1. Aluminum là gì?
- Aluminum hay còn gọi là nhôm, là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Al, thuộc nhóm kim loại nhẹ trong bảng tuần hoàn. Đây là kim loại màu trắng bạc, mềm, dẻo, có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, đồng thời chống ăn mòn hiệu quả nhờ lớp oxit tự nhiên bao phủ trên bề mặt.
- Trong thực tế, nhôm có nhiều tên gọi khác nhau như alumi, nhôm aluminum hay dưới dạng vật liệu cụ thể là chất liệu alu, vật liệu alu. Đặc biệt, alu là tấm hợp kim nhôm – nhựa có trọng lượng nhẹ, bền đẹp, thường dùng trong xây dựng và nội thất.
- Ngoài nhôm nguyên chất còn có aluminum alloy – hợp kim nhôm được pha trộn thêm các nguyên tố như đồng, magie, mangan hoặc kẽm để tăng độ cứng, độ bền và khả năng chịu lực. Nhờ đó, chất liệu aluminum đáp ứng tốt cả nhu cầu dân dụng lẫn công nghiệp.
2. Aluminum có những tính chất gì?
* Tính chất vật lí:
- Nhôm nổi bật với màu trắng bạc sáng bóng. Với mật độ chỉ khoảng 2.7 g/cm3, Nhôm cực kỳ nhẹ – nhẹ hơn sắt và đồng đáng kể, lý tưởng cho các ứng dụng cần giảm trọng lượng.
- Nhôm có điểm nóng chảy tương đối thấp (660.3∘C) giúp dễ gia công, nhưng điểm sôi lại rất cao (2519∘C), đảm bảo độ ổn định. Ở trạng thái nguyên chất, Nhôm khá mềm và dẻo, dễ uốn nắn; tuy nhiên, nó thường được dùng dưới dạng hợp kim để tăng độ cứng và bền chắc.
- Là vật liệu dẫn điện và dẫn nhiệt rất tốt (chỉ sau bạc và đồng), Nhôm còn có khả năng phản xạ ánh sáng và nhiệt cao. Cuối cùng, tính không từ tính của Nhôm là yếu tố quan trọng trong nhiều ứng dụng chuyên biệt.
* Tính chất hóa học:
- Nhôm là kim loại có tính khử mạnh, dễ dàng nhường electron trong các phản ứng hóa học.
- Điểm đặc biệt của Nhôm là khả năng tạo thành lớp màng oxit mỏng (Al2O3) bền vững ngay khi tiếp xúc với không khí. Lớp màng này đóng vai trò như một lớp áo giáp, bảo vệ Nhôm khỏi quá trình oxy hóa tiếp theo và sự ăn mòn, khiến nó trở nên rất bền trong môi trường tự nhiên.
- Dù có tính khử mạnh, Nhôm thể hiện tính chất lưỡng tính độc đáo khi phản ứng. Nó có thể tác dụng với cả axit mạnh (không phải axit oxy hóa mạnh như HNO3 đặc nguội) và bazơ mạnh:
+ Phản ứng với axit: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
+ Phản ứng với bazơ: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ (hoặc 2Na[Al(OH)4])
- Bên cạnh đó, Nhôm còn dễ dàng phản ứng với các phi kim như Oxy để tạo thành oxit Nhôm. Điều này cũng dẫn đến việc Oxit Nhôm (Al2O3) và Hydroxit Nhôm (Al(OH)3) đều có tính lưỡng tính, tức là chúng có thể phản ứng với cả axit và bazơ, một đặc điểm hóa học quan trọng của Nhôm.
3. Ứng dụng của Aluminum trong thực tế
- Biển hiệu trang trí: Nhôm Aluminium được sử dụng làm vật liệu cho các biển hiệu quảng cáo, biển chỉ dẫn và biển trang trí cho cửa hàng, công ty, tổ chức sự kiện. Nó cũng được sử dụng làm phụ kiện trang trí nội ngoại thất cho các công trình xây dựng và thiết kế sân khấu.
- Vật liệu ốp, lót và cách âm: Nhôm Aluminium được sử dụng làm vật liệu ốp, lót mặt tiền hoặc ốp lát tường để cách âm cho gia đình, cao ốc và văn phòng. Nó cũng có khả năng giảm nhiệt và chống cháy, mang lại hiệu quả và an toàn cao.
- Ngành công nghiệp: Nhôm Aluminium được sử dụng phổ biến trong sản xuất công nghiệp. Nó được dùng để làm ống nước, vỏ lon, đóng tàu, thân xe máy và bánh xe. Ngoài ra, nhôm Aluminium cũng được sử dụng làm lõi dây dẫn điện, dùng trong chế tạo máy móc và trang thiết bị xây dựng.
- Thực phẩm: nó không độc dù hấp thu một lượng lớn. Nên được sử dụng làm màng bọc thực phẩm, xong nồi, thiết bị y tế. Bạn có thể thấy 100% các lon cocacola đều được làm bằng nhôm và phần lớn trong số đó được hãng này tái chế.
- Hợp kim: độ cứng ở mức trung bình nhưng bù lại trọng lượng nhẹ, màu sắc đẹp, không bị oxy hóa. Aliminum ít khi nào được sử dụng ở dạng nguyên chất mặc dù có thể có tới 99% nhôm. Nhưng 1% các thành phần khác như đồng, kẽm, mangan, magie, silicon cũng có khiến nó tốt hơn.
4. Cách điều chế Aluminum
- Trong tự nhiên, Al tồn tại dưới dạng oxit, muối. Để sản xuất nhôm, người ta sử dụng nguyên liệu chính là quặng boxit, có thành phần chính là Al2O3.
- Quặng boxit sau khi được làm sạch tạp chất, sau đó điện phân nóng chảy hỗn hợp Al2O3 và criolit (chất làm giảm to nóng chảy của Al) trong bể điện phân.
