Aluminio.

ALUMINIO

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Descripción General

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CARACTERÍSTICAS GENERALES

Nombre: Aluminio Símbolo: Al

Número atómico: 13 Masa atómica (uma): 26,9815

Período: 3 Grupo: IIIA (térreo)

Bloque: p (representativo) Valencias: +3

PROPIEDADES PERIÓDICAS

Configuración electrónica: [Ne] 3s2 3p1 Radio atómico (Å): 1,43

Radio iónico (Å): 0,5 (+3) Radio covalente (Å): 1,18

Energía de ionización (kJ/mol): 577 Electronegatividad: 1,6

Afinidad electrónica (kJ/mol): 43

PROPIEDADES FÍSICAS

Densidad (g/cm3): 2,7 Color: Plateado-blanco

Punto de fusión (ºC): 660 Punto de ebullición (ºC): 2519

Volumen atómico (cm3/mol): 10

Historia

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• Descubridor: Hans Christian Oersted, Friedrich Wöhler.

• Lugar de descubrimiento: Dinamarca.

• Año de descubrimiento: 1825.

• Origen del nombre: De la palabra latina "alumen" significando "alumbre", haciendo referencia a una sal doble de aluminio (sal usada como astringente y en tinturas). En 1807, Davy propuso el nombre "alumium" para el metal, aún no descubierto en ese momento; más tarde, se acordó cambiarlo a "aluminum", del cual deriva al nombre aluminio.

• Obtención: Los antiguos romanos aplicaban la expresión alumen a toda sustancia de sabor astringente. En la Edad Media se dio el nombre de alumbre a la sal doble Al2(SO4)3 • K2SO4 • 24 H2O, obtenida del mineralalunita. Se sospechaba que esta sustancia y otras derivadas de ella, especialmente el óxido, denominadoalúmina, contenían un elemento metálico desconocido. En 1825, Oersted preparó una amalgama de aluminio (metal disuelto en mercurio) haciendo reaccionar amalgama de potasio con cloruro de aluminio. Destilando el mercurio fuera del contacto del aire obtuvo un metal de aspecto parecido al estaño; era impuro, pues contenía una ligera proporción de mercurio. Wöhler, en 1827, mejorando el método de Oersted, obtuvo aluminio puro en forma de polvo fino: AlCl3 + 3 K = Al + 3 KCl

Métodos de obtención

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• Electrólisis de cloruro de aluminio.

• Electrólisis de alúmina fundida en una mezcla de fluoruros de sodio, aluminio y calcio.

Aplicaciones

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• El aluminio se emplea en puertas, ventanas, cerraduras, pantallas, canales de desagüe.

• Se utiliza en automóviles: llantas, parrilla, acondicionadores de aire, transmisiones automáticas, radiadores, bloques de motor y paneles de carrocería.

• El aluminio es un metal muy maleable y bastante dúctil, por lo que se aplica para: utensilios de cocina, decoración y aplicaciones industriales donde se necesita resistencia, ligereza y facilidad de fabricación.

• A pesar de que su conductividad eléctrica es el 60% de la del cobre, se usa para transmisión de la corriente eléctrica debido a su ligereza y precio.

• Aleado con pequeñas cantidades de otros elementos, se obtienen materiales de gran importancia en la construcción de modernos aviones, cohetes, etc.

• El aluminio, evaporado al vacío, forma una capa con alta reflexión para la luz visible o protector y no se deterioran como las de plata. Se usan para la construcción de espejos de telescopios, papeles decorativos, empaquetado, ...

• El óxido de aluminio, alúmina, se encuentra en la naturaleza como: rubíes, zafiros, topacio, esmeril. Rubíes y zafiros sintéticos se emplean para la construcción de láseres. La alúmina se emplea en fabricación de vidrios, material refractario y como catalizador.

• El tricloruro de aluminio se usa como catalizador. El tricloruro de aluminio hexahidratado, AlCl3 • 6 H2O se emplea como desodorante y antitranspirante ya que elimina las bacterias que se forman en la transpiración y producen olores desagradables.

• El sulfato de aluminio se usa en la fabricación de colas, mordientes y relleno de goma sintética; en la industria papelera se emplea para coagular fibras de celulosa y obtener una superficie dura e impermeable.

• El aluminato de sodio, NaAl(OH)4, se utiliza junto al sulfato de aluminio en purificación de agua, ya que al mezclarse los iones aluminio y aluminato se produce hidróxido de aluminio que es una red esponjosa y gelatinosa que atrapa impurezas según se forma y sedimenta, eliminándose por filtración sin productos secundarios.

MECANISMO Y REACCIONES QUÍMICAS DE LA COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN: En la formación de coágulos y flóculos necesarios para separar la mayoría de los sólidos suspendidos del liquido sobrenadante, ocurren una serie de reacciones químicas al agregar el coagulante que favorecen la formación de partículas de mayor tamaño que las partículas coloidales suspendidas. Cuando ocurre la reacción de polimerización de los agentes coagulantes, estos atrapan las partículas coloidales y las integran a su estructura del coagulo formado.

Algunas de las reacciones que ocurren con el coagulante son las siguientes.

Con el sulfato de aluminio:

Al2(SO4)3 + 6HCO3-  2Al(OH)3 + 6CO2 + 3SO4-2 (1)

Con el sulfato ferroso el agua reacciona en una secuencia de procesos como los descritos en las siguientes reacciones:

FeSO4 + 2HCO3-  Fe(HCO3)2 + SO4-2 (2)

Fe(HCO3)2 + 2Ca(OH)2  Fe(OH)2 + 2CaCO3 +2H2O (3)

Fe(OH)2 + H2O  Fe(OH)3 + H+ (4)

El hidróxido de aluminio y el hidróxido de fierro formados en las reacciones 1 y 4 anteriores, forman precipitados gelatinosos que contienen un gran numero de partículas coloidales suspendidas que quedan atrapados en su red de polimerizacion.

En estas reacciones se hace evidente que la alcalinidad del agua en forma de carbonatos y bicarbonatos así como el pH, son decisivos para que se favorezcan las reacciones de hidrólisis del fierro y el aluminio.

Las condiciones mas adecuadas para que ocurran las reacciones de polimerizacion no son predecibles ya que la composición de las aguas que se mide con parámetros tales como; alcalinidad, pH, etc. es muy variable para diferentes tipos de agua, por lo que las mejores condiciones para una muestra de agua especifica pueden ser muy diferentes para otra muestra de agua de diferente composición.

La floculación que atrapa

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