أكسيد الألومنيوم واستخداماتها، في إنتاج فلز الألمنيوم الذي يدخل في العديد من الصناعات مثل الأقراص الصلبة للجلخ، لكن ما هو أكسيد الألمونيوم؟ وما هي خصائصه؟ في هذا المقال سنتعرف على هذا المركب الكيميائي الهام.
ما هو أكسيد الألمونيوم؟
- هو عبارة عن اتحاد عنصري الألومنيوم والأكسجين وصيغته الكيميائية هي (AL2O3).
- مادة الألومنيوم عندما تتعرض للهواء فإنها لا تصدأ على عكس بعض المواد ويرجع السبب في ذلك إلى أنها تتفاعل مع الأكسجين في الجو، فتكون مادة رقيقة هي أكسيد الألومنيوم.
- أكسيد الألومنيوم لديه ميل لإنتاج إلكترونات لأن عنصر الألومنيوم موجود في مستوى الطاقة الأخير بسبب كونه معدني وسرعته الكهربية منخفضة، فيكون حساس للكهرباء ويتحول إلى كاتيون.
- الأكسجين هو عنصر غير معدني وسرعته الكهربية عالية فيقبل الإلكترونات في مستوى الطاقة الأخير ويتحول إلى أنيون.
- يمكن تغيير خصائصه وزيادة سمكه عن طريق عملية الأنودة.
- من أسمائه الألومينا والزفير والألوكسيت التي تستخدم في علم المواد وعالم التعدين والسيراميك.
- كان سابقاً يتم إنتاجه عن طريق عملية صناعية تسمى ديفيل، أما الآن ينتج من مادة البوكسيت عبر عملية تدعى باير.
- يوجد منه ثلاث ألفا وبيتا وجاما يختلفان في جميع النواحي من حيث الخصائص الفيزيائية والكيميائية ولهم استخدامات مختلفة، يرجع ذلك إلى اختلاف التكوين البلوري بينهم.
- يستخدم هذا المركب الكيميائي في إنتاج فلز الألومنيوم.
- نظراً لصلادته فإنه يستخدم ككاشط ونظراً لارتفاع نقطة انصهاره فهو يستخدم كمادة حرارية.
- في السطور التالية سنتعرف أكثر على مادة أكسيد الألومنيوم واستخداماتها في الصناعة.
شاهد أيضًا: اسماء الرخام المستورد
من أين ينتج أكسيد الألمونيوم؟
- خام البوكسيت هو المصدر الرئيسي لإنتاج مادة أكسيد الألمونيوم.
- الكورندم والياقوت والزفير هم الصيغ البلورية لهذا الأكسيد، لكن الكورندم هو الأكثر انتشارا.
- أستراليا والصين هم أكثر دولتين إنتاجاً لمادة أكسيد الألومنيوم طبقاً للمسح الجيولوجي البريطاني في أبريل عام 2010.
ما هي خصائصه؟
- مادة أكسيد الألومنيوم واستخداماتها الهامة في الصناعة تنتج من خام البوكسيت في صورة شديدة النقاء عن طريق عملية باير.
- – كثافته 3.96 جم / سم3 ووزنه الجزيئي هو 101.96 جم / مول.
- لا يتفاعل مع الماء إلا في حالة وجود قاعدة قوية.
- عندما يتفاعل مع الأحماض يعمل مثل القواعد.
- أكسيد الألومنيوم واستخداماتها في الصناعة للحصول على عنصر الألومنيوم.
- الروابط بين أيونات مادة أكسيد الألومنيوم قوية جداً، لذلك يمكن الحصول على الخصائص التي تصلح لدخوله في تكوين مواد أخرى.
- أكسيد الألومنيوم غير موجود في شكله الأصلي مثل الفضة والذهب والنحاس وغيرها من المواد.
- معدن الألومنيوم لا يمكن دمجه مع عناصر أخرى، ولكن يمكن خلطه مع العناصر المكونة للأكسجين مثل أكسيد الألومنيوم المقاوم للخدش.
- خام البوكسيت ينتج منه نوعين من الألومينا نوع صفيحي ينتج بالتكلس ونوع آخر مصهور ينتج عن طريق عمليتين متتاليتين، عملية صهر كامل للمادة ثم عملية تجميد سريع.
- الألومينا المصهورة هي أكثر كثافة من الألومينا الصفيحية، عبارة عن ألومينا يزال منها عنصري الحديد والسليكون في صورة مادة تدعى (فروسليكون).
- الألومينا المتكلسة تستخدم في تقوية ترابط المواد الحرارية أثناء الصناعة وأثناء الاستخدام.
- الألومينا المصهورة والصفيحية يصنع منها ركامات شديدة الاستقرار.
- يتم إنتاج مادة السليكا وحبيبات تسمى حبيبات الموليت الشديدة النقاء من مادة الألومينا المصهورة.
- على الرغم أنه أكسيد متذبذب إلا أنه لا يذوب في الماء وبالكاد يذوب في الحمض عند ارتفاع درجات الحرارة.
- الياقوت والرمال الذهبية وأكسيد الألومنيوم يتم إنتاجهم من التكرير الكهربائي للبوكسيت.
- مادة أكسيد الألومنيوم مقاومة لجميع الغازات ماعدا غاز الفلور الرطب، وجميع الكواشف ماعدا حمض الهيدروكلوريك وحمض الفوسفوريك.
- عند إزالة أيونات الألومنيوم ووضع أيونات أخرى مثل الكروم نحصل على لون ياقوت، كما يمكن الحصول على ألوان أخرى مثل الأزرق والأرجواني.
شاهد أيضًا: لحام الارجون للمبتدئين
أكسيد الألومنيوم واستخداماتها
- يستخدم كمادة مقاومة للحرارة لأن نقطة انصهاره عالية وكمادة متكلسة في إنتاج السيراميك وكمادة نشطة كمحفز كثف مجفف.
- تستخدم مادة أكسيد الألومنيوم المستخرج من المعادن في الكثير من الصناعات.
- تحول النسبة الأكبر من هذه المادة إلى ألومينا معدنية والنسبة القليلة الباقية تدخل في منتجات أخرى.
- وبما أنه شديد الامتصاص ويتأثر بالرطوبة فيستخدم في امتصاص الماء من النفط والغاز.
- يستخدم أكسيد الألومنيوم كعامل محفز لتحويل مادة إلى مادة أخرى مثل عملية كلوز التي يتم فيها تحويل كبريتيد الهيدروجين إلى كبريت في المصافي.
- يستخدم أيضاً كمادة كاشطة في ارتفاع ضغط مصابيح الصوديوم.
- تستخدم مادة الألومينا شديدة النقاء من خلال الأكسدة أو تقليل درجة الحرارة أو تغيير خصائصها ولونها، عن طريق إضافة مواد أخرى مثل أكسيد الكروم أو أكسيد المنجنيز.
- يستخدم كعامل مجفف بسبب قدرتهم على امتصاص الماء.
- يمنع أكسده الكاثود ومحطات الأنود في الخلايا الكهربائية.
- يستخدم في صنع قطع الأسنان في عيادات الأسنان بسبب قوة صلابته ومقاومته.
- يستخدم كعازل كهربائي في شمعات الإشعال للسيارات التي تعمل بالبنزين.
- يستخدم كعامل تحفيز في التفاعلات الكيميائية.
- في التفاعلات الكيميائية التي تحدث في درجات حرارة عالية يستخدم كعامل مؤكسد بسبب ثباته العالى.
- يرش على السكك الحديدية لزيادة احتكاكها في جهاز الطوارئ للقطارات ذات السرعة العالية
- تستخدم بلورات الألومنيوم كركائز لعملية ال epitaxy.
أكسيد الألومنيوم ألفا
- عند تسخين مادة هيدروكسيد الألومنيوم في درجة حرارة أعلى من 1100 س نحصل على أكسيد الألومنيوم ألفا طبقاً للمعادلة الكيميائية الآتية 2Al (OH)3 → Al2O3 + 3H2O.
- شكلها عبارة عن بلورات صلبة بيضاء اللون لا يمكن حلها في المواد الحمضية أو القاعدية ولا تتأثر بالرطوبة.
- درجة انصهاره تبلغ 2054 درجة مئوية ونقطة الغليان تصل إلى 2974 درجة مئوية.
- عند تسخين النوع جاما إلى 1000 درجة مئوية نحصل على النوع ألفا من أكسيد الألومنيوم.
- فلز البوكسيت والكورندوم يحتويان على مادة ألفا أكسيد الألمونيوم.
- مادة ألفا أكسيد الألومنيوم واستخداماتها المختلفة ترجع إلى خصائصها المميزة، مثل قدرتها على تحمل درجات حرارة مرتفعة ولذلك تستخدم في صناعة أجهزة المعامل مثل البوائق.
- كما أنه مركب قاسي التكوين يساوي 9 درجات على مقياس موس، مما يجعله قادر على خدش المعادن الأقل صلابة ما عدا الماس الأكثر صلابة 10 يستخدم في صنع معدات تقوم بصقل وتلميع المعادن.
- وهو مادة كاشطة تدخل أيضاً في صناعة أقراص صلبة للجلخ وطحن وتلميع المعادن وفي صناعة أجزاء المعادن.
- يدخل في صناعة المواد العازلة للكهرباء وفي تبطين الأجهزة الكهربائية مثل الأفران لأن توصيله ضعيف للكهرباء وعازل للحرارة.
- عند إضافة الماء والسليكا إلى الألومينا ألفا نحصل على صلصال أبيض اللون يسمى الكاولين يستخدم في صناعة الخزف بأنواعه والدهانات والورق وأشياء أخرى كثيرة.
أكسيد الألمونيوم جاما
- عند تسخين مادة هيدروكسيد الألمونيوم في درجة حرارة 400 س نحصل على أكسيد الألمونيوم جاما.
- يختلف هذا المركب عن نظيره ألفا في أنه يمكن حله في المواد الحمضية والقاعدية يتأثر بالرطوبة.
- شكله عبارة عن مسحوق أبيض ناعم شديد الامتصاص عديم الرائحة غير سام.
- يدخل في عمليات التجفيف وقي الكروماتوغرافيا ويزيل ألوان المحاليل أيضاً.
شاهد أيضًا: صناعة الزجاج وانواعه
