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Características del Aluminio

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El aluminio es un elemento químico cuyo acrónimo es Al, presenta un número atómico igual a 13 y un número de masa aproximadamente igual a 27 u («u» significa unidad de masa atómica y representa 1/12 de la masa atómica del elemento carbono). Así, un átomo de aluminio es 2,25 veces más pesado que un átomo de carbono.

Es un elemento metálico y se ubica en el tercer periodo de la familia del Boro (familia IIIA), en la Tabla Periódica, siendo, por lo tanto, un elemento representativo.

Características generales

  • Grupo: 2
  • Símbolo: Al
  • Densidad = 2,702 g.cm/3
  • Configuración electrónica: [Ne] 3s2 3p1
  • PE (punto de ebullición) = 2467°
  • PF (punto de fusión) = 660° C
  • Clasificación: metal
  • Color: Plateado
  • Estructura: cúbica centrada en las caras.
  • Año de descubrimiento: 1825
  • Descubridor: Hans Christian Oersted

Características atómicas

Como el número atómico y el número de masa del aluminio son, respectivamente, 13 y 27, la cantidad de partículas presentes en un átomo de este elemento es:

  • 13 protones, ya que el número atómico es 13.
  • 13 electrones, ya que el número atómico es 13.
  • 14 neutrones (diferencia entre el número de masa (27) y el número atómico (13)).

Como podemos ver, el subnivel más energético (el último lugar para recibir energía) de un átomo de aluminio es 3p1. La distrubición geométrica confirma que el 3p1 es también el subnivel más externo del átomo de aluminio.

Propiedades físicas

Las principales propiedades físicas del aluminio son:

  • Estado físico a temperatura ambiente: sólido.
  • Punto de fusión: la temperatura a la que el aluminio deja de ser sólido y se vuelve líquido es de 660ºC.
  • Punto de ebullición: la temperatura a la que el aluminio deja de ser líquido y se vuelve gaseoso es de 2470ºC.
  • Conductividad eléctrica: el aluminio es un metal de alta conductividad eléctrica, que puede compararse con el cobre.
  • Conductividad térmica: el aluminio es un metal de alta conductividad térmica.
  • Densidad: la densidad del aluminio es de 2,7 g/mL. Es el metal no ferroso de menor densidad.
  • Maleabilidad: el aluminio es un metal muy maleable, es decir, que tiene la capacidad de adaptarse a la forma que deseamos.

OBS: Podemos reciclar siempre el aluminio, sin importar el uso o la forma que tenía anteriormente.

Propiedades químicas

Las principales propiedades químicas del aluminio son:

  • Resistencia a la corrosión: El aluminio presenta una alta resistencia a la corrosión, es decir, no se oxida fácilmente en presencia de humedad y aire.
  • Enlace químico: El aluminio realiza entre sus átomos una unión metálica.
  • Interacciones: El átomo de aluminio es capaz de interactuar con los átomos de no metales y con el átomo de hidrógeno mediante enlaces iónicos, formando diferentes compuestos iónicos.

Disponibilidad en la naturaleza

El aluminio se encuentra en la naturaleza sólo en forma de mineral, es decir, forma parte de la composición de una sustancia mineral. El mineral más común en el que encontramos el aluminio es la bauxita:

Bauxita: es un mineral que tiene óxido de aluminio hidratado (Al2O3.xH2O).

Formas de obtención

Para obtener aluminio se requieren dos métodos fundamentales: el método Bayer y el método Hall-Heroult.

Método de Bayer

El método de Bayer se utiliza para obtener óxido de aluminio (Al2O3), también llamado alumina. En este método, las partículas de agua se separan del óxido de aluminio (Al2O3). Estas son las etapas:

  • Etapa 1: La bauxita se muele en una trituradora.
  • Etapa 2: La bauxita molida se mezcla con una solución de hidróxido de sodio y se lleva a un autoclave;
  • Etapa 3: Luego del calentamiento, la mezcla se enfría y pasa por los procesos de sedimentación y filtración para la extracción de residuos de la reacción química, tales como óxido de hierro, titanio, carbonato de calcio, etc.
  • Etapa 4: El filtrado es entonces tratado con gibbsita (mineral que contiene calcio) para formar hidróxido de aluminio Al(OH)3;
  • Etapa 5: Finalmente, el hidróxido de aluminio formado se somete a lavado y calcinación (mezcla con carbonato de calcio CaCO3, y calentamiento) para la formación de óxido de aluminio (Al2O3).

Método Hall-Heroult

El método Hall-Heroult utiliza alumina obtenida por el método Bayer para producir aluminio puro.

En este método se realiza la electrólisis ígnea de la alumina. Los pasos son los siguientes:

  • Paso 1: La alumina se mezcla con mineral de criolita (Na3AlF6), lo que disminuye el punto de fusión de la alumina de 2000oC a 1000oC;
  • Paso 2: Luego, la mezcla se somete a unos 1000ºC para que se derrita (y pase al estado líquido);
  • Paso 3: La mezcla derretida (alumina y criolita) se coloca en un tanque electrolítico y se somete a una corriente eléctrica. Con esto, el aluminio de la alumina se reduce y forma el aluminio (Al(s)).

Aleaciones de aluminio

El aluminio se utiliza mucho en forma de aleaciones metálicas. Estas aleaciones se forman a partir de la simple mezcla del aluminio con otros metales o no metales. A continuación se presentan algunos ejemplos de aleaciones de aluminio:

  • Aleación de aluminio (Al) y cobre (Cu)
  • Aleación de aluminio (Al), cobre (Cu) y silicio (Si)
  • Aleación de aluminio (Al), magnesio (Mg) y silicio (Si)
  • Aleación de aluminio (Al), zinc (Zn) y cobre (Cu)
  • Aleación de aluminio (Al) y litio (Li)
  • Aleación de aluminio (Al) y magnesio (Mg)
  • Aleación de aluminio (Al) y silicio (Si)
  • Aleación de aluminio (Al) y manganeso (Mn)

Aplicaciones

El aluminio es un metal muy importante en nuestras vidas porque tiene muchas aplicaciones y usos como:

  • Utilizado como cable eléctrico.
  • Producción de latas de bebidas en general.
  • Utilizado en la fabricación de estructuras de vehículos.
  • Producción de utensilios de cocina.
  • Construcción de puertas y ventanas.
  • Producción de piezas aeronáuticas, etc.

¿Cómo citar?

Bilski E. (S.F.). Características del Aluminio. Disponible en: https://www.caracteristicas.cc/aluminio/