Aluminio, ocurrencia, usos y propiedades

Aluminio (Al), también deletreado aluminio, elemento químico, un metal ligero, blanco plateado del grupo principal 13 (IIIa, o grupo de boro) de la tabla periódica. El aluminio es el elemento metálico más abundante en la corteza terrestre y el metal no ferroso más utilizado. Debido a su actividad química, el aluminio nunca ocurre en la forma metálica de la naturaleza, pero sus compuestos están presentes en mayor o menor medida en casi todas las rocas, vegetación y animales.

El aluminio se concentra en las 16 km exteriores de la corteza terrestre, de las cuales constituye alrededor del 8 por ciento en peso; sólo es excedido en cantidad por el oxígeno y el silicio. El nombre aluminio se deriva de la palabra latina alumen, usada para describir alumbre potásica, o sulfato de aluminio potásico, KAl(SO4)2∙12H2O.

Propiedades de los elementos

  • Número atómico 13
  • Peso atómico 26.9815
  • Punto de fusión 660 °C
  • Punto de ebullición 2,467 °C
  • Densidad 2,70 (a 20 °C)

Ocurrencia, usos y propiedades

El aluminio se encuentra en las rocas ígneas principalmente como aluminosilicatos en feldespatos, feldespatoides y micas; en el suelo derivado de ellos en forma de arcilla; y en la erosión posterior como bauxita y laterita rica en hierro. La bauxita, una mezcla de óxidos de aluminio hidratados, es el principal mineral de aluminio.

El óxido de aluminio cristalino (esmeril, corindón), que se encuentra en unas pocas rocas ígneas, se extrae como abrasivo natural o en sus variedades más finas como rubíes y zafiros. El aluminio está presente en otras piedras preciosas, como el topacio, el granate y el crisoberilo. De los muchos otros minerales de aluminio, la alunita y la criolita tienen cierta importancia comercial.El metal de aluminio

El aluminio crudo fue aislado (1825) por el físico danés Hans Christian Ørsted reduciendo el cloruro de aluminio con amalgama de potasio. El químico británico Sir Humphry Davy había preparado (1809) una aleación de hierro y aluminio electrolizando alúmina fundida (óxido de aluminio) y ya le había dado nombre al elemento aluminio; la palabra se modificó más tarde para referirse al aluminio en Inglaterra y otros países europeos.

El químico alemán Friedrich Wöhler, utilizando el potasio metálico como agente reductor, produjo polvo de aluminio (1827) y pequeños glóbulos del metal (1845), a partir de los cuales pudo determinar algunas de sus propiedades.
El nuevo metal fue presentado al público (1855) en la Exposición de París, más o menos en el momento en que estuvo disponible (en pequeñas cantidades y a gran costo) por la reducción de sodio del cloruro de aluminio fundido.

Cuando la energía eléctrica se volvió relativamente abundante y barata, casi simultáneamente Charles Martin Hall en los Estados Unidos y Paul-Louis-Toussaint Héroult en Francia descubrieron (1886) el método moderno de producción comercial de aluminio: electrólisis de alúmina purificada (Al2O3) disuelta en criolita fundida (Na3AlF6). Durante la década de 1960, el aluminio pasó a ocupar el primer lugar, por delante del cobre, en la producción mundial de metales no ferrosos.

Para obtener información más específica sobre la minería, refinación y producción de aluminio, consulte el procesamiento del aluminio.
El aluminio se añade en pequeñas cantidades a ciertos metales para mejorar sus propiedades para usos específicos, como en los bronces de aluminio y la mayoría de las aleaciones a base de magnesio; o, para las aleaciones a base de aluminio, se añaden cantidades moderadas de otros metales y silicio al aluminio.

El metal y sus aleaciones se utilizan ampliamente para la construcción de aeronaves, materiales de construcción, bienes de consumo duraderos (refrigeradores, acondicionadores de aire, utensilios de cocina), conductores eléctricos y equipos químicos y de procesamiento de alimentos.
El aluminio puro (99,996 por ciento) es bastante blando y débil; el aluminio comercial (99 a 99,6 por ciento puro) con pequeñas cantidades de silicio y hierro es duro y fuerte. Dúctil y altamente maleable, el aluminio puede ser estirado en alambre o enrollado en láminas delgadas. El metal es sólo un tercio tan denso como el hierro o el cobre. Aunque químicamente activo, el aluminio es altamente resistente a la corrosión, ya que en el aire se forma una película dura y resistente de óxido en su superficie.

El aluminio es un excelente conductor de calor y electricidad. Su conductividad térmica es aproximadamente la mitad de la del cobre; su conductividad eléctrica, alrededor de dos tercios. Cristaliza en la estructura cúbica centrada en la cara. Todo el aluminio natural es el isótopo estable aluminio-27. El aluminio metálico y sus óxidos e hidróxidos no son tóxicos.Propiedades del aluminio

El aluminio es atacado lentamente por la mayoría de los ácidos diluidos y se disuelve rápidamente en ácido clorhídrico concentrado. El ácido nítrico concentrado, sin embargo, puede ser enviado en vagones cisterna de aluminio porque hace que el metal sea pasivo. Incluso el aluminio muy puro es vigorosamente atacado por álcalis como el hidróxido de sodio y potasio para producir hidrógeno y el ión aluminato.

Debido a su gran afinidad por el oxígeno, el aluminio finamente dividido, si se enciende, se quemará en monóxido de carbono o dióxido de carbono con la formación de óxido de aluminio y carburo, pero, a temperaturas de hasta rojo calor, el aluminio es inerte al azufre.

El aluminio puede ser detectado en concentraciones tan bajas como una parte por millón por medio de la espectroscopia de emisión. El aluminio puede ser analizado cuantitativamente como óxido (fórmula Al2O3) o como derivado del compuesto orgánico de nitrógeno 8-hidroxiquinoleína. El derivado tiene la fórmula molecular Al(C9H6ON)3.

Compuestos

Normalmente, el aluminio es trivalente. A temperaturas elevadas, sin embargo, se han preparado algunos compuestos gaseosos monovalentes y bivalentes (AlCl, Al2O, Al2O, AlO). En el aluminio la configuración de los tres electrones externos es tal que en unos pocos compuestos (por ejemplo, fluoruro de aluminio cristalino[AlF3] y cloruro de aluminio[AlCl3]) se sabe que el ión desnudo, Al3+, formado por la pérdida de estos electrones, ocurre.

Sin embargo, la energía necesaria para formar el ión Al3+ es muy alta y, en la mayoría de los casos, es energéticamente más favorable para que el átomo de aluminio forme compuestos covalentes por medio de la hibridación sp2, como lo hace el boro. El ión Al3+ puede estabilizarse por hidratación, y el ión octaédrico[Al(H2O)6]3+ se encuentra tanto en solución acuosa como en varias sales.compuesto del aluminio

Una serie de compuestos de aluminio tienen importantes aplicaciones industriales. La alúmina, que se presenta en la naturaleza como corindón, también se prepara comercialmente en grandes cantidades para su uso en la producción de aluminio metálico y en la fabricación de aislantes, bujías y otros productos.

Al calentarse, la alúmina desarrolla una estructura porosa que le permite absorber el vapor de agua. Esta forma de óxido de aluminio, conocida comercialmente como alúmina activada, se utiliza para secar gases y ciertos líquidos. También sirve como portador de catalizadores de diversas reacciones químicas.

El óxido de aluminio anódico (AAO), producido normalmente mediante la oxidación electroquímica del aluminio, es un material nanoestructurado a base de aluminio con una estructura muy singular. AAO contiene poros cilíndricos que permiten una variedad de usos. Es un compuesto estable térmica y mecánicamente, a la vez que transparente ópticamente y aislante eléctrico. El tamaño y el grosor de los poros de AAO se pueden adaptar fácilmente para adaptarse a ciertas aplicaciones, incluso actuando como una plantilla para sintetizar materiales en nanotubos y nanórboles.

Otro compuesto importante es el sulfato de aluminio, una sal incolora obtenida por la acción del ácido sulfúrico sobre el óxido de aluminio hidratado. La forma comercial es un sólido cristalino hidratado con la fórmula química Al2(SO4)3. Se utiliza ampliamente en la fabricación de papel como aglutinante para tintes y como relleno de superficies. El sulfato de aluminio se combina con los sulfatos de metales univalentes para formar sulfatos dobles hidratados llamados alumbre.

Las alúminas, sales dobles de la fórmula MAl(SO4)2 -12H2O (donde M es un catión cargado individualmente como K+), también contienen el ión Al3+; M puede ser el catión de sodio, potasio, rubidio, cesio, amonio o talio, y el aluminio puede ser reemplazado por una variedad de otros iones M3+, por ejemplo, galio, indio, titanio, vanadio, cromo, manganeso, hierro o cobalto. La más importante de estas sales es el sulfato de aluminio y potasio, también conocido como alumbre de potasio o alumbre de potasio. Estas alúminas tienen muchas aplicaciones, especialmente en la producción de medicamentos, textiles y pinturas.hidróxido de aluminio

La reacción del cloro gaseoso con el metal fundido de aluminio produce cloruro de aluminio; este último es el catalizador más comúnmente utilizado en las reacciones de Friedel-Crafts, es decir, reacciones orgánicas sintéticas involucradas en las preparaciones de una amplia variedad de compuestos, incluyendo cetonas aromáticas y antroquinonas y sus derivados. El cloruro de aluminio hidratado, comúnmente conocido como clorohidrato de aluminio, AlCl3∙H2O, se utiliza como antitranspirante tópico o desodorante corporal, que actúa al estrechar los poros. Es una de las varias sales de aluminio empleadas por la industria cosmética.

El hidróxido de aluminio, Al(OH)3, se utiliza para impermeabilizar telas y para producir otros compuestos de aluminio, incluyendo sales llamadas aluminatos que contienen el grupo AlO-2. Con el hidrógeno, el aluminio forma hidruro de aluminio, AlH3, un sólido polimérico del que se derivan los tetrohidroaluminatos (importantes agentes reductores). El hidruro de aluminio y litio (LiAlH4), formado por la reacción del cloruro de aluminio con el hidruro de litio, se utiliza ampliamente en química orgánica, por ejemplo, para reducir los aldehídos y las cetonas a alcoholes primarios y secundarios, respectivamente.

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  • Como características físicas del Ácido Fosfórico, podemos destacar su peso molecular, que es de 97,99 g/mol Sensibilidad.
  • Cuando el Ácido Ascórbico es expuesto a la luz directa, al oxigeno, al calor y a los metales, suele oxidarse con mayor facilidad, por lo tanto se recomienda conservarlo en recipientes plásticos o de vidrio y en un lugar refrigerado y alejado de la luz.
Aluminio, ocurrencia, usos y propiedades
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