铝(aluminium)

     铝(aluminium)

元素周期表中的第3周期ⅢA族元素，一种重要的轻金属。元素符号Al，原子序数13，相对原子质量26.98154。铝在常温下为固体，银白色有光泽金属，密度2.702克/厘米³，熔点660.37℃，沸点2467℃。化合价±3。具有良好的导热性、导电性，和延展性,电离能5.986电子伏特，虽是叫活泼的金属，但在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜，使之不能与氧、水继续作用。在高温下能与氧反应，放出大量热，用此种高反应热，铝可以从其它氧化物中置换金属(铝热法)。例如：8Al+3Fe₃O₄=4Al₂O₃+9Fe+795千卡，在高温下铝也同非金属发生反应，亦可溶于酸或碱放出氢气。对水、硫化物，浓硫酸、任何浓度的醋酸，以及一切有机酸类均无作用。

简史   铝(aluminium)一词来源于古罗马语alumen(明矾)。1746年德国人波特(J．H．Pott)从明矾制得氧化铝。1807年英国人戴维(H．Davy)试图电解熔融的氧化铝制取金属铝，但没有成功。金属铝的制取最初采用化学法。1825年丹麦人奥斯忒(H．C.Oersted)把氯气通过木炭和氧化铝的高温层，制成无水氯化铝。他把所得的氯化铝蒸气冷凝在与空气隔绝的冷却容器中，然后用钾汞齐与无水氯化铝起反应制得铝汞齐。在真空下蒸馏了汞之后得到少量的金属铝。所得金属铝的颜色及光泽类似于锡。他的研究结果只在当时鲜为人知的丹麦杂志上作了报道。所以铝的发现后来误归于德国的沃勒(F．Wöhler)。1827年沃勒用钾与无水氯化铝起反应，得到金属铝粉末。1845年他用氯化铝气体通过熔融金属钾的表面，得到一些铝珠，每颗铝珠重约10～15mg，进而初步测定了铝的密度和延展性。1854年法国的德维尔(S．C．Deville)在巴黎附近建立了一座用钠置换氯化铝生产铝的小铝厂。生产出来的铝用来制造头盔、餐具和玩具，当时铝的价格接近黄金。1865年俄国的别克托夫提议用镁来置换冰晶石中的铝，这一方案为德国盖墨林根铝镁工厂所采用。

法国的德维尔和德国的本生(R．W．Bunsen)于1884年分别电解NaCl–AlCl₃的熔盐制得铝。他们在电解中都采用了碳阳极。但当时还未发明发电机(发电机是1867年发明的)，所以早期的电解试验不能以工业规模的方式进行。

1886年美国的霍尔(C．M．Hall)和法国的埃鲁(Paul L．T．He’roult)几乎同时而又独立地发明了冰晶石一氧化铝熔盐电解法。他们把氧化铝溶解在冰晶石溶液中电解制得铝。霍尔认为，氧化铝是炼铝的原料，然后通过试验，找到冰晶石是氧化铝的适宜熔剂；而埃鲁则反之，首先肯定了冰晶石是适宜的熔剂，然后通过试验，找到氧化铝是最佳的炼铝原料。他们二人分别在美国和法国取得专利权。1888年11月霍尔在美国匹兹堡(Pittsburgh)工厂内生产出了铝。几乎同时埃鲁在瑞士瑙豪森(Neuhausen)建厂生产出了铝。

奥地利科学家拜耳(K．J．Bayer)于1889～1892年发明了从铝土矿提取氧化铝的新方法即拜耳法并取得专利权。其原理是用苛性钠(NaOH)溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液，此溶液与残渣(赤泥)分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种，经长时间搅拌，溶液即分解析出氢氧化铝。氢氧化铝经洗净后，在1223～1473K温度下煅烧得到氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液