UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAFACULTAD DE CIENCIAS

Escuela de QuímicaDepartamento de Geoquímica

Profesor:•Br. Díaz Giglio Luis E. C.I: 19.586.271 Martínez Manuel•Br. Valero S. Astolfo E. C.I: 20.870.805

Caracas, febrero de 2014

QUíMICA Y GEOQUíMICA DEL

ALUMINIO

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Descubrimiento En el siglo XIX, se identificó por primeravez el elemento. Su nombre inicial, aluminum,fue propuesto por el británico Humphrey Davy(1809). A medida que se sistematizaban los nombresde los distintos elementos, se cambió a  aluminium.

Entre 1827 y 1845 el químico alemán Friedrich Wöhler consigue aislar totalmente el aluminio por primera vez, y así se convirtió en el primero en medir la densidad del aluminio y demostrar su ligereza.

En 1854, Henri Sainte - Claire Deville obtuvo el metal en Francia reduciendo cloruro de aluminio con sodio y con el apoyo financiero de Napoleón III, estableció una planta experimental a gran escala.

En París en 1855 se exhibió por primera vez el aluminio puro.

El aluminio se utilizaba en la antigüedad en tintorería y medicina bajo la forma de una sal doble, conocida como alumbre y que se sigue usando hoy en día.

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Obtención del AluminioLa extracción de este elemento, se basa en dos procesos:

PROCESO BAYER: Es el principal método industrial para obtener el aluminio. Consiste en extraer alúmina u óxido de aluminio a partir de bauxita.

Al(OH)3  +  OH - + Na*  → Al(OH)4 - + Na*

AlO(OH)2  +  OH-  +  H2O + Na*  → Al(OH)4-  + Na*

Al(OH)4-  + Na*  → Al(OH)3  +  OH-  + Na*

2 Al(OH)3  →  Al2O3  + 3 H2O

PROCESO HALL-HÉROULT:  En este proceso la alúmina (Al2O3) es disuelta dentro de una cuba electrolítica revestida interiormente de carbón, en un baño electrolítico con criolita (Na3AlF6) fundida. La cuba actúa como cátodo, mientras que como ánodos se suelen utilizar unos electrodos de carbón de Soldberg. La reacción química total es la siguiente:

2Al2O3 + 3 C → 4 Al + 3 CO2

La alúmina se descompone en aluminio y oxígeno molecular. Como el aluminio líquido es más denso que la criolita se deposita en el fondo de la cuba, de forma que queda protegido de la oxidación a altas temperaturas. El oxígeno se deposita sobre los electrodos de carbón, quemándose y produciendo el  CO2.

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Propiedades Físicas y Químicas del Aluminio El aluminio es un elemento químico pertenecienteal grupo 13 de la tabla periódica, o grupo del boro.Se trata de un metal de número atómico 13 y desímbolo, Al. Con una configuración electrónica: [Ne]3s²3p¹

PROPIEDADES FÍSICAS Metal de color blanco plateado, con propiedades optimas para la óptica.

Su peso atómico es de 26,9815.

Ligero, con una densidad o peso específico de 2700 Kg./m3 (2,7 veces la densidad del agua) .

Su punto de fusión es 1.220,576 Fahrenheit (660,32 Celsius).

Buen conductor de calor y electricidad.

Resistente a la corrosión.

Es un material fácilmente reciclable, sin un elevado coste.

Material blando (Escala de Mohs: 2-3).

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Propiedades Físicas y Químicas del Aluminio

PROPIEDADES QUÍMICAS

La capa de valencia del aluminio está poblada por tres electrones, por lo que su estado normal de oxidación es +3. Esto hace que reaccione con el oxígeno de la atmósfera formando rápidamente una capa fina gris mate protectora, de óxido de aluminio (Al2O3), que recubre el material, proporcionándole resistencia y durabilidad aislándolo de ulteriores corrosiones. Esta capa puede disolverse con ácido cítrico. A pesar de ello es tan estable que se usa con frecuencia para extraer otros metales de sus óxidos.

Es un metal, pero exhibe similitudes químicas con B y Be.

Presenta un carácter anfótero, que le permite ser disuelto tanto en ácidos como en bases, liberando hidrógeno. Reacciona con facilidad con el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio.

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Abundancia El Aluminio es el metal más abundante de la corteza terrestre.

Ocupa el tercer lugar entre todos los elementos químicos constituyentes de la Tierra

El aluminio no se encuentra nunca como metal libre, sino usualmente como silicato de aluminio o como silicato mixto de aluminio y otros metales como sodio, potasio, hierro, calcio y magnesio. Estos silicatos no son minerales útiles por ser químicamente difícil, y por tanto caro, extraer aluminio a partir de ellos.

Una buena fuente es en la Bauxita.

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Usos del Aluminio

La utilización industrial del aluminio ha hecho de este metal uno de los más importantes, tanto en cantidad como en variedad de usos, siendo hoy un material polivalente que se aplica en ámbitos económicos muy diversos. Se usa en forma pura, aleado con otros metales o en compuestos no metálicos.

En estado puro:› Se aprovechan sus propiedades ópticas para fabricar espejos domésticos

e industriales, como pueden ser los de los telescopios reflectores.› Se convierte en papel aluminio.› En la fabricación de latas.› Como aislante de las torres de alta tensión.

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Usos del Aluminio En aleaciones:

Se utiliza para la creación de estructuras. Para fabricar piezas industriales. Se utiliza para enseres domésticos tales como utensilios de cocina y

herramientas. Se utiliza asimismo en la soldadura alumino - térmica. Fabricación de  contenedores criogénicos. En algunas piezas de aviación.

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Usos del Aluminio Sus compuestos:

› Al2O3 : Usado como absorbente y abrasivo. Es utilizado en la fabricación de materiales del tipo cerámicos, refractarios y aislantes eléctricos.

› Al(OH)3 : Usado como antiácido en el campo de la medicina.› AlOHCl2 : De aplicación desinfectante y antitranspirante.› Al( BH4)3 : Forma parte del combustible de cohetes, y es un buen reductor muy

energético.› Al(NH4)(SO4)2 : Usado en el proceso de depuración del agua potable, como

mordiente en tintorería o como buen acidificante de los suelos.

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Geoquímica del Aluminio El aluminio tiene gran importancia producto de sus propiedades desde el

punto de vista geoquímico, porque, el aluminio es uno de los elementos químicos más importantes y más difundidos en la naturaleza.

El aluminio presenta un carácter geoquímico principalmente de tipo litófilo, siendo esto, la afinidad por las fases silicatadas.

Debido a su afinidad con las fases silicatadas y densidad que presenta, en La Tierra se encuentra asociado al manto y principalmente a la corteza.

Puede provenir del espacio presente en meteoritos, principalmente en siderolitos y aerolitos (presente en estructuras silicatadas).

La base de los continentes y sus cordilleras, se compone de aluminosilicatos. Por tanto, en lo que respecta a su grado de difusión, el aluminio ocupa el tercer lugar entre los elementos químicos constituyentes de la corteza.

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Junto al oxígeno y silicio forman numerosos y variados minerales. Estos minerales son combinaciones atómicas de estructura tetraédrica. El aluminio en estas estructuras puede jugar dos papeles: bien, a semejanza de otros metales, situándose entre los tetraedros silícicos, ligándolos unos con otros, o bien, colocándose en el centro de algunos tetraedros remplazando al silicio.

Al unirse entre si los diferentes tetraedros, se obtienen así, los diferentes aluminosilicatos.

El grado de difusión de los aluminosilicatos en la naturaleza es enorme. Por lo tanto, se puede encontrar en los siguientes minerales:

Feldespatos: Toman parte en la composición de los granitos, gneises y otras rocas; estos feldespatos al ser erosionados se convierten en arcilla, que contienen del 15 al 20% de aluminio.

Biotita: Es una mica, rica en aluminio, que también al ser erosionada, puede convertirse en arcilla.

Geoquímica del Aluminio

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Geoquímica del Aluminio Alúmina: la combinación natural del aluminio con el oxígeno. La alúmina

se presenta en la naturaleza en aspectos muy diversos.

Corindón: constituido por el óxido anhidro de aluminio (Al2O3), en este mineral el aluminio y el oxígeno van unidos con cantidades insignificantes de otros elementos (cromo, hierro, titanio). De este mineral se obtiene aluminio metálico, pero es demasiado caro y poco abundante en la naturaleza.

Diáspora e Hidrargilita: (hidrato de alúmina), Estos minerales, contienen óxido de hierro y sílice, forman depósitos arcillosos o pétreos, las bauxitas, especialmente en los estratos sedimentarios del litoral marítimo.

La Nefelina (Na2Al2Si2O8), feldespatoide, tambien posee gran cantidad de aluminio en su estructura.

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Referencias bibliográficas Housecroft, C; Sharpe, A (2006) Química Inorgánica, Segunda Edición.

Editorial Pearson. Madrid, España. Pg 293

http://www.arqhys.com/arquitectura/aluminio-historia.html. Revisado el 18/02/14.

http://www.librosmaravillosos.com/geoquimica/capitulo21.html. Revisado el 18/02/14.

http://www.revesconsult.com/descargas/propiedades_aluminio.pdf. Revisado el 18/02/14.

http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_Bayer. Revisado el 18/02/14.

http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_Hall-H%C3%A9roult. Revisado el 18/02/14.

http://quimica.laguia2000.com/general/el-aluminio-y-sus-propiedades. Revisado el 18/02/14.