Aluminio Y Sus Aleaciones

ALUMINIO Y SUS ALEACIONES

1. Antecedentes sobre el Aluminio

El aluminio fue descubierto en 1825 por H.C. Oersted y F. Wöhler. A Wöhler se le asigna el aislamiento del metal en 1827, aunque Oersted preparó una forma impura dos años antes. En 1807, Davy propuso el nombre "aluminum" para el metal, no descubierto todavía, y más tarde lo cambió a "aluminium" (aluminio) para que la terminaciónlatina fuese igual en todos los elementos. Este nombre es usado actualmente por todos, menos por la American Chemical Society, que a partir de 1925 volvió a adoptar el de "aluminum".
El elemento lo obtuvieron en forma pura R. W. Bunsen y H. Sainte-Claire Deville en 1854 mediante electrólisis de sus sales fundidas. En 1886, de forma independiente, el norteamericano C. M. Hall y el francés P.T. Heroult desarrollaron el proceso de obtención industrial de aluminio mediante la electrólisis de alúmina (Punto de Fusión: 2050ºC) fundida en criolita (Na3AlF) a 950ºC en una mezcla de densidad inferior a la del aluminio, con lo que éste sedimenta, evitándose su oxidación con el oxígeno atmosférico. El consumo energético del proceso es muy grande. Actualmente, el mineral criolita ha sidoreemplazado por una mezcla de fluoruros de sodio, aluminio y calcio. Otro método más moderno es la electrólisis del AlCl3, sin fundente y con menos daños medioambientales. El reciclado requiere menos de un 5% del consumo eléctrico gastado para obtener la misma cantidad de aluminio de la bauxita.

El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre (8,23% en peso) y el metalmás abundante, pero no se encuentra libre. Se encuentra fundamentalmente combinado con el oxígeno formando los feldespatos, micas y arcillas. Entre estas combinaciones naturales destacan: ortosa o feldespato potásico [KAlSi3O8], albita o feldespato sódico [NaAlSi3O8], anortita o feldespato cálcico [CaAl2Si3O8], moscovita o mica de potasio [KAl2(AlSi3O10)(OH,F)2], caolín o caolinita[Al4(Si4O10)(OH)8], corindón [Al2O3], bauxita [Al2O3.xH2O] y arcillas (mezclas de productos de descomposición de silicatos de aluminio (granito, gneis, feldespatos) por acción del agua, dióxido de carbono, calor, etc). El aluminio puede obtenerse actualmente de la arcilla, pero no es rentable.
El aluminio puro es un metal blanco-plateado, con muy buenas propiedades: ligero, no magnético; es el segundometal en la escala de maleabilidad y el sexto en la de ductilidad, por lo que tiene muchas aplicaciones: utensilios de cocina, decoración y cientos de aplicaciones industriales donde se necesita resistencia, ligereza y facilidad de fabricación. Es un buen conductor del calor y tiene una conductividad eléctrica que es un 60% de la del cobre; sin embargo, debido a su ligereza se usa en transmisión dela corriente eléctrica (conduce doble de corriente que el cobre por unidad de peso). El aluminio puro es blando, pero aleado con pequeñas cantidades de cobre, magnesio, silicio, manganeso y otros elementos, se obtienen productos con buenas propiedades: duraluminio (4% Cu, 0,3% Mg, 1% Mn, 0,5% Si), magnaluminio (3-9% Mg), siliminio (hasta 14% Si). Estas aleaciones son de gran importancia en laconstrucción de los modernos aviones, cohetes, bicicletas.

El aluminio es muy activo (muy reductor); sin embargo, es estable a la corrosión porque forma rápidamente una fina capa, densa, dura y translúcida de su óxido que impide el ataque posterior por el oxígeno. Esta capa puede engrosarse por oxidación anódica hasta 0,02 mm y se pueden añadir colorantes al ácido sulfúrico diluido empleadocomo electrólito. Para soldar hay que eliminar esta capa protectora.
Es anfótero: reacciona con ácidos no oxidantes (HCl,..) produciendo iones aluminio (Al3+) y con disoluciones calientes de álcalis produciendo iones aluminato [Al(OH)4-]. El ión aluminio es muy pequeño y tiene gran carga, por lo que las disoluciones de sales de aluminio son ácidas.
El aluminio, evaporado al vacío,...