L’alluminio è un elemento chimico del gruppo dei metalli che fu identificato per la prima volta nell’allume dal chimico inglese Davy, che però non fu in grado di isolarlo, propose pertanto il nome alumium (dal latino, sale amaro), in seguito modificato in aluminium.
È molto raro in natura allo stato libero (in passato era considerato un metallo molto prezioso, con un valore che superava addirittura quello dell’oro), ma è l’elemento più diffuso sotto forma di composti e costituisce l’8,2% della litosfera. È un metallo leggero, di colore bianco-argenteo, molto malleabile allo stato puro, ed è un discreto conduttore di calore ed elettricità. All’aria si ricopre di un leggero strato di ossido che lo preserva dagli agenti atmosferici. Brucia in ossigeno e nel cloro e si scioglie nell’idrossido di sodio e di potassio dando gli alluminati. Reagisce sia con gli acidi (acido cloridrico, cloruri, acidi organici) sia con gli alcali che sciolgono l’ossido superficiale sviluppando ossigeno, mentre resiste alla maggior parte delle sostanze organiche. Ha poca resistenza meccanica.
I principali minerali d’alluminio sono la bauxite (uno dei minerali più ricchi di questo elemento), la criolite, l’allume e i silicati. Si trova nei graniti e nei feldspati e si ottiene trattando la bauxite con idrossido di sodio concentrato a caldo. I principali produttori mondiali sono la Cina, la Russia, il Canada e l’India.
Indice
Proprietà chimiche
Lo strato superficiale dell’alluminio è grigio-argento per l’ossidazione che previene la corrosione degli strati sottostanti impedendo il passaggio dell’ossigeno.
- Simbolo: Al
- Numero atomico: 13
- Serie: Metalli del blocco p
- Gruppo, periodo: 13 (IIIA), 3
- Densità: 2700 kg/m³
- Durezza: 2,75
- Peso atomico: 26,981538 u
- Configurazione elettronica: [Ne]3s23p1
- Struttura cristallina: cubica
- Stato della materia: solido
- Punto di fusione: 660,32 °C
- Punto di ebollizione: 2519 °C
- Calore di fusione: 10,79 kJ/mol
- Elettronegatività: 1,61 (Scala di Pauling)
- Calore specifico: 896,9 J/(kg·K)
- Conducibilità elettrica: 37,7×106/m·Ω
- Conducibilità termica: 237 W/(m·K)
Alluminio – Composti principali
Solfato di alluminio Al2(SO4)3 – Solido bianco solubile in acqua utilizzato soprattutto nell’industria della carta per trattare le fibre di cellulosa del legno ma anche come impermeabilizzante nell’edilizia.
Idrossido di alluminio Al(OH)3 – Si ottiene facendo reagire l’ossido di alluminio con l’acqua e serve a creare altri composti di alluminio, ma è anche un agente ignifugo e un antiacido per l’uomo.
Ossido di alluminio Al2O3 – Noto anche come allumina, è un solido bianco e inodore ottenuto dalla bauxite, molto duro e usato quindi come abrasivo e come componente delle lame, ma è anche la base di alcuni minerali preziosi come rubino e zaffiro.
Cloruro di alluminio AlCl3 – Sale in forma di cristalli incolori, molto corrosivo, usato come catalizzatore nelle produzioni chimiche e come antitraspirante nei deodoranti.
Nitrato di alluminio Al(NO3)3 – Polvere bianca cristallina inodore che si ottiene dalla reazione dell’idrossido di alluminio con l’acido nitrico, importante per l’industria conciaria e per la raffinazione del petrolio.
Carbonato di alluminio Al2(CO3)3 – Sale che ha l’aspetto di polvere bianca e si ottiene dall’ossido di alluminio posto a contatto con anidride carbonica.
Isotopi – Questo elemento ha solo due isotopi in natura, di cui Al-27 stabile e Al-26 radioattivo.
Applicazioni
L’alluminio è il materiale con più applicazioni di tutti dopo il ferro. Le sue leghe sono fondamentali per le industrie automobilistica aeronautica, aerospaziale e ottica, trasporti, imballaggi, costruzioni, beni di consumo durevoli, armi da fuoco e munizioni ecc. Non mancano anche gli utilizzi in ambito medico: il cloruro d’alluminio, come accennato, viene impiegato come antitraspirante, astringente e antisettico. Un altro aspetto che rende molto appetibile questo materiale è che il suo riciclaggio è molto facile e conveniente.
Alluminio – Le leghe
L’alluminio prende parte a moltissime leghe, dette leghe leggere, le principali con rame, magnesio, zinco, silicio, manganese e nichel. Ognuno di questi metalli aggiunge o modifica delle cartatteristiche nell’alluminio: il silicio diminuisce la dilatazione, il magnesio aumenta la resistenza alla corrosione, il manganese, lo zinco, il nichel e il rame aumentano la resistenza meccanica. Le leghe di questo metallo hanno un’elevatissima conducibilità elettrica e termica e sono molto usate in campo aeronautico e aerospaziale, ma anche in ambiti più quotidiani come la produzione di di utensili da cucina. Grazie alal leggerezza e alla resistenza, sono anche materiali d’avanguardia per la produzione di biciclette e infissi.
L’aspetto dell’alluminio è argenteo come si riconosce nei rotoli usati quotidianamente in cucina
Biologia
L’alluminio non è presente naturalmente nel corpo umano ma di fatto viene assunto attraverso l’acqua e il cibo perché è contenuto in piccole dosi ovunque. Ha un certo grado di tossicità, ma non è considerato di per sé pericoloso per la natura umana, infatti si trova in gran parte degli oggetti che usiamo quotidianamente e in alcuni farmaci: è la dose che fa il veleno. In alcuni cibi, l’alluminio viene usato come additivo, ma è difficile assumerne con la sola alimentazione una quantità tale per cui diventi pericoloso per la salute.
L’inalazione di polvere di alluminio per tempi prolungati, invece, provoca sicuramente dei danni ai polmoni.
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