ماهو الألمنيوم
الألمنيوم: هو عنصر من عناصر الجدول الدوريّ المهمَّة، رمزه الكيمائيّ”Al”، عدده الذرِّيّ”13″، من أكثر الفلزَّات انتشاراً واستخداماً على سطح الأرض، يأتي في المرتبة الثالثة بعد الأكسجين والسيليكون، يرتبط بعدد كبير من الفلزَّات الأمر الذي يجعله من أكثر العناصر فعالية باعتباره معدن حر.
يمتاز الألمنيوم بلونه الأبيض الفضيّ، ينتمي إلى مجموعة البورون، من المعادن القابلة للسَّحب، له قدرة على الذوبان في الماء ضمن الشُّروط العاديَّة، يُعتبر خام البوكسيت المصدر الرئيسيّ للألومنيوم، حيث وجد الألمنيوم في الطبيعة على شكل مركَّبات متواجدة في الحيوانات والنباتات إضافةً إلى تواجده في الصُّخور، يحتوي في مداره الخارجيّ على ثلاثة إلكترونات حرَّة.
نظراً لألفة الألمنيوم مع الأكسجين فهو لايوجد بشكل حر في الطبيعة؛ الأمر الذي يجعله يظهر على شكل سليكات أو أكاسيد، حيث تُعتبر سليكات الألمنيوم من أكثر مجموعة الفلزَّات شيوعاً، وغير ذلك يُمكن للألمنيوم أن يظهر كحالة ثانويّة خاصَّةً في المناطق التي تنخفض فيها نسبة الأكسجين.
لا تُعتبر فلزَّات الألمنيوم من المصادر الإقتصاديّة للمعدن، حيث أنّه يتمُّ إنتاج معدن الألمنيوم من خام البوكسيت النَّاتج من عمليّات التجويّة التي تحدُث على سطح الأرض، هذا وقد كان معدن الألمنيوم أكثر قيمةً من معدن الذَّهب؛ نظراً لكونه من المعادن ذات طبيعة تفاعُليّة قوية، إضافةً إلى كونه قادر على تكوين روابط كيميائية خاصَّةً مع الأكسجين الأمر الذي يجعل استخراجه والحصول عليه من الخام أمراً صعباً للغاية.
يتمُّ الحصول على معدن الألمنيوم عن طريق عمليّة التحليل الكهربائيّ، حيث كان مبدأ عمل هذه العمليّة يقوم على أساس استخدام البوتاسيوم لإرجاع أكسيد الألومنيوم الذي انحلَّ في الكريوليت المذاب، ليتم بعد ذلك تحرير الأيونات لتصبح حرَّة الحركة.
من السَّهل جداً إعادة تصنيع الألمينوم، حيث تتمُّ عملية التصنيع عن طريق البدء بعمليّة صهر الخردة وهي عملية تحتاج إلى كميّات قليلة جداً من الطَّاقة اللازمة لإنتاج الألمنيوم من خاماته، وقد يُطلق على الألمنيوم المُعاد تصنيعه اسم ألمينيوم ثانويّ والذي يُحافظ على نفس الخصائص الفيزيائيّة للألمنيوم الأصلي.
يحتوي الألمنيوم على مجموعة من النظائر التي من السَّهل استخدامها واستغلالها في العديد من التطبيقات العمليّة؛ وذلك للكشف عن تاريخ الترسُّبات البحريّة إضافةً إلى اكتشاف المنغنيز والكوارتز.
يُعتبر الألمينوم من العناصر الضارة للنباتات، حيث يُقلل من نموّها خاصةً في التربة الحمضيّة، لذلك فإنّ زيادة تركيز أيونات الألمنيوم الموجبة في هذه التربة يؤدِّي إلى حدوث خلل في نمو جذور النباتات، هذا وقد يعود سبب حمضيّة التربة إلى التحلُّل المائيّ الذي يحدث لمركبات الألمنيوم.
خصائص الألمنيوم
- يُعتبر الألمنيوم من المعادن المتينة والصَّلبة خفيفة الوزن.
- له مظهر خاص به يعتمد على طبيعة السَّطح يتراوح بين الرَّماديّ المائل إلى الفضيّ.
- يمتاز بكثافته المُنخفضة مقارنةً مع كثافة الفولاذ.
- من المعادن سهلة التشكيل.
- من المعادن غير المُمغنطة التي لا يمكن أن تذوب في الكحول.
- له موصليّة جيِّدة للكهرباء والحرارة.
- له قدرة على مقاومة التآكل الأمر الذي يمنع استمرار عمليّة الأكسدة.
- يحتوي الألمنيوم على العديد من المحاليل الملحيّة خاصَّةً عند وجود عدد من المعادن المختلفة.
- له نظام بلوريّ مكعَّب الشَّكل.
- له قدرة على الحفاظ على انعكاسه الفضيّ خاصَّةً عندما يكون على شكل مسحوق دقيق.
- يظهر في أغلب الأحيان في الحالة الصَّلبة.
- له درجة غليان وانصهار ثابتات.
- من العناصر التي لها القدرة على مقاومة الصَّدأ.
- يُعتبر الألمنيوم من العناصر الليّنة التي يسهل تشكيلها وصبّها.
- عنصر من العناصر التي لها قدرة على مقاومة الحرائق.
- يحتوي على مجموعة من السَّبائك الخاصَّة به.
- من العناصر غير السّامَّة.
- يُعتبر الألمنيوم عامل مُختزل له قدرة كبيرة على الاتحاد مع الأكسجين.
- لا يمكن أن يتفاعل مع القواعد، لكنَّه سريع التفاعل مع الفلزَّات.
- يتعرَّض الألمنيوم لظاهرة التخميل.
- غير قابل للانجذاب إضافةً إلى كونه غير مُمغنط.
- سهل التشغيل والاستغلال.
استخدامات الألمنيوم
- يدخل في صناعة العديد من المُعلَّبات والأغلفة.
- يتمُّ استخدامه في صناعة العديد من وسائل النَّقل المُختلفة كالطائرات والسُّفن؛ وذلك بسبب خفَّة وزنه ومتانته.
- يتم استخدامه في صناعة أدوات المطبخ المُختلفة.
- يدخل في صناعة إطارات النّوافذ، إضافةً إلى استخدامه في صناعة أنواع مُتعدِّدة من الخزائن.
- يدخل في صناعة أسلاك الكهرباء؛ نظراً لقدرته على التَّوصيل الكهربائيّ.
- يتمُّ استخدامه في صناعة العديد من مستحضرات التجميل والأدوية.
- يتمُّ استخدامه في صناعة متفجِّرات نترات الأمونيوم لزيادة قوَّة الإنفجار.
- يتمُّ استخدامه في الدَّبابات المصفَّحة خاصَّةً عند تشكيله وطرقه إلى ألواح سميكة.
- يُمكن استخدامه في صناعة الورق المُستخدم في لفِّ وتغليف أنواع عديدة من الأطعمة.
- يدخل في صناعة أعمدة إنارة الشوارع.
- يتمُّ استخدامه في صناعة بعض المعدَّات كمعدات التصوير الفوتوغرافيّ.
- يدخل مسحوق الألمينوم في صناعة الألعاب الناريّة وصناعة أنواع عديدة من الطلاء.
- يدخل في صناعة العديد من السَّبائك المهمَّة.
أنواع الألمينوم
- الألمنيوم النقي: يُعبِّر عن الشَّكل الذي يتمُّ العثور عليه في الطبيعة بشكلٍ مُنفرد، حيث كان لهذا النَّوع أهميَّة وقيمة أكثر من الذَّهب.
- البوكسايت: يُعبِّر عن المادَّة الخام التي صُنع منها الألمنيوم، من الصَّعب استخراجه؛ نظراً لأنّه يحتاج إلى كميّات كبيرة من الطَّاقة اللازمة لخفض نسبة أكسيد الألمينوم.
- أكسيد الألمينوم: يحتاج إلى درجات عالية حتى يتمَّ صهره، إضافةً إلى ذلك يمكن استخلاص الألمنيوم منه عن طريق عمليّة التحليل الكهربائيّ.
- سبائك الألمنيوم: وهي عبارة عن مواد تتكوّن بشكل رئيسيّ من الألمنيوم إضافةً إلى احتوائها على بعض من العناصر الأخرى كالنُّحاس والمنغنيز والسيليكون، كما أنّ هناك نوعان من السبائك هما: سبائك الصَّب وسبائك المطاوع، حيث يتمُّ استخدام هذه السبائك على نطاق واسع خاصَّةً في الإنشاءات الهندسيّة.
