gasovi pa su prve kolièine dobijenog aluminijuma bile
                  daleko skuplje od zlata!
Osobine
Aluminijum je srebrnasto sjajan i lagan metal, oko tri puta
                  te¾i od vode i otprilike isto toliko lak¹i od gvo¾ða ili
                  bakra. Elektroprovodljivost mu je vrlo visoka. Po toj osobine
                  nalazi se odmah iza srebra i bakra. Izuzetno je istegljiv i
                  mo¾e da se izvuèe u ¾icu du¾ine preko 1000 m, te¾ine samo 27
                  gr. Jedini nedostatak mu je mala èvrstoæa. Taj nedostatak je
                  re¹en dodavanjem drugih metala, èime su dobijene legure
                  izvanrednih osobina. Mada je vrlo reaktivan, veoma je otporan
                  na koroziju – na vazduhu se odmah prekrije opnom oksida
                  debljine 0,0001 mm, koja ga ¹titi od dalje oksidacije. Deblje
                  i èvr¹æe opne mogu da se dobiju elektrohemijskim postupkom
                  anodne oksidacije, ¹to se naziva “eloksiranje”. Èist
                  aluminijum reflektuje 90% svetlosti koja padne na njega, i to
                  ne samo vidljivog veæ i ultraljubièastog i infracrvenog dela
                  spektra.
Smaragd
Aluminijum i njegove legure koriste se u raznim granama
                  industrije. Uz vazduhoplovstvo, tu je proizvodnja automobila i
                  kamiona, vagona i brodova, izrada raketa, satelita i
                  svemirskih stanica… Lagane metalne konstrukcije u
                  graðevinarstvu danas se ne mogu zamisliti bez aluminijuma.
                  Prehrambena industrija je takoðe va¾an korisnik ovog metala
                  jer je poznato da on ne uni¹tava vitamine u namirnicama.
                  Ogledala najveæih teleskopa prekrivena su tankim slojem
                  aluminjuma, a proizvedena je i specijalna tkanina prekrivena
                  aluminijumom, koja zimi greje a leti hladi, u zavisnosti od
                  toga kako je okrenuta. Penoaluminijum je materijal dobijen
                  specijalnim postupkom - veoma je èvrst i pet puta lak¹i od
                  vode!
Osim primene aluminijuma i njegovih legura u industriji,
                  veoma se koriste i njegova jedinjenja. Alumunijum sulfat je
                  neophodan u procesu preèi¹æavanja pijaæe vode i u proizvodnji
                  papira. Stipsa (alumen) po kojoj je aluminijum i dobio ime
                  poznata je od davnina… Po Herodotu, grèkom istorièaru iz 5.
                  veka pre nove ere, drevni narodi su pri bojenju tkanina, da bi
                  uèvrstili boju, upotrebljavali kamen koji su zvali “alumen”,
                  tj. vezujuæi.
Lazurit
                  Sintetièki aluminijum oksid – korund, zbog svoje velike
                  tvrdoæe, upotrebljava se za bru¹enje, seèenje i poliranje.
                  Posude od aluminijum oksida upotrebljavaju se za topljenje
                  metala po¹to im je taèka topljenja veoma visoka (preko 2000
                  stepeni). Alumosilikati, poznati pod nazivom zeoliti, imaju
                  veliku ulogu u izmeni jona pa se upotrebljavaju u industriji
                  deterd¾enata, mineralnih ðubriva, preèi¹æavanju gasova, vode i
                  organskih jedinjenja. Liskun je sjajan, srebrnkast i providan
                  mineral, slojevite strukture koja mo¾e da se lista u veoma
                  tanke slojeve. Po¹to je izvanredan elektro i toplotni
                  izolator, primenjuje se u elektrotehnici, a od njega se prave
                  i prozori za peæi.

Soli aluminijuma sa vi¹im masnim kiselinama, “aluminijumski
                  sapuni” upotrebljavaju se u industriji maziva, u prozvodnji
                  plastiènih masa i vojnoj industriji.
Alumijium je obele¾io 20. vek. Odleteo je i u svemir. Sa
                  amerièke kosmièke letelice “pionir 2” poslata je pozlaæena
                  aluminijumska ploèa na dalek put. Na ovoj Zemljinoj
                  vizit-karti ugravirana je simbolièna slika koja bi trebalo da
                  predstavnicima drugih civilizacija prièa o na¹oj planeti.
Posle bakarnog, bronzanog i gvozdenog doba, oèigledno je da
                  se nalazimo u aluminijumskom dobu.
Elektroliza pre pre nove ere?
I pored ogromnog interesovanja za novi metal, na
                        njegovu komercijalnu proizvodnju dugo se èekalo. Godine
                        1886. razraðen je elektrolitièki metod dobijanja
                        aluminijuma (ni danas, vi¹e od jednog veka kasnije,
                        dobijanje aluminijuma ne mo¾e se zamisliti bez
                        elektrolize).
Aluminijum se dobija elektrolizom rastvora boksita u
                        istopljenom kriolitu. Proces se izvodi u specijalnoj
                        elektriènoj peæi u kojoj temperatura dosti¾e hiljadu
                        stepeni. Za dobijanje jedne tone aluminijuma potro¹i se
                        oko 20.000 kilovat-èasova elektriène energije. Zbog toga
                        ostaje zagonetna èinjenica da su, u grobnici kineskog
                        vojskovoðe D¾ou D¾una, koji je umro krajem 3. veka n.e.
                        pronaðeni ornamenti napravljeni od legure koja sadr¾i
                        85% aluminijuma!
Neverovatna je i prièa koju je zabele¾io Plinije
                        Stariji, pre gotovo dve hiljade godina… Rimskom
                        imperatoru Tiberiju neki majstor doneo je na poklon èa¹u
                        izraðenu od blistavog i neobièno lakog metala. Majstor
                        je objasnio da je taj metal dobio iz gline. Tiberije se
                        upla¹io da æe novi metal smanjiti cene zlatu i srebru pa
                        je naredio da se majstor ubije a njegova radionica
                        razru¹i. Da li su stari majstori znali za neki drugi
                        naèin dobijanja aluminijuma, bez upotrebe elektriène
                        energije koja tada, koliko se zna, nije postojala,
                        ostaje tajna. Zanimljiva je i reèenica koju je u svojoj
                        knjizi “Rat svetova” napisao poznati pisac nauène
                        fantastike H.D¾. Vels :”Od zalaska sunca do pojave
                        zvezda, ova spretna ma¹ina je direktno iz gline pravila
                        vi¹e od stotinu aluminijumskih traka”.
                 
Ivan Radovanoviæistra¾ivaè na IHTM,
                  Centar za hemiju