Denominazione e simbolo chimico dell'alluminio: Caratteristiche principali, cenni storici e procedimenti di lavorazione

Questo lavoro è stato verificato dal nostro insegnante: 10.12.2024 alle 11:24

Tipologia dell'esercizio: Tema

Aggiunto: 10.12.2024 alle 10:53

L'alluminio è un metallo noto per la sua leggerezza e resistenza alla corrosione. In latino, è conosciuto come "alumen," che per estensione ha dato il nome anche all'alluminio, mentre il suo simbolo chimico è Al. L'alluminio è un elemento chimico che appartiene al gruppo dei metalli del blocco p della tavola periodica, con il numero atomico 13. È il metallo più abbondante nella crosta terrestre, rappresentando circa l'8% della sua massa, e il terzo elemento più abbondante dopo l'ossigeno e il silicio.

Dal punto di vista storico, l'esistenza dell'alluminio fu ipotizzata già nel XVIII secolo, ma la sua scoperta come elemento risale agli inizi del XIX secolo. Il processo per ottenere l'alluminio puro fu sviluppato da Sir Humphry Davy nel 1808, che intuì la presenza di un metallo al suo interno senza però riuscire a isolarlo. L'alluminio fu isolato per la prima volta con successo nel 1825 dal fisico danese Hans Christian Ørsted. Ørsted riuscì a ottenere una piccola quantità di alluminio impuro riscaldando un amalgama di potassio e cloruro d'alluminio. Tuttavia, fu il chimico tedesco Friedrich Wöhler che nel 1827 migliorò il metodo di Ørsted e riuscì a produrre una quantità maggiore di alluminio più puro, usando il cloruro di alluminio e il potassio.

L'estrazione commerciale su larga scala dell'alluminio divenne possibile solo alla fine del XIX secolo grazie ai metodi sviluppati dal francese Paul Héroult e dall'americano Charles Martin Hall, che indipendentemente nel 1886 inventarono il processo elettrolitico noto come processo Hall-Héroult. Questo processo, una delle scoperte più importanti per l'alluminio, permette di ottenere il metallo attraverso l'elettrolisi della bauxite, un minerale da cui viene estratto l'ossido di alluminio o allumina.

La bauxite è la principale fonte di alluminio nel mondo. È un minerale composto da una miscela di ossidi di alluminio idrati. Il procedimento di lavorazione dell'alluminio inizia con l'estrazione dell'allumina dalla bauxite tramite il processo Bayer, che comporta la digestione della bauxite in una soluzione di idrossido di sodio a temperature elevate, abbattendo così l'allumina liberandola dalle impurità. L'allumina estratta viene poi sottoposta all'elettrolisi secondo il processo Hall-Héroult, nel quale si utilizza un bagno di criolite fusa per abbassare il punto di fusione dell'ossido di alluminio, consentendo la sua riduzione elettrochimica a metallo.

Una delle caratteristiche più vantaggiose dell'alluminio è la sua capacità di formare leghe con molti altri metalli, che ne migliorano ulteriormente le già eccellenti proprietà fisiche e meccaniche. Le leghe di alluminio più importanti includono quelle con rame, zinco, manganese, silicio, magnesio e litio. Ogni diversa combinazione conferisce alle leghe proprietà specifiche. Ad esempio, la lega di alluminio-zinco-magnesio-rame è nota per la sua elevate rigidità e resistenza meccanica, rendendola ideale per l'industria aeronautica, mentre le leghe alluminio-silicio si utilizzano comunemente nelle applicazioni automobilistiche dato il loro basso coefficiente di espansione termica.

L'alluminio ha una vasta gamma di applicazioni grazie alle sue caratteristiche di peso leggero, resistenza alla corrosione e alta conducibilità termica ed elettrica. Nell'industria dei trasporti, l'alluminio è usato per realizzare strutture di auto, aerei, treni e navi. Nell'edilizia, è ampiamente utilizzato per facciate, serramenti e telai grazie alla sua resistenza agli agenti atmosferici. Nella vita quotidiana, l'alluminio è comunemente presente sotto forma di fogli (ad esempio, il noto foglio d'alluminio da cucina), lattine per bevande, utensili da cucina e attrezzature sportive.

In ambito tecnologico, l'alluminio è impiegato nella produzione di componenti elettronici grazie alla sua proprietà di conducibilità elettrica, mentre nel campo delle energie rinnovabili, le strutture leggere ma robuste di alluminio sono essenziali per l'industria del solare fotovoltaico. Grazie alla sua versatilità e abbondanza, l'alluminio continua a essere un elemento chiave per molte innovazioni industriali e tecnologiche.