El óxido de aluminio
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| El óxido de aluminio | |
|---|---|
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| Identificadores | |
| CAS | 1344-28-1 |
| Propiedades | |
| Masa molar | 101,96 g / mol |
| Densidad | 3.97 g cm -3, sólido |
| Punto de fusion | 2054 ° C |
| Punto de ebullicion | 2980 ° C |
| Solubilidad en agua | insoluble |
| Estructura | |
| Coordinación geometría | octaédrico |
| Termoquímica | |
| Std entalpía de formación Δ f H | -1.675,7 KJ mol -1 |
| Molar estándar entropía S | 50.92 J mol -1 K -1 |
| Peligros | |
| MSDS | MSDS externa |
| Clasificación de la UE | No enlistado. |
| Punto de inflamabilidad | no es inflamable |
| Compuestos relacionados | |
| Otros aniones | hidróxido de aluminio |
| Otros cationes | trióxido de boro óxido de galio óxido de indio óxido de talio |
| Página de datos complementaria | |
| Estructura y propiedades | n, ε r, etc. |
| Termodinámica datos | Comportamiento de fase Sólido, líquido, gas |
| Los datos espectrales | UV, IR, RMN , MS |
| Excepto cuando se indique lo contrario, los datos se den materiales en su condiciones normales (25 ° C, 100 kPa) | |
| Exenciones y referencias | |
El óxido de aluminio es una óxido anfótero de aluminio con la fórmula química Al 2 O 3. También se le conoce comúnmente como alúmina o aloxite en la minería , cerámica y ciencia de los materiales comunidades. Es producido por la Proceso Bayer de bauxita; su uso más significativo es en la producción de aluminio metal. Siendo muy duro, que se usa como abrasivo. Tener un alto punto de fusión, se utiliza como una material refractario.
Presencia natural
Corindón es la de origen natural forma cristalina de óxido de aluminio. Rubíes y zafiros son formas de calidad gema de corindón con sus colores característicos debido a trazas de impurezas en la estructura de corindón.
Propiedades
El óxido de aluminio es un eléctrica aislante pero tiene una relativamente alta conductividad térmica (40 W / m K). En su forma cristalina más comúnmente se producen, llamado corindón u óxido de α-aluminio, su dureza lo hace adecuado para uso como una abrasivo y como un componente en herramientas de corte.
El óxido de aluminio es responsable de la resistencia del aluminio metálico a intemperie. El aluminio metálico es muy reactivo con la atmósfera de oxígeno , y un fino capa de pasivación de alúmina forma rápida en cualquier superficie de aluminio expuesta. Esta capa protege el metal de la oxidación adicional. El espesor y las propiedades de esta capa de óxido se pueden mejorar usando un proceso llamado anodizado. Un numero de aleaciones, tales como bronces de aluminio, explotan esta propiedad mediante la inclusión de una proporción de aluminio en la aleación para mejorar la resistencia a la corrosión. La alúmina generada por anodización es típicamente , pero de descarga asistida procesos de oxidación amorfos tales como plasma resultado oxidación electrolítica en una proporción significativa de la alúmina cristalina en el recubrimiento, la mejora de su dureza.
El óxido de aluminio fue retirado del Químicos listas de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos en 1988 . El óxido de aluminio está en la lista TRI de la EPA si es una forma fibrosa.
Estructura cristalina
La forma más común de alúmina cristalina, óxido de α-aluminio, se conoce como corindón . Corindón tiene una red de Bravais trigonal con un grupo espacial de la I-3c (número 167 en las Tablas Internacionales). Los iones de oxígeno casi forman una estructura hexagonal compacta con iones de aluminio de llenado de dos tercios de los intersticios octaédricos.
Producción
Aluminio óxido, también conocido como alúmina, es el componente principal de bauxita, el director mineral de aluminio . Los mayores fabricantes del mundo de la alúmina son Alcoa, Alcan y Rusal. Las empresas que se especializan en la producción de óxidos de aluminio especiales e hidróxidos de aluminio incluyen Alcan y Almatis. El mineral de bauxita se compone de impuro Al 2 O 3, Fe 2 O 3, y SiO 2. La bauxita se purifica por el Proceso de Bayer:
- Al 2 O 3 + 3 H 2 O 2 + NaOH → 2NaAl (OH) 4
La Fe 2 O 3 no se disuelve en la base. El SiO2 disuelve como Si silicato (OH) 6 2-. Al filtrado, Fe 2 O 3 se retira. Cuando el licor Bayer se enfría, Al (OH) 3 precipitados, dejando a los silicatos en solución. La mezcla es entonces calcinado (climatizada fuertemente) para dar óxido de aluminio:
2Al (OH) 3 + calor → Al 2 O 3 + 3 H 2 O
El Al formado 2 O 3 es alúmina.
Usos
La producción mundial anual de alúmina es de aproximadamente 45 millones toneladas, más del 90% de que se utiliza en la fabricación de metal de aluminio .. Los principales usos de los óxidos de aluminio de especialidad son en refractarios, cerámica, pulido y aplicaciones abrasivas. Grandes tonelajes también se utilizan en la fabricación de zeolitas, pigmentos de óxido de titanio de recubrimiento y como un supresor de retardante de fuego / humo.
En la iluminación y la fotografía, la alúmina es un medio de cromatografía , disponible en básico ( pH 9,5), ácido (pH 4,5 cuando en agua) y formulaciones neutras. En 1961, GE ha desarrollado " Lucalox ", una alúmina transparente utilizado en lámparas de vapor de sodio. El óxido de aluminio también se utiliza en la preparación de suspensiones de recubrimiento en lámparas fluorescentes compactas.
Salud y medicina aplicaciones incluyen como material en reemplazos de cadera, en filtros de agua (productos químicos de tratamiento de agua derivada como sulfato de aluminio, clorhidrato de aluminio y aluminato de sodio, son uno de los pocos métodos disponibles para filtrar fluoruros solubles en agua fuera del agua), e incluso en formulaciones de pasta de dientes.
El óxido de aluminio se utiliza también para su fuerza. La mayoría de los pre- madera terminado suelos ahora utiliza óxido de aluminio como un protector duro recubrimiento. En 2004 , 3M desarrolló una técnica para hacer una cerámica compuesta de óxido de aluminio y elementos de tierras raras para producir un fuerte vidrio llamado alúmina transparente. Alumina puede cultivarse como un revestimiento sobre aluminio por anodización o por plasma oxidación electrolítica (véase la sección "Propiedades", más arriba). Tanto sus características de resistencia y abrasivos se deben a la de óxido de aluminio grande dureza (posición 9 en la escala de Mohs de dureza mineral ).
Es ampliamente utilizado como un grueso o fino abrasivo, incluyendo como un sustituto mucho menos caro para diamante industrial . Muchos tipos de uso de papel de lija de cristales de óxido de aluminio. Además, su retención de calor y baja calor específico que sea ampliamente utilizado en las operaciones de molienda, especialmente herramientas de corte. A medida que el polvo abrasivo aloxite mineral, que es un componente principal, junto con sílice , de la punta del taco "tiza" que se utiliza en billar. (Ver William A. Spinks, señal tiza co-inventor, para obtener más información.) Polvo de óxido de aluminio se utiliza en algunos de CD / DVD pulido y arañazos reparación kits. Sus cualidades de pulido son también detrás de su uso en la pasta dental.
El óxido de aluminio se utiliza ampliamente en la fabricación de superconductores dispositivos, en particular transistores de electrones individuales y dispositivos superconductor de interferencia cuántica ( SQUID), donde se utiliza para formar altamente resistiva barreras túnel cuántico.
