Nhôm là gì? Những tính chất và ứng dụng của nhôm trong đời sống » Topnhom.com

Nhôm là kim loại được tìm thấy trong quặng boxit cùng một số hợp chất khác. Để tách nhôm ra khỏi quặng, nhiều nhà máy sử dụng phương pháp Bayer, tuy nhiên sản phẩm lúc này là quặng alumina (nhôm oxit), sau đó tiếp tục sử dụng phương pháp điện phân để tách nhôm ra khỏi quặng.

Nhôm là gì?

Nhôm là một kim loại có trong tự nhiên, được khai thác tại các quặng boxit, có khả năng phản ứng hóa học với nhiều hợp chất khác nhau, là nguyên tố phổ biến thứ 3 sau oxi và silic. Sau khi được khai thác và tách ra khỏi quặng boxit, nhôm được sản xuất để tạo thành thanh nhôm định hình hoặc nhôm tấm.

Nhôm thanh định hình là thành phẩm sau khi được đùn ép qua khuôn để tạo ra thanh nhôm theo đúng yêu cầu trước khi được gia công.

Nhôm thanh định hình có tính dẫn nhiệt, dẫn điện cao, có trọng lượng nhẹ và ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. So với những loại kim loại khác như sắt hay đồng thì nhôm đáp ứng tốt hơn các nhu cầu của người tiêu dùng và nhà sản xuất.

Trong các phương pháp xử lý bề mặt nhôm thanh định hình hiện nay, nhuộm và xi mạ được xem là phương pháp tối ưu nhất, bảo vệ thanh nhôm trước những tác động của thời tiết, khí hậu và địa hình.

Gia công nhôm thanh cũng đang là một lĩnh vực được nhiều nhà máy hiện nay quan tâm. Khả năng tùy biến máy móc cao để phù hợp với từng sản phẩm làm từ nhôm được đẩy mạnh, và tạo ra nhiều sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng.

Tính chất của nhôm

Dựa vào tính chất vật lý và hóa học mà nhôm được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống

Tính chất hóa học

Tác dụng với các phi kim

Trên thực tế, các vật liệu được làm từ nhôm đều có một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt. Lớp oxit nhôm nhân tạo này bền và đều hơn so với lớp oxit trong tự nhiên.

• 2Al + 3O2 => Al2O3

Al2O3 là một oxit lưỡng tính, vì thế tính chất hóa học của Al2O3 sẽ thuộc dạng một oxit lưỡng tính. Tức là nó có thể phản ứng với cả axit và bazơ.

Bên cạnh đó, nhôm còn phản ứng được với các phi kim khác để tạo ra muối.

• 2Al + 3Cl2 => 2AlCl3

• 2Al + 3S => Al2S3

Tác dụng với nước

Trên thực tế, Al sẽ không phản ứng được với nước vì được bảo vệ bởi lớp oxit mỏng. Khi lớp oxit được phá bỏ, nguyên tố al phản ứng trực tiếp với nước.

• 2Al + 6H2O => 2Al(OH)3 + 3H2

Tác dụng với oxit của kim loại kém hoạt động hơn (phản ứng nhiệt nhôm)

Al có thể khử được oxit của các kim loại đứng sau nó trong dãy hoạt động hóa học: 

• 2Al + 3FeO => Al2O3 + 3Fe

Tác dụng với dung dịch axit

Với các axit HCl và H2SO4 loãng, nhôm có thể dễ dàng phản ứng và tạo ra muối và hidro

• 2Al + 6HCl => 2AlCl3 + 3H2

Với H2SO4 loãng: 

• 2Al + 3H2SO4 => Al2(SO4)3 + 3H2

Với các axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3 hoặc H2SO4 đậm đặc:

• Al + 4HNO3 => Al(NO3)3 + NO + 2H2O

• Al + 6HNO3 => Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

• 2Al + 6H2SO4 => Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Tác dụng với dung dịch bazơ

Al có thể dễ dàng tham gia những phản ứng với các dung dịch kiềm: 

• Al + NaOH + H2O => NaAlO2 + 1,5 H2

Trước tiên, nhôm tham gia phản ứng với nước sau đó sẽ sinh ra Al(OH)3. Đây là một hidroxit lưỡng tính có thể tan được trong dung dịch kiềm.

Tác dụng với dung dịch muối

Al có thể đẩy được kim loại đứng sau trong dãy hoạt động kim loại ra khỏi dung dịch muối của chúng: 

• 2Al + 3CuSO4 => Al2(SO4)3 + 3Cu

Phản ứng nhiệt nhôm

Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng hóa học tỏa nhiệt trong đó nhôm là chất khử ở nhiệt độ cao. 

• Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3

Một số phản ứng khác

• 3CuO+ 2Al → Al2O3 + 3Cu

• 8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe

• 3Mn3O4 + 8Al → 4 Al2O3 + 9Mn

• Cr2O3 + 2 Al→ Al2O3 + 2Cr

Tính chất vật lý

Đặc điểm của nhôm là có cấu trúc mạng lập phương tâm diện. Ngoài ra, khi nhắc tới tính chất của nhôm, và cụ thể là tính chất vật lý, ta không thể không nhắc tới tính dẫn điện của nhôm hay dẫn nhiệt tốt của hợp chất này. Nhôm nóng chảy ở nhiệt độ 660oC.

Bằng mắt thường, ta có thể thấy nhôm có màu trắng bạc, cứng, bền và dai. Người ta có thể dễ dàng kéo sợi hay dát mỏng nhôm. Khối lượng riêng của nhôm là 2,7 g/cm3.

Ứng dụng nhôm trong đời sống

Ứng dụng nhôm trong kiến trúc – xây dựng

Nhôm được ứng trong ngành xây dựng với các sản phẩm như cửa đi, cửa sổ, vách ngăn, mặt dựng, lam chắn nắng và nhiều sản phẩm khác, được thiết kế theo nhiều phong cách khác nhau, phù hợp với sự thay đổi của các kiểu thiết kế kiến trúc hiện nay.

Ứng dụng nhôm trong ngành sản xuất và lắp ráp

Nhôm được sử dụng nhiều trong ngành sản xuất các linh kiện máy móc cho các ngành công nghiệp sản xuất ô tô và nhiều ngành nghề khác. Tính bền, nhẹ, dẫn điện tốt và dễ gia công chính là điểm mạnh giúp nhôm đánh bật các loại vật liệu khác như thép, đồng, sắt để trở thành vật liệu được sử dụng rộng rãi ngày nay.

Ứng dụng nhôm trong công nghiệp 

Trong các ngành cơ khí, vận chuyển nhôm đóng vai trò là “người kết nối” giữa các bộ phận với nhau, tạo nên sự chắc chắn cho sản phẩm cũng như góp phần vào việc đảm bảo thời gian sử dụng của sản phẩm. Thùng xe tải đến các thiết bị bán dẫn trong khung máy ngành chế tạo đều sử dụng nhôm để dẫn nhiệt, điện thay cho đồng và các kim loại khác vì tính kinh tế, nhẹ và bền hơn.

Ứng dụng nhôm trong ngành hàng không vũ trụ

Các loại vỏ được làm từ nhôm đôi khi được dùng thay vỏ phủ vàng khi được lắp đặt cho vệ tinh nhân tạo hay khinh khí cầu để tăng nhiệt độ cho chúng. Nhờ vào đặc tính hấp thụ bức xạ điện từ của Mặt trời tốt, mà bức xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp nên Nhôm được xem là vật liệu hoàn hảo trong việc bảo vệ hành trình chinh phục vũ trụ của các phi hành gia.

Các hợp kim nhôm tạo thành một thành phần quan trọng trong các máy bay và tên lửa do tỷ lệ sức bền cao trên cùng khối lượng so với những kim loại khác được sử dụng trước đây

Ứng dụng nhôm trong y tế và giáo dục

Tuy ít xuất hiện trong ngành y tế và giáo dục, nhưng nhôm đóng vai trò chủ chốt trong việc cấu thành nên sản phẩm bền bỉ, thân thiện. Khung thiết bị y tế, chân đế cho máy trợ thở, bảng, bàn ghế…là những sản phẩm ứng dụng nhôm để gia công và sản xuất.