Propiedades del Aluminio y del Sodio

ALUMINIO
Cómo se encuentra en la Naturaleza: Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales. En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae únicamente delmineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis.
Formas de Obtención: Actualmente, la materia prima para la obtención del aluminio es exclusivamente la Bauxita. Ese mineral tiene que ser previamente purificado en el horno rotatorio. Para ello se calienta la bauxita con unadisolución concentrada de hidróxido sodio y el oxido de aluminio se disulve, mientras que el oxido férrico que lo impurifica permanece insoluble. Al diluir la disolución se precipita el hidróxido de alumnio, que se convertirá en oxido al desecarse. A esta alúmina., obtenida de la bauxita purificada, se le agrega criolita para la obtención del aluminio, el cual se obtiene por el método de Hall (óxido dealuminio o alúmina se disuelve en criolita fundida (Na3AlF6), pudiendo ser descompuesta electrolíticamente para obtener el metal fundido en bruto). El proceso Hall-Héroult sigue siendo el método principal para la producción comercial de aluminio. La pureza del producto se ha incrementado hasta el 99,5% de aluminio en los lingotes comerciales; más tarde puede ser refinado hasta un 99,99 %.
ElProceso Bayer es el principal método industrial para producir alúmina a partir de bauxita, basado en la disolución de la bauxita con hidróxido sódico. Este proceso se convirtió en la única fuente industrial de alúmina y por tanto de aluminio en el mundo.
Proceso: La bauxita es la mena de aluminio más importante pero sólo contiene entre un 30 y un 54% de aluminio (Al2O3), siendo el resto una mezclade sílice, óxidos de hierro y dióxido de titanio. El aluminio de la bauxita se encuentra normalmente formando hidróxidos, Al(OH)3, o mezclas de hidróxidos y óxidos, (AlO(OH)2). En el proceso Bayer, primero se tritura la bauxita y luego se lava con una solución caliente de hidróxido de sodio (sosa), NaOH, que disuelve los minerales de aluminio pero no los otros componentes de la bauxita, quepermanecen sólidos. Las reacciones químicas que ocurren en esta etapa, llamada "digestión" son las siguientes:
Al(OH)3 + OH- + Na* → Al(OH)4- + Na*
AlO(OH)2 + OH- + H2O + Na* → Al(OH)4- + Na*
Temperatura de la digestión: Para disolver el hidróxido de aluminio basta una temperatura de 140ºC pero para la mezcla de hidróxido y óxido hace falta subir hasta unos 240ºC.
A continuación se retiran dela solución los sólidos no disueltos, en un decantador seguido de unos filtros para eliminar los últimos restos. Los sólidos recogidos en el decantador, llamados "lodo rojo", se tratan para recuperar la sosa no reaccionada, que se recicla al proceso. La solución de Al(OH)4-, ya libre de impurezas, se precipita para formar hidróxido de aluminio puro. Para favorecer la cristalización se opera abaja temperatura y se "siembra" la solución con partículas de hidróxido de aluminio:
Al(OH)4- + Na* → Al(OH)3 + OH- + Na*
La solución de sosa libre de aluminio se concentra en unos evaporadores y se recicla al comienzo del proceso.Por último, el hidróxido se calienta a unos 1050°C, en una operación llamada "calcinación", para convertirlo en alúmina, liberando vapor de agua al mismo tiempo:
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O
La alúmina obtenida se utiliza principalmente para producir aluminio mediante electrólisis.
Propiedades
Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería de materiales, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3), bajo punto de fusión (660 °C) y su alta resistencia a la corrosión, sólo aventajado por el oxígeno. Es buen conductor de la...