Hechos Sobre El Aluminio

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Propiedades, usos y fuentes del elemento aluminio. También conocido como aluminio, el nombre fue cambiado por la american chemical society en 1925.

Aluminio: no solo se encuentra en el refrigerador envuelto alrededor de sobras de una semana. Este elemento es el segundo elemento metálico más abundante en la corteza terrestre después del silicio. Se usa en latas de refrescos y otros envases, en aviones y automóviles, e incluso en ese elegante iPhone 6.

El grueso de aluminio, un 8 por ciento de la corteza terrestre en peso, según la Universidad de Wisconsin, hace que sea fácil dar por sentado este metal. Pero el aluminio es liviano (un tercio del peso del acero o el cobre, según el estudio geológico de EE. UU.) Y es fácil de moldear, plegar y reciclar. Resiste la corrosión y resiste el uso repetido.

Lo curioso del aluminio es que no debería ser tan útil en absoluto. El metal en realidad oxida, o pierde electrones, fácilmente, el mismo tipo de reacción que causa la oxidación del hierro. Sin embargo, a diferencia del óxido de hierro, el producto de esta reacción, el óxido de aluminio, se adhiere al metal original y lo protege de una mayor descomposición, según la Universidad de Wisconsin.

Solo los hechos

  • Número atómico (número de protones en el núcleo): 13
  • Símbolo atómico (en la tabla periódica de elementos): Al
  • Peso atómico (masa media del átomo): 26.9815386
  • Densidad: 2,70 gramos por centímetro cúbico
  • Fase a temperatura ambiente: Sólido
  • Punto de fusión: 1,220.58 grados Fahrenheit (660.32 grados Celsius)
  • Punto de ebullición: 4,566 grados F (2,519 grados C)
  • Número de isótopos (átomos del mismo elemento con un número diferente de neutrones): 22, uno estable
  • Isótopos más comunes: Al-27 (estable) y Al-26 (radioactivo; vida media 730,000 años)

Metal milagroso

El aluminio se forma en las estrellas en una reacción de fusión en la que el magnesio recoge un protón adicional, según Chemicool, un sitio web de química creado por David D. Hsu del Instituto de Tecnología de Massachusetts. Sin embargo, no se encuentra en forma pura en la naturaleza; En la corteza terrestre, el aluminio se presenta con mayor frecuencia como un compuesto llamado alumbre (sulfato de potasio y aluminio).

El químico danés Hans Christian Oersted logró extraer aluminio del alumbre por primera vez en 1825, según el Thomas Jefferson National Accelerator Facility. Más tarde, los científicos refinaron el proceso de extracción de aluminio para alumbre, pero no pudieron bajar el precio a niveles prácticos. Durante décadas, el aluminio fue más apreciado que el oro: Napoleón III, el primer presidente de la Segunda República francesa a partir de 1848, sirvió con orgullo a sus invitados más honrados utilizando platos y cubiertos de aluminio, porque era un metal tan raro, según The Aluminum Asociación. Según se informó en un artículo de 1911 en la revista Good Housekeeping, Napoleón III también tenía un sonajero de aluminio hecho para su hijo.

Finalmente, en 1886, un ingeniero francés llamado Paul Heroult y un graduado en química de Oberlin llamado Charles Hall inventaron de forma independiente un proceso en el que el óxido de aluminio se funde en criolita (fluoruro de sodio y aluminio) y se somete a una corriente eléctrica, según la American Chemical Society. El proceso Hall-Heroult todavía se usa para producir aluminio en la actualidad, junto con el proceso Bayer, que extrae aluminio de mineral de bauxita, según la ACS.

La única forma estable del aluminio es Al-27, y la mayoría de los isótopos tienen vidas medias de apenas milisegundos, lo que significa que se han ido en menos de un abrir y cerrar de ojos. Pero el Al-26, el isótopo radioactivo más duradero del aluminio, tiene una vida media de aproximadamente 730,000 años. Este isótopo se encuentra en regiones de formación estelar en la galaxia, según un estudio de enero de 2006 en la revista Nature. En ese estudio, los investigadores de la NASA utilizaron explosiones detectables de Al-26 para localizar supernovas o explosiones de estrellas. Usando estas huellas dactilares de Al-26, los científicos estimaron que una supernova ocurre cada 50 años, en promedio, en la galaxia de la Vía Láctea, y que cada año nacen siete nuevas estrellas.

¿Quien sabe?

  • El aluminio es abundante: en 2012, según la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés), se produjeron 1.9 millones de toneladas de aluminio solo para envases y envases. Otros 1.7 millones de toneladas se destinaron a electrodomésticos, partes de vehículos y otros bienes duraderos.
  • Un solo Boeing-747 contiene 147,000 libras (más de 66,000 kilogramos) de aluminio, según Chemicool.
  • No intente esto en casa (a menos que tenga una campana extractora). El polvo de aluminio más yodo más unas pocas gotas de agua crean una gran exhibición: nubes de vapor de yodo púrpura tóxico y luego llama repentina. La reacción es una demostración de cómo el aluminio reactivo puede ser realmente.
  • ¡Reciclar! El reciclaje de aluminio requiere solo el 5 por ciento de la energía necesaria para extraer nuevo aluminio del mineral, según la EPA. A partir de 2012, aproximadamente el 55 por ciento de las latas de aluminio de bebidas llegaron a la papelera de reciclaje.
  • La parte superior del Monumento a Washington está coronada por una pirámide de aluminio de 8,9 pulgadas (22,6 centímetros). La tapa de aluminio sirvió inicialmente como el vértice del pararrayos del monumento, aunque tuvo que ser aumentada con varillas de cobre cuando se hizo evidente que la tapa por sí sola no podía evitar daños, según un artículo de 1995 en el Journal of the Minerals, Metals and Sociedad de materiales.
  • Esa lata de Coca Cola puede no haber estado en el estante por mucho tiempo. Según la Asociación de Aluminio, una lata de aluminio tarda tan solo 60 días en volver como una lata nueva después del reciclaje.
  • Trippy: de acuerdo con la Asociación de Aluminio, todavía se usa alrededor del 75 por ciento de todo el aluminio que se haya fabricado.

La investigación actual

Quizás la aparición más famosa de aluminio en la escena de investigación reciente fue en 2011, cuando jugó un papel en el Premio Nobel de Química. El ganador del premio, el científico de materiales Dan Shechtman del Instituto de Tecnología Technion-Israel, descubrió los cuasicristales, las estructuras moleculares de patrones no repetitivos. El material en el que Shechtman descubrió estos cuasicristales era una mezcla de manganeso y aluminio.

Hay cientos de aleaciones de aluminio, o mezclas con otros metales, en el mercado, según Yuntian Zhu, profesor de materiales y ciencias de la ingeniería en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. El aluminio solo es ligero pero débil, por lo que se agregan otros metales para darle más músculo.

Zhu y sus colegas llevaron este concepto al extremo, creando aluminio tan fuerte como el acero, informaron en un artículo publicado en la revista Nature Communications en 2010. Al someter el aluminio mezclado con un poco de magnesio y zinc a una presión extrema, los investigadores encontraron que Podrían triturar los granos de aluminio hasta el tamaño nanométrico. Estos granos más pequeños permiten que la aleación se mueva, para que no se vuelva quebradiza y se rompa como la cerámica bajo presión. Pero el movimiento es lo suficientemente rencoroso que el material sigue siendo muy fuerte.

"La nanoestructura hace que sea muy difícil que la dislocación se mueva, pero al mismo tiempo, cuando aplicas una fuerza que es lo suficientemente alta, permitirá que se mueva", dijo Zhu a WordsSideKick.com.

Actualmente, los investigadores solo pueden hacer pequeñas cantidades de esta aleación de aluminio súper resistente a la vez, lo que significa que las aplicaciones comerciales aún no son posibles.

Mientras tanto, en Oregon, los investigadores están utilizando tecnología de punta para estudiar aluminio acuoso o compuestos de aluminio formados en agua, particularmente óxidos de aluminio. Los óxidos de aluminio son compuestos que incluyen aluminio y oxígeno.

"El óxido de aluminio, especialmente en forma de película, se usa en muchas industrias diferentes", dijo Douglas Keszler, director del Centro de Química de Materiales Sostenibles de la Universidad Estatal de Oregón. Estas películas son buenas barreras resistentes a los rasguños y a la corrosión; Los óxidos de aluminio también se usan en el tratamiento de agua para precipitar pequeñas partículas, dijo Keszler a WordsSideKick.com.

Keszler y su equipo están trabajando para analizar las soluciones similares a la tinta que pueden calentarse y secarse en películas de óxido de aluminio.

"No tenemos las técnicas químicas que nos permiten, simultáneamente, con tales soluciones, identificar tanto la composición como la estructura, la estructura molecular de lo que hay en la solución", dijo Keszler. "Entonces, lo que hemos hecho es tomar algunas nuevas técnicas de láser y combinarlas con computaciones de alta potencia para poder deducir simultáneamente la composición y la estructura".

Una vez que entienden las soluciones, dijo Keszler, los investigadores pueden controlar mejor el proceso de producción de las películas y aprender a hacerlas de manera eficiente en términos de energía. En este momento, el equipo está más entusiasmado con el uso de las películas para la tunelización de electrones. Al colocar una película de óxido de aluminio muy puro entre dos electrodos, dijo Keszler, los científicos están muy cerca de lograr que los electrones salten de un electrodo a otro sin interactuar con la película: "Esencialmente, transferencia instantánea de un electrodo a otro. "Dijo Keszler.

Este dispositivo de tunelización de electrones podría usarse como un interruptor barato y simple, dijo Keszler.

Recursos adicionales

  • He aquí un vistazo al por qué el aluminio cuesta más de lo que debería: un informe de investigación del New York Times sobre el inflado precio del aluminio.
  • Mire debajo del capó de un iPhone y descubra qué elementos químicos, como el aluminio, hacen que el teléfono inteligente funcione en este video producido por la American Chemical Society.
  • Este video del canal Discovery ofrece una visión visual de cómo se reciclan las latas de aluminio.
  • ¿Sabía que el escritor de ciencia ficción Jules Verne escribió sobre un cohete espacial de aluminio en su novela "Viaje a la luna"? Encuentre más información histórica sobre el aluminio en el sitio web de la Aluminium Association.

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Suplemento De Vídeo: 5 Experimentos caseros hechos con aluminio.




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