aluminium

Aluminium er et sølvhvitt metall som egentlig er meget reaktivt, men takket være et tynt og tett lag av aluminiumoksid på overflaten er det meget stabilt. Drivverdige forekomster av aluminiumoksid (bauxitt) er lett tilgjengelig mange steder, men først etter 1886 har det vært teknisk mulig å fremstille metallet i større mengder.

Aluminium er lett, og alumiumslegeringer blir stadig sterkere, så om vår tid skulle oppkalles etter et metall er det aluminium. Vi lever ikke i jernalderen (selv om jern/stål fortsatt er meget viktig), men i aluminiumsalderen eller kanskje bedre lettmetallalderen - da tar vi med litium og magnesium. Ved å erstatte stål med aluminium har biler og sykler blitt vesentlig lettere - og drivstofforbruket mindre.

Aluminium er det andre grunnstoffet i gruppe 13 i periodesystemet

Det er bare en stabil isotop av aluminium: 27Al.

I naturen forekommer aluminium bare som Al3 i silikater  og som aluminiumoksid eller hydroksid i noen mineraler. Aluminium utgjør 8,2 % av jordskorpen, bare oksygen og silisium utgjør mer. 

Aluminium produseres over hele verden. I 2017 antas verdensproduksjonen å bli ca. 200 tusen tonn. Alt i alt anslås Jordens reserver av økonomisk nyttbare bauxittforekomster til å være 15–20 milliarder tonn. Det vil være nok for noen hundre år.

Foruten å være et typisk lettmetall, kan aluminium lett formes og bearbeides ved valsing, pressing, ekstrudering, trekking og trykking. Det lar seg f.eks. valse eller hamre til folier med en tykkelse på bare 0,001 mm. Det egner seg dessuten utmerket til fremstilling av støpegods. For mange anvendelser har aluminium imidlertid ikke tilstrekkelig styrke, men den kan forbedres vesentlig ved legering med andre metaller. (Se aluminiumlegeringer.)

Den elektriske ledningsevnen til aluminium er nesten to tredeler av kobberets. Dette, sammen med tetthet på bare  2,7 g/cm3 og lav pris, gjør at aluminium (ofte med en stålkjerne) brukes i elektriske kraftledninger hvor tyngden ved siden av ledningsevnen spiller en vesentlig rolle. Aluminium korroderer ikke i luft fordi metallet på overflaten dekkes av en tynn, sammenhengende, fastsittende og gjennomsiktig oksidfilm (tykkelse ved alminnelig temperatur 0,01 mm) som beskytter metallet mot oksidasjon. Ved eloksering kan oksidfilmen forsterkes.

Aluminium angripes av sterke syrer og baser, mens det beskyttende laget av aluminiumoksid gjør det motstandsdyktig både i kaldt og varmt vann og mot svake syrer ved alminnelige temperaturer. Når aluminium angripes av sterke syrer og baser, oksideres det av oksoniumioner i vann. Uventede baseangrep har skjedd når aluminium har kommet i kontakt med det sterkt basiske porevannet i alminnelig betong, og eksplosjonsulykker har blant annet oppstått når betongrester i båter med lagertanker i aluminium har blitt fuktig.

I sine forbindelser opptrer aluminium som det treverdig kationet Al3+. Siden aluminium ikke har d- eller f-elektroner, er Al3+-ionet i vann fargeløst. Dette gjelder også for aluminiumforbindelser om det ikke inngår andre kationer eller anioner som gir opphav til farge. Mange aluminiumforbindelser som alun inneholder krystallvann og danner store, velutviklede krystaller ved inndampning. 

I dagens fremstillingsprosessen for aluminium med bauxitt som råstoff blir bauxitten først omdannet til rent aluminiumoksid (alumina) i bayerprosessen. Fra aluminiumoksidet fremstilles aluminium i en videreutviklet Hall–Héroult - prosess.

Produksjon av aluminium startet tidlig i slik det også skjedde i andre land med rikelig tilgang på billig vannkraft. Allerede i 1908 ble det første aluminiumverk satt i gang i Stongfjorden i Sunnfjord og i 1909 ved A/S Vigelands Brug i Vennesla. I 2014 ble det produsert 1 200 000 tonn aluminium i Norge. Det var 2,4 % av verdensproduksjonen.

Aluminium og aluminiumlegeringer brukes i transport- og kommunikasjonsmidler (biler, busser, jernbane- og sporvogner, fly, skip osv.), i bygningsindustrien til tak- og veggbekledning og bærende profiler, til innredninger og dekorative formål. I form av folier anvendes aluminium som emballasjemateriale (tuber, bokser, kapsler, lokk, innpakningsmateriale), som tråd til elektriske ledninger og kabler, som plater til fremstilling av et utall av bruksgjenstander, husholdnings- og kjøkkenutstyr, kar og beholdere til bruk i næringsmiddelfabrikker, meierier, bryggerier osv.

Aluminiumpulverets brennbarhet benyttes ved aluminotermisk fremstilling av metaller og ved sveising etter termittmetoden. Termitt er en blanding av aluminiumpulver og jernoksid. Ved antennelse reagerer aluminium med jernoksidet under dannelse av jern og samtidig utvikles så sterk varme at jernet smelter. På samme prinsipp bygger aluminotermisk fremstilling av metaller som krom, mangan, vanadium m.fl. Brannbomber inneholder også termitt i blanding med andre brennbare stoffer. Aluminium anvendes også i fyrverkeri-industrien og i aluminiummaling.

Til tross for at aluminium er det metallet som det finnes mest av i jordskorpen, har bruken av det som metall en kort historie sammenlignet med andre metaller. De første små korn av metallisk aluminium ble fremstilt først i 1825 av  Hans Christian Ørsted. Han varmet aluminiumklorid opp med kaliumamalgam, og det aluminiumamalgamet som ble dannet ble spaltet ved destillasjon i kvikksølv og aluminium. Ørsted trodde ikke på grunnstoffer og var på den tiden mer opptatt av å ha funnet en sammenheng mellom magnetisme og elektrisitet så da  Friedrich Wöhler kom på besøk overlot han til Wöhler å følge opp. Det gjorde han ved å bruke kalium som reduksjonsmiddel. Dessverre har det ført til at Wöhler av noen har blitt tilskrevet æren for å være den første som fremstilte aluminium.

Neste skritt i utviklingen av fremstilling av aluminium skyldes den franske kjemikeren Henri Sainte-Claire-Deville. Ved å redusere natriumaluminiumklorid med natrium fremstilte han i 1854 den første kompakte blokken av aluminium, og i 1855 ble dette aluminium vist som en av de store sensasjoner på verdensutstillingen i Paris. Da var det nye metallet mer verdt enn gull. Det var derfor i sannhet en kostelig gave keiser Napoleon 3 mottok da han fikk overrakt et middagsservise i aluminium. Bare hedersgjestene ved de store gallamiddager fikk maten servert på aluminiumstallerker. (Tenk på det neste gang du går på tur!) De øvrige gjestene måtte nøye seg med gulltallerkener.

Frem til 1890 var bare  200 tonn aluminium fremstilt etter Devilles metode. Større kvanta ble først tilgjengelig etter 1886 da Hall–Héroult-prosessen ble utviklet.

I fordøyelsessystemet hindrer aluminium opptak av fluorider, fosfater, kalsium og jern. I blodet kan aluminium føre til alvorlige nevrologiske symptomer. EU-regler setter grenseverdi 200 μg/dm3 for aluminium i vann. Bruk av aluminiumkokekar osv. er ansett som helt ufarlig i denne sammenhengen.

I sur jord finnes  Al3+ som hemmer vekst av røtter, ødelegger rotsystemet og begrenser planteproduksjonen, spesielt i tropiske områder. I jord med organisk materiale kan chelatorer (organiske forbindelser som binder et metall til seg og forandrer tilgjengeligheten eller giftigheten av metallet, f.eks. humus) redusere konsentrasjonen av fritt aluminium. Al3+ kan danne kompleks med organiske syrer som f.eks. eplesyre (malat) og sitronsyre, og aluminium kan felles ut i reaksjon med uorganiske og organiske fosforforbindelser. Noen kultivarer av landbruksvekster lager proteiner som skilles ut fra rotspissene og gir økt aluminiumtoleranse.

Verden Norge
1910 42 0
1939 703 25
1960 4 543 171
1985 15 620 724
1990 18 120 871
1993 19 580 887
2001 23 178 1100
Atomsymbol Al
Atomnummer 13
Atomvekt 26,98154
Smeltepunkt 660,1 °C
Kokepunkt 2520 °C
Tetthet 2,699 g/cm3
Oksidasjonstall III
Elektronkonfigurasjon [Ne]3s23p

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

25. april 2012 skrev Ketil Rye

Utviklingen i Al-industrien går kjapt for tiden. De største ovnene i drift er nå på 500 000A (500kA) og Rio Tinto Alcan (RTA) tester en ovn på 600kA. Det reklameres med at energiforbruket i de største ovnene i Kina nærmer seg 11-tallet.

30. april 2012 skrev Bjørn Pedersen

Takk for innspillet, men jeg tror ikke det er nødvendig å endre artikkelen. Alle er trolig klar over at utviklingen fortsetter og at hvis man vil ha det nyeste så må man lete etter det andre steder.

3. april 2013 skrev Leif Sletvold

Det er to nesten likelydende avsnitt om aluminium, syrer mm og motstandsdyktighet. De følger umidelbart etter hverandre i første del av artikkelen.

3. april 2013 skrev Svein Askheim

Jeg finner ikke noen gjentakelse...

3. april 2013 skrev Leif Sletvold

Se under overskriften "Kjemiske egenskaper", siste del av 2. avsnitt og første del av 3. avsnitt.

26. juli 2013 svarte Erik Dyrhaug

Da har jeg fjernet det ene (første) av duplikatene. Takk for tips!

Hilsen Erik i redaksjonen

3. april 2013 skrev Svein Askheim

åja, bra observert. Her kunne du bare gått inn og redigert. Slike ting ligger igjen som følge av digitaliseringen.

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.