Nhôm là dòng kim loại phổ biến thứ 4 trên thế giới; được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống thường nhật cũng như trong sản xuất công nghiệp. Thời kỳ 4.0 lên ngôi mọi thứ được chuyên nghiệp hóa hiện đại hóa mạnh mẽ kéo theo vai trò của nhôm cũng được nâng cao hơn nữa.
Nhôm là gì?
Nhôm (tên tiếng anh là Alumini) là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Al và số hiệu nguyên tử 13. Al có tỷ trọng thấp hơn so với các kim loại thông thường khác, xấp xỉ một phần ba tỷ trọng của thép . Nó có ái lực lớn với oxy và tạo thành một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt khi tiếp xúc với không khí.
Lịch sử ra đời của nhôm al
Nhôm được phát hiện ra và công bố vào năm 1825 bởi nhà vật lý người Đan Mạch Hans Christian Ørsted. Việc sản xuất Al trong công nghiệp đầu tiên được khởi xướng bởi nhà hóa học người Pháp Henri Étienne Sainte-Claire Deville vào năm 1856. Trong Thế chiến I và II, Al là một nguồn tài nguyên chiến lược quan trọng cho ngành hàng không. Năm 1954, nhôm trở thành kim loại màu được sản xuất nhiều nhất, vượt qua đồng. Trong thế kỷ 21, hầu hết nhôm được tiêu thụ trong giao thông vận tải, kỹ thuật, xây dựng và đóng gói ở Hoa Kỳ, Tây Âu và Nhật Bản…
Nhôm là kim loại có màu gì?
Nhìn bề ngoài, nhôm trông giống bạc, có màu trắng bạc, ánh kim, khả năng phản xạ ánh sáng tuyệt vời. Al có thể kéo thành sợi, dát mỏng, nhẹ, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt
Nhôm aluminum có dẫn điện không?
Kim loại nhôm nằm trong top 10 kim loại dẫn điện tốt nhất, chỉ đứng sau bạc, đồng và vàng. Nhờ đặc tính nổi bật này mà những hợp chất Al có độ tinh khiết lên đến 99,5% có thể sử dụng để làm dây dẫn điện. Tuy nhiên, Al ít được ứng dụng làm dây dẫn điện mặc dù tính dẫn điện tốt bởi giá thành đắt. Thay vào đó, người ta thường sử dụng dây dẫn điện bằng đồng vì khả năng dẫn điện tốt cũng như phù hợp kinh tế hơn.
Tính chất vật lý của nhôm
Các tính chất vật lý của nhôm liên quan đến hình thức và cấu trúc có thể quan sát được, trước khi có bất kỳ sự thay đổi hóa học nào.
Tính chất vật lý của nhôm
| Màu sắc và trạng thái | Chất rắn, không từ tính, không bóng, màu trắng bạc với sắc xanh nhẹ. |
| Cấu trúc | Al có cấu trúc lập phương tâm mặt bền đến nhiệt độ nóng chảy. |
| Bề mặt | Bề mặt nhôm có thể phản xạ cao. |
| Độ cứng | Nhôm nguyên chất thương mại là loại mềm. Nó được tăng cường khi được hợp kim và tôi luyện. |
| Độ dẻo | Độ dẻo cao. Nhôm có thể được đánh rất mỏng. |
| Tính dễ uốn | Tính dễ uốn cao. Nhôm rất có khả năng được định hình hoặc uốn cong. |
| Sự giãn nở nhiệt | Nhôm có hệ số nở vì nhiệt là 23,2. Đây là giữa kẽm – giãn nở nhiều hơn – và thép, mở rộng một nửa phạm vi của Al |
| Độ dẫn nhiệt | Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. |
| Ăn mòn | có khả năng chống ăn mòn do có lớp oxit tự bảo vệ. |
| Tỉ trọng | có tỷ trọng thấp, được đo bằng trọng lực so với nước, là 2,70. So sánh điều này với mật độ của sắt / thép có mật độ là 7,87 |
| Điểm nóng chảy và Điểm sôi | Nhôm nguyên chất thương mại có điểm nóng chảy khoảng 1220 ° F và điểm sôi khoảng 4,478 ° F. Những thay đổi này khi Al được hợp kim hóa. |
Tính chất hóa học của nhôm và một số hợp chất nhôm phổ biến
Nguyên tử khối của Nhôm
Nhôm có bắt nguồn từ tiếng Pháp: Alumium và viết tắt là Al và có số nguyên tử bằng 13, nguyên tử khối = 27 trong bảng tuần hoàn hóa học và nằm ở chu kỳ 3, thuộc nhóm IIIA.
Cấu tạo hoá học của kim loại Al:
– Cấu hình e: [Ne] 3s23p1
– Có 3 lớp e ngoài cùng
– Độ âm điện: 1,61
– Số oxi hóa: +3
– Mạng tinh thể: Lập phương tâm diện
Rất khó để tìm thấy nhôm trong tự nhiên bởi Al thường kết hợp với oxygen và một số nguyên tố khác. Bởi vậy các nhà khoa học thường gọi là hợp kim nhôm. Đặc điểm chung của Al là có màu sáng bạc, mềm khá nhẹ, không độc tính. Xét về các nguyên tố kim loại phổ biến thì Al là kim loại có nhiều thành phần nhất.
Al có tính khử rất mạnh và có thể phản ứng với nhiều nguyên tố như: nước, dung dịch axit, bazo, phi kim; phản ứng nhiệt nhôm… Nhờ vào các phản ứng này Al có thể đem tới cho chúng ta nhiều ứng dụng đa dạng.
Một số hợp chất Nhôm phổ biến
Nhôm sunfat
Nhôm sunfat là một hợp chất hóa học của nhôm với công thức là Al2(SO4)3. Nó có thể hòa tan trong nước và chủ yếu được sử dụng như một chất kết tủa (khiến các hạt ô nhiễm co cụm lại thành các hạt lớn hơn, dễ dàng bị mắc kẹt) trong bộ lọc nước uống và các nhà máy xử lý nước thải, sản xuất giấy….
Nhôm sunfua
Nhôm sunfua là có thành phần gồm hai nguyên tố Al và lưu huỳnh với công thức là Al2S3. Hợp chất này không màu này có cấu trúc hóa học khá thú vị, tồn tại ở nhiều dạng thức khác nhau. Al2S3 được sử dụng trong sản xuất các cấu trúc mạng nano giúp cải thiện diện tích bề mặt cụ thể và độ dẫn điện.
Nhôm Oxit
Nhôm oxit là lớp bảo vệ cho kim loại nhôm khỏi sự ăn mòn của không khí có công thức là Al2O3. Vì Al là kim loại hoạt động mạnh, tạo phản ứng ngay khi tiếp xúc với không khí. Nhưng chính Al2O3 lại là thành phần bảo vệ, ngăn cản những phản ứng tiếp theo của thanh kim loại. Với những tính chất của mình, Al2O3 thường được ứng dụng trong vật liệu gốm, chống ẩm,…
Nhôm hidroxit
Nhôm hidroxit Al(OH)3 là hợp chất hóa học được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng khoáng Gibbsite (hay Hydragilit). Đa phần Al(OH)3 sẽ được dùng trong việc sản xuất các loại nguyên liệu hợp chất nhôm khác như: Al2(SO4)3, Polyaluminium clorua, natri aluminat, nhôm kích hoạt hay như nhôm Nitrat…Đặc biệt, Al(OH)3 còn có thể chế tạo ra một chất độn chống cháy cho các ứng dụng của polymer.
Nhôm Nitrua
Nhôm nitrua là một hợp chất hóa học vô cơ với 2 thành phần chính là Al và N. Công thức hóa học là AlN. Hợp chất này dưới dạng wurtzite (w-AlN) là một vật liệu bán dẫn, có ứng dụng tiềm năng cho quang điện tử cực tím chuyên sâu.
Nhôm clorua
Nhôm Clorua là một muối nhị phân được hình thành bởi Al và Al có công thức là AlCl3. Thỉnh thoảng có thể xuất hiện dưới dạng bột màu vàng vì nó có tạp chất clorua sắt (III). AlCl chủ yếu được sản xuất và tiêu thụ trong lĩnh vực sản xuất kim loại Al. Ngoài ra, một lượng lớn cũng được sử dụng trong các lĩnh vực khác của ngành công nghiệp hóa học.
Nhôm dùng để làm gì ?
Ưu điểm lớn nhất của Al chính là khả năng chống mài mòn rất tốt và độ bền cao nên Al không xảy ra phản ứng hóa học hay vật lý khi tiếp xúc. Vì vậy, nhôm được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực trong cuộc sống như thực phẩm, dược phẩm, công nghiệp, gia dụng…
Các tính chất vật lý của Al giúp hiểu rõ các ứng dụng của nó. Al thể hiện sự kết hợp tốt giữa sức mạnh, khả năng chống ăn mòn và độ dẻo. Điều này giúp giải thích cách nhôm có thể tồn tại ở dạng giấy bạc và lon nước giải khát, cũng như đường ống và ống tưới.
Al được đánh bóng cho thấy khả năng phản xạ tốt qua một loạt các bước sóng; dẫn đến việc lựa chọn nó cho nhiều mục đích sử dụng trang trí và chức năng. Bao gồm cả các thiết bị gia dụng và tia laser.
Tính dẫn nhiệt của hợp kim Al có lợi trong bộ trao đổi nhiệt, thiết bị bay hơi; thiết bị và đồ dùng được đốt nóng bằng điện; cũng như vành ô tô, đầu xi lanh và bộ tản nhiệt….
Vật liệu nhôm trong y học
Nhôm là kim loại nhưng hợp chất của Al là nhôm Oxit lại có tính chất thích hợp trở thành vật liệu sinh học. Với tính chất trơn nhẵn nhôm oxit được chế tác che chắn các bề mặt tiếp xúc của các bộ phận giả trên cơ thể (hông, vai, chân, tay..), rất an toàn không ảnh hưởng tới sức khỏe.
Ngoài ra Al2O3 còn được các hãng mỹ phẩm sản xuất kem che khuyết điểm, son, phấn má… nhờ đặc tính làm bóng và mịn da.
Ứng dụng trong công nghiệp
Thật dễ dàng để bắt gặp những chiếc máy cắt, các chi tiết vận hành sản xuất được làm từ Al. Với tính chất sáng, không hoen rỉ Al đã dần trở thành những thành phần không thể thiếu được của mỗi nhà máy. Một số vật dụng được sản xuất từ Al như:
– Khung xe máy, khung xe ô tô
– Thùng xe tải, một số chi tiết khác
– Thanh tản nhiệt…
Đặc biệt Al được ứng dụng trong sản xuất của ngành hàng không. Thân và cánh máy bay được làm từ Al – đây là ứng dụng dựa vào đặc tính khối lượng riêng của nhôm nhẹ và bền rất cần thiết để máy bay có thể giảm trọng lượng tối đa khi bay trên bầu trời.
Ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày
Có thể nói trong nhà chúng ta rất nhiều đồ gia dụng được làm từ Al . Khác với sắt dễ bị hoen rỉ nhôm vừa có khả năng chống rỉ lại rất bền đẹp đạt độ thẩm mỹ cao. Từ bàn tay tài hoa của những người thợ chế tác những thanh nhôm vô tri vô giác trở nên gần gũi và phổ biến hơn trong cuộc sống với hình dáng của những đồ gia dụng quen thuộc.
– Tủ quần áo, tủ kệ, tủ bếp…
– Thanh treo màn, mắc áo, mắc treo đồ…
– Chậu, mâm, thìa…
– Thang, bàn ghế, giường…
Ứng dụng trong ngành xây dựng
Al được tôn vinh là “cạ cứng” của ngành xây dựng Việt Nam. Bởi lẽ rất nhiều nguyên liệu được làm từ chất liệu Al – từ giá thành đến tính chất đều thích hợp ứng dụng trong sản xuất đại trà.
– Cửa sổ, cửa chính, cửa phụ, cửa nhà vệ sinh…
– Khung sườn nhôm, tủ kệ
– Mái hiên, mặt tiền, mặt dựng, vách ngăn…
Ứng dụng trong ngành chiếu sáng
Thanh nhôm định hình LED, hay đèn làm từ chất liệu Al trở thành các khái niệm quen thuộc trong ngành chiếu sáng. Được làm từ chất liệu Al nên các thiết bị chiếu sáng sẽ giảm được giá thành đáng kể so với các dòng đèn làm từ đồng hay hợp kim. Đồng thời với khả năng chịu nhiệt tốt Al sẽ giúp bạn có được 1 sản phẩm thiếu sáng có tuổi thọ dài, hoạt động ổn định.
Một số ứng dụng khác của Al
– Nguyên liệu chính cho ngành tái chế – Al là vật liệu được khuyến nghị nên sử dụng nhiều bởi chúng có thể tái chế được, 1 vòng tuần hoàn sản xuất ra các sản phẩm ứng dụng cao. Sử dụng Al cũng là cách bảo vệ môi trường sống.
– Thùng nhôm được dùng để vận chuyển 2 loại axit đặc nguội H2SO4 và HNO3.
– Với nhiệt độ nóng chảy lên tới 660 độ C, Al được ứng dụng để dẫn điện rất tốt
– Tính chất mềm dẻo dễ dàng kéo hoặc cán mỏng Al có thể dùng để làm đồ decor đa dạng mẫu mã chủng loại.
Ngày nay với sự biến đổi khí hậu đang gia tăng không ngừng nên việc chọn lựa các vật dụng có chất liệu Al luôn được khuyến khích. Ứng dụng tích cực từ chất liệu Al góp phần cho cuộc sống của chúng ta trở nên tốt đẹp hơn.
Những sản phẩm từ Nhôm được ưa chuộng trên thị trường hiện nay
Nhôm hộp
Nhôm hộp là loại giá rẻ khá quen thuộc tại thị trường Việt Nam. Có hình chữ nhật hoặc hình vuông được ứng dụng nhiều trong ngành nhôm kính xây dựng và trang trí nội ngoại thất. Ví dụ như vách kính, cửa kính,…với nhiều hình dáng, kích thước khác nhau theo kích thước thực tế của công trình.
Nhôm tấm
Nhôm tấm là sản phẩm từ hợp kim nhôm. Được chế tạo dưới dạng tấm theo nhiều kích thước khác nhau linh hoạt phục vụ cho nhiều nhu cầu sử dụng và sản xuất khác nhau trong cuộc sống. Nó có cấu tạo vô cùng chắc chắn, bề mặt màu trắng bạc bắt mắt; khả năng chống ẩm ưu việt, tính dẫn nhiệt, dẫn điện cao; đặc biệt có tính chống ăn mòn rất tốt.
Với những tính năng ưu việt đó, al được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực như thi công, xây dựng, công nghiệp, cơ khí và cả dân dụng đời sống.
Nhôm đúc
Nhôm đúc được tạo ra từ hợp kim nhôm. Với độ bền cực tốt, chống oxi hóa, không han gỉ, vì vậy nên nhôm được đúc để tạo ra các sản phẩm cổng nhà, lan can cầu thang, hộp đèn,…Khả năng chống mưa gió và kiểu thời tiết khắc nghiệt tốt. Ngoài ra Al được đúc bởi khuôn có thể tạo ra những chi tiết, hoa văn ấn tượng, đa dạng.
Một số câu hỏi thường gặp về nhom
Khối lượng riêng của Nhôm
Nhôm – ký hiệu “Al” là một nguyên tố thuộc bảng tuần hoàn hóa học, có khối lượng riêng 2,7g/cm3; Hoặc trọng lượng riêng bằng 2.700 kg/m3. Số nguyên tử của al bằng 13 và nguyên tử khối bằng 27 đvC. Kim loại có thể kết hợp với 270 khoáng vật khác nhau để cùng tồn tại dưới dạng hợp chất tự nhiên.
Al nhẹ hơn Pb và Fe, nhưng nặng hơn Zn và Cu.
Nhiệt độ nóng chảy của nhôm
Trong số các kim loại trong bảng tuần hoàn thì Al có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn vàng, bạc, đồng, sắt, kẽm và nhất là wolfram. Al nóng chảy ở nhiệt độ 660.32 độ C hay 1220.58 độ F.
Al hóa trị mấy
Nhôm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học thuộc ô 13, chu kỳ 3 nhóm IIIA. Al hóa trị III.
Mong rằng với những chia sẻ trên sẽ giúp bạn có kiến thức bổ ích về kim loại phổ biến thứ 4 trên thế giới.
Xem thêm:
