Aluminijum je najzastupljeniji metal na Zemlji. U odnosu na
druge elemente, po kolièini, nalazi se na treæem mestu, odmah
iza kiseonika (47%) i silicijuma (28%). Zbog svoje
reaktivnosti, ne postoji kao “samorodni” (slobodan) metal, veæ
je tesno povezan sa drugim elementima pa se veæina njegove
mase na planeti nalazi se u aluminosilikatima. Ovo ne va¾i sa
Zemljin satelit Mesec. Mesec nema atmosferu a u uzorcima
njegovog tla naðena su zrnca èistog aluminijuma.
Rubin
Mnogi minerali koji sadr¾e aluminijum spadaju u drago ili
poludrago kamenje… Korund (Al2O3)je veoma tvrd, bezbojan i
prozraèan a primese drugih metalnih oksida èine ga razlièito
obojenim. Crveni varijetet je rubin, obojen primesom hroma.
Plavi safir je obojen primesama gvo¾ða i titana. Orijentalni
topaz je ¾ut, a orijentalni ametist ljubièast. Orijentalni
smaragd je zelen. Pored ovih varijeteta korunda, tu su i drugi
minerali koji sadr¾e aluminijum: akvamarin (Be3Al2Si6O18) -
svetloplav do zelen, andaluzit (Al2SiO5) - od bezbojnog preko
svetlocrvenog do braon i zelenog, smaragd (Bc3Al2Si4O18) - od
zelenog, tirkizno plavog i plavo zelenog, topaz boje meda,
ultramarin (Na4Al3Si3S2O13)- od berlinsko do nebesko plavog.
Nalazi se i u mineralima koji imaju industrijsku primenu, kao
¹to su: boksit (Al2O3), liskun (K2H4Al6Si6O24), alumosilikat
zeolit...
U Francuskoj je, u prvoj polovini 19. veka, vladao
car Napoleon III, “mali neæak velikog strica”, kako su
ga zvali. Da bi zasenio okolinu, priredio je banket na
kojem su èlanovi carske porodice i najuva¾eniji gosti
jeli priborom od aluminijuma. Ostali su morali da se
zadovolje zlatnim priborom. Kasnije, taj isti car je
potro¹io silno zlato da bi svojoj liènoj gardi napravio
oklope od aluminijuma.
Èvrsta sjedinjenost aluminjuma u stenama i mineralima
uslovila je njegovo relativno kasno pojavljivanje u svojstvu
èistog metala. Pre nepunih dvesta godina. 1827, nemaèki
hemièar Veler, na osnovu radova svog preteèe Ersteda, objavio
je metodu dobijanja novog metala, posle niza bezuspe¹nih
poku¹aja najpoznatijih hemièara toga doba (Bercelijus, Dejvi).
Osobine novog metala bile su iznenaðujuæe, èime je interes za
njegovu proizvodnju naglo narastao. Naèin dobijanja bio je
veoma slo¾en. Dobijan je dejstvom metalnog aluminijuma na
bezvodni aluminijum hlorid. Tom prilikom izdvajali su se
otrovni gasovi pa su prve kolièine dobijenog aluminijuma bile
daleko skuplje od zlata!
Osobine
Aluminijum je srebrnasto sjajan i lagan metal, oko tri puta
te¾i od vode i otprilike isto toliko lak¹i od gvo¾ða ili
bakra. Elektroprovodljivost mu je vrlo visoka. Po toj osobine
nalazi se odmah iza srebra i bakra. Izuzetno je istegljiv i
mo¾e da se izvuèe u ¾icu du¾ine preko 1000 m, te¾ine samo 27
gr. Jedini nedostatak mu je mala èvrstoæa. Taj nedostatak je
re¹en dodavanjem drugih metala, èime su dobijene legure
izvanrednih osobina. Mada je vrlo reaktivan, veoma je otporan
na koroziju – na vazduhu se odmah prekrije opnom oksida
debljine 0,0001 mm, koja ga ¹titi od dalje oksidacije. Deblje
i èvr¹æe opne mogu da se dobiju elektrohemijskim postupkom
anodne oksidacije, ¹to se naziva “eloksiranje”. Èist
aluminijum reflektuje 90% svetlosti koja padne na njega, i to
ne samo vidljivog veæ i ultraljubièastog i infracrvenog dela
spektra.
Smaragd
Aluminijum i njegove legure koriste se u raznim granama
industrije. Uz vazduhoplovstvo, tu je proizvodnja automobila i
kamiona, vagona i brodova, izrada raketa, satelita i
svemirskih stanica… Lagane metalne konstrukcije u
graðevinarstvu danas se ne mogu zamisliti bez aluminijuma.
Prehrambena industrija je takoðe va¾an korisnik ovog metala
jer je poznato da on ne uni¹tava vitamine u namirnicama.
Ogledala najveæih teleskopa prekrivena su tankim slojem
aluminjuma, a proizvedena je i specijalna tkanina prekrivena
aluminijumom, koja zimi greje a leti hladi, u zavisnosti od
toga kako je okrenuta. Penoaluminijum je materijal dobijen
specijalnim postupkom - veoma je èvrst i pet puta lak¹i od
vode!
Osim primene aluminijuma i njegovih legura u industriji,
veoma se koriste i njegova jedinjenja. Alumunijum sulfat je
neophodan u procesu preèi¹æavanja pijaæe vode i u proizvodnji
papira. Stipsa (alumen) po kojoj je aluminijum i dobio ime
poznata je od davnina… Po Herodotu, grèkom istorièaru iz 5.
veka pre nove ere, drevni narodi su pri bojenju tkanina, da bi
uèvrstili boju, upotrebljavali kamen koji su zvali “alumen”,
tj. vezujuæi.
Lazurit
Sintetièki aluminijum oksid – korund, zbog svoje velike
tvrdoæe, upotrebljava se za bru¹enje, seèenje i poliranje.
Posude od aluminijum oksida upotrebljavaju se za topljenje
metala po¹to im je taèka topljenja veoma visoka (preko 2000
stepeni). Alumosilikati, poznati pod nazivom zeoliti, imaju
veliku ulogu u izmeni jona pa se upotrebljavaju u industriji
deterd¾enata, mineralnih ðubriva, preèi¹æavanju gasova, vode i
organskih jedinjenja. Liskun je sjajan, srebrnkast i providan
mineral, slojevite strukture koja mo¾e da se lista u veoma
tanke slojeve. Po¹to je izvanredan elektro i toplotni
izolator, primenjuje se u elektrotehnici, a od njega se prave
i prozori za peæi.
Soli aluminijuma sa vi¹im masnim kiselinama, “aluminijumski
sapuni” upotrebljavaju se u industriji maziva, u prozvodnji
plastiènih masa i vojnoj industriji.
Alumijium je obele¾io 20. vek. Odleteo je i u svemir. Sa
amerièke kosmièke letelice “pionir 2” poslata je pozlaæena
aluminijumska ploèa na dalek put. Na ovoj Zemljinoj
vizit-karti ugravirana je simbolièna slika koja bi trebalo da
predstavnicima drugih civilizacija prièa o na¹oj planeti.
Posle bakarnog, bronzanog i gvozdenog doba, oèigledno je da
se nalazimo u aluminijumskom dobu.
Elektroliza pre pre nove ere?
I pored ogromnog interesovanja za novi metal, na
njegovu komercijalnu proizvodnju dugo se èekalo. Godine
1886. razraðen je elektrolitièki metod dobijanja
aluminijuma (ni danas, vi¹e od jednog veka kasnije,
dobijanje aluminijuma ne mo¾e se zamisliti bez
elektrolize).
Aluminijum se dobija elektrolizom rastvora boksita u
istopljenom kriolitu. Proces se izvodi u specijalnoj
elektriènoj peæi u kojoj temperatura dosti¾e hiljadu
stepeni. Za dobijanje jedne tone aluminijuma potro¹i se
oko 20.000 kilovat-èasova elektriène energije. Zbog toga
ostaje zagonetna èinjenica da su, u grobnici kineskog
vojskovoðe D¾ou D¾una, koji je umro krajem 3. veka n.e.
pronaðeni ornamenti napravljeni od legure koja sadr¾i
85% aluminijuma!
Neverovatna je i prièa koju je zabele¾io Plinije
Stariji, pre gotovo dve hiljade godina… Rimskom
imperatoru Tiberiju neki majstor doneo je na poklon èa¹u
izraðenu od blistavog i neobièno lakog metala. Majstor
je objasnio da je taj metal dobio iz gline. Tiberije se
upla¹io da æe novi metal smanjiti cene zlatu i srebru pa
je naredio da se majstor ubije a njegova radionica
razru¹i. Da li su stari majstori znali za neki drugi
naèin dobijanja aluminijuma, bez upotrebe elektriène
energije koja tada, koliko se zna, nije postojala,
ostaje tajna. Zanimljiva je i reèenica koju je u svojoj
knjizi “Rat svetova” napisao poznati pisac nauène
fantastike H.D¾. Vels :”Od zalaska sunca do pojave
zvezda, ova spretna ma¹ina je direktno iz gline pravila
vi¹e od stotinu aluminijumskih traka”.
Ivan Radovanoviæistra¾ivaè na IHTM,
Centar za hemiju