| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Numero atomico | 13 |
| Massa atomica | 26.98154 g.mol -1 |
| Elettronegatività secondo Pauling | 1.5 |
| Densità | 2.7 g.cm -3 at 20 °C |
| Punto di fusione | 660.4 °C |
| Punto di ebollizione | 2467 °C |
| Raggio di Vanderwaals | 0.143 nm |
| Raggio ionico | 0.05 nm |
| Isotopi | 3 |
| Isotopi artificiali | 16 |
| Guscio elettronico | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 |
| Energia di prima ionizzazione | 577.4 kJ.mol -1 |
| Energia di seconda ionizzazione | 1816.1 kJ.mol -1 |
| Energia di terza ionizzazione | 2744.1 kJ.mol -1 |
| Potenziale standard | -1.67 V |
| Scoperto da | Hans Christian Oersted nel 1825 |
Caratteristiche dell’Alluminio
L’alluminio prende il suo nome dall’antico nome per l’allume (solfato alluminoso di potassio), che in latino era alumen e significava “sale amaro”. L’elemento fu inizialmente chiamato alluminio da Humphry Davy, ma in seguito fu adottato il nome alluminio in tutta Europa. Negli Stati Uniti, invece, il nome preferito era “aluminum”, e quando la società chimica americana discusse l’argomento nel 1925, optò per questa denominazione.
E’ un metallo leggero e morbido con un colore argenteo brillante, grazie a un sottile strato di ossidazione che si forma rapidamente quando viene esposto all’aria. Come gli altri metalli, non è magnetico, non tossico e non infiammabile.
Ha un solo isotopo naturale, l’alluminio-27, che non è radioattivo.
Applicazioni dell’Alluminio
L’alluminio è un elemento metallico flessibile e argentato, appartenente al gruppo dei metalli poveri. Si presenta principalmente sotto forma di minerale di bauxite ed è noto per la sua resistenza all’ossidazione (infatti, è quasi sempre ossidato, ma può essere utilizzato in questa forma, a differenza della maggior parte dei metalli), la sua robustezza e il suo peso leggero. L’alluminio è utilizzato in molte industrie per la produzione di milioni di prodotti differenti ed è di grande importanza per l’economia mondiale.
I componenti strutturali realizzati in alluminio sono fondamentali per l’industria aerospaziale e molto importanti anche in altri settori del trasporto e della costruzione, in cui sono richiesti peso leggero, durevolezza e resistenza. L’uso di questa sostanza supera quello di qualsiasi altro metallo, ad eccezione del ferro. L’alluminio puro si presta facilmente alla creazione di leghe con molti altri elementi, come il rame, lo zinco, il magnesio, il manganese e il silicio.
Oggi, quasi tutti gli specchi moderni sono rivestiti con uno strato sottile di alluminio, utilizzato sulla superficie posteriore di un foglio di vetro galleggiante. Anche gli specchi utilizzati nei telescopi sono rivestiti con uno strato sottile di alluminio.
Altri impieghi
E’ utilizzato anche nella realizzazione di linee di trasmissione elettrica e di confezioni come lattine e fogli. Grazie alla sua alta conducibilità e al prezzo relativamente basso rispetto al rame, l’alluminio è stato ampiamente utilizzato negli anni ’60 negli Stati Uniti per i collegamenti elettrici domestici. Tuttavia, si sono verificati problemi di funzionamento a causa del coefficiente di espansione termica più alto rispetto al rame e della sua tendenza a creparsi sotto pressione stabile e continua, che hanno portato all’allentamento del contatto. La corrosione galvanica aumenta la sua resistenza elettrica.
La tecnologia più recente nell’ambito dell’alluminio è la produzione di schiuma, ottenuta attraverso l’aggiunta di un composto metallico fuso, un metallo ibrido, in grado di rilasciare un gas di idrogeno. Prima della produzione della schiuma, l’alluminio fuso deve essere ispessito, aggiungendo ossido di alluminio o fibre di carburo di silicio. Il risultato finale è una schiuma solida utilizzata nei tunnel stradali e nelle navicelle spaziali.
Problemi ambientali
L’alluminio è un elemento chimico ampiamente diffuso nella crosta terrestre, stimato tra il 7,5% e l’8,1%. Tuttavia, è raro nella sua forma libera ed è stato a lungo considerato un metallo prezioso, addirittura più prezioso dell’oro. Gioca un ruolo importante nelle proprietà del terreno, dove si presenta principalmente sotto forma di idrossido di alluminio insolubile.
E’ un metallo altamente reattivo ed è difficile da estrarre dal suo minerale, l’ossido di alluminio (Al2O3). È uno dei metalli più difficili da raffinare sulla Terra a causa della sua rapida ossidazione. Il suo ossido forma un composto estremamente stabile, a differenza della ruggine sul ferro che si sfalda via. Questa è la ragione per cui l’alluminio è così prezioso e viene utilizzato in numerose applicazioni.
Molte gemme sono costituite da cristalli di ossido di alluminio chiari, noti come corindone. La presenza di tracce di altri metalli determina i vari colori: il cobalto produce gli zaffiri azzurri, mentre il cromo produce i rubini rossi. Entrambi sono oggi prodotti artificialmente in modo facile ed economico. I topazi sono invece alluminio silicati colorati di giallo per tracce di ferro.
Il recupero dai rottami, attraverso il riciclaggio, è diventato un’importante componente dell’industria. La produzione industriale globale del nuovo metallo si aggira intorno alle 20 tonnellate all’anno, e una quantità simile viene riciclata. Le riserve note ammontano a circa 6 miliardi di tonnellate.
Effetti sulla salute
L’alluminio è uno dei metalli più ampiamente utilizzati al mondo, nonché uno dei composti più diffusi nella crosta terrestre. Ciò lo rende noto come un composto innocuo. Tuttavia, l’esposizione a concentrazioni elevate può causare problemi di salute. La forma solubile in acqua, sotto forma di ioni, è particolarmente nocivo. Questi ioni di alluminio si trovano spesso in una soluzione insieme ad altri ioni, come il cloruro di alluminio.
Può essere assunto attraverso il cibo, la respirazione e il contatto con la pelle. L’assunzione continuata di elevate concentrazioni di alluminio può causare seri problemi di salute, come il danno al sistema nervoso centrale, la demenza, la perdita di memoria, l’indebolimento e il grave tremore.
Inoltre, rappresenta un rischio in alcuni luoghi di lavoro, come le miniere, dove può essere presente nell’acqua. Le persone che lavorano in fabbriche dove l’alluminio viene utilizzato durante i processi di produzione possono riscontrare problemi ai polmoni quando respirano la polvere di alluminio. L’assunzione di questo elemento può anche causare problemi ai pazienti con malattie renali durante le dialisi renali.
L’inalazione di polvere di alluminio o di ossido di alluminio finemente diviso può causare danni ai polmoni e fibrosi polmonare. Questo effetto, noto come “malattia del rasoio”, è complicato dalla presenza di silicio e ossidi di ferro nell’aria inalata. Si ritiene che l’alluminio possa essere anche coinvolto nella malattia di Alzheimer.
In sintesi, sebbene questa sostanza chimica sia comunemente considerata innocua, l’esposizione a concentrazioni elevate può causare gravi problemi di salute. Pertanto, è importante essere consapevoli dei rischi e prendere misure appropriate per ridurre l’esposizione.
Effetti sull’ambiente
Gli effetti dell’alluminio sono stati oggetto di grande attenzione, soprattutto a causa dei problemi di acidificazione. L’alluminio può accumularsi nelle piante e causare problemi di salute per gli animali che le consumano.
Le concentrazioni di alluminio sembrano essere più elevate nei laghi che hanno subito un’acidificazione. In questi laghi, il numero di pesci e anfibi sta diminuendo a causa delle reazioni degli ioni di alluminio con le proteine presenti nelle branchie dei pesci e negli embrioni delle rane.
Le alte concentrazioni di alluminio non hanno effetti solo sui pesci, ma anche sugli uccelli e sugli altri animali che si nutrono di pesci e insetti contaminati, nonché sugli animali che respirano alluminio attraverso l’aria. Questi effetti includono problemi ai polmoni, perdita di peso e diminuzione dell’attività.
Un altro effetto negativo dell’alluminio sull’ambiente è la sua capacità di reagire con i fosfati, rendendoli meno disponibili per gli organismi acquatici.
Le alte concentrazioni di alluminio possono essere presenti non solo nei laghi acidificati e nell’aria, ma anche nell’acqua sotterranea di terreni acidi. Ci sono forti prove che l’alluminio può danneggiare le radici degli alberi quando queste sono immerse nell’acqua sotterranea.
