منتديات العراق التعليمية

نرحب بزوار منتديات المدرس العراقي ونتمنا لهم امتع الاوقات
منتديات العراق التعليمية

منتدى تعليمي تربوي يهتم بالتعليم والوسائل التعليمية


بحوث ودروس تتعلق بالالمنيوم

شاطر
avatar
علاء السعداوي

عدد المساهمات : 590
السٌّمعَة : 31
تاريخ التسجيل : 12/02/2011
العمر : 42
الموقع : ذي قار - الغراف

بحوث ودروس تتعلق بالالمنيوم

مُساهمة من طرف علاء السعداوي في الإثنين مارس 28, 2011 12:33 pm



الألومنيوم عنصر في الجدول الدوري له الرمز Al والعدد الذري 13. وهو فلز ذو لون أبيض فضي من مجموعة البورون من العناصر الكيميائية. وهو معدن مطيلي أي قابل للسحب. وهو عنصر غير ذواب في الماء في الشروط العادية.وهو من أكثر الفلزات وفرة في القشرة الأرضية، وترتيبه الثالث من بين أكثر العناصر وفرة في الكرة الأرضية بعد الأكسجين والسيليكون. يشكل الألومنيوم 8% من وزن سطح الأرض الصلب. ويعتبر الألومنيوم من أكثر المعادن فعالية كيميائية كمعدن حر، ولذلك نجده مرتبطا بأكثر من 270 معدن مختلف[2]. المصدر الرئيسي للألومنيوم هو معدن خام البوكسيت. يمتاز الألومنيوم بمقاومته للتآكل وبخفة وزنه حيث يدخل في صناعة الطائرات.
وللألومنيوم قدرة مميزة على مقاومة التآكل بسبب ظاهرة التخميل وبسبب كثافة المعدن المنخفضة. العناصر البنيوية المصنوعة من الألومنيوم وسبائكه ذات دور فعال في الصناعة الفضائية ومهمة جدا في مجالات أخرى مثل النقل والبناء. وطبيعته التفاعلية جعلته مفيدا كحفاز أو كمادة مضافة في الخلائط الكيميائية، باللإضافة إلى استخدامه في متفجرات نترات الأمونيوم لتعزيز قوة الانفجار.
الخواص
الألومنيوم فلز خفيف الوزن، ومتين، وذو مظهر يتراوح بين الفضي والرمادي الداكن بحسب خشونة السطح. والألومنيوم غير ممغنط، وهو غير ذواب في الكحول، مع أنه يذوب في الماء في أشكال محددة. جيد التوصيل للحرارة والكهرباء. مقاومة الخضوع للألومنيوم النقي هي 7-11 ميغا باسكال، في حين أن سبائك الألومنيوم ذات مقاومة خضوع تتراوح من 200 إلى 600 ميغاباسكال[3].و للألومنيوم نحو ثلث كثافة وجساءة الفولاذ. فهو مطيلي، وسهل التشغيل، والسباكة، والبثق. وهو قابل للسحب ووللطرق حيث يمكن قولبته بشكل سهل نسبياً.
النظائر
للألومنيوم تسعة نظائر يتراوح عددها الكتلي بين 23 و 30. يوجد في الطبيعة نظيرين فقط هما Al27 (نظير ثابت) وله وفرة طبيعية مقدارها 99.9%، وAl26 (مشع عمر النصف له 7.2 × 105 سنة). ينتج النظير Al26 من الأرغون في الغلاف الجوي بواسطة التشظي (Spallation) الذي تسببه بروتونات الأشعة الكونية. تستخدم نظائر الألومنيوم في التطبيقات العملية لتحديد تاريخ الترسبات البحرية، وعقيدات المنغنيز، والثلج الجليدي والكوارتز في القصف الصخري والنيزكي. وقد استخدمت نسبة Al26 إلى Be10 لدراسة دور نقل وترسيب وتخزين الرواسب وأوقات الدفن والتآكل على مدى 105 إلى 106 عام بالمقاييس الزمنية[6]. وقد استخدم النظير الكوني Al26 أول ما استخدم في دراسات القمر والنيازك. فشظايا النيازك، بعد انفصالها عن الجسد الأب، كانت معرضة لقصف مكثف من الأشعة الكونية خلال سفرها عبر الفضاء، مما تسبب في توليد Al26. وبعد سقوطها على الأرض، حجب الغلاف الجوي شظايا النيزك من إنتاج المزيد من Al26، وبذلك يمكن استخدام اضمحلاله في تحديد عمر النيازك الأرضية. وقد أظهرت الأبحاث النيزكية أن Al26 كان وفيرا في وقت تكوين كوكبنا. ويعتقد معظم علماء النيازك أن الطاقة المنطلقة من اضمحلال Al26 كانت مسؤولة عن ذوبان وتمايز بعض الكويكبات بعد تشكيلهم منذ 4.55 مليار سنة[7].
وجوده في الطبيعة
فلز الألمنيوم هو من أكثر العناصر الفلزية توافراً في القشرة الأرضية بعد الأكسجين والسيليكون [8] بنسبة مقدارها 8.3%. لا يواجد فلز الألومنيوم في الطبيعة بشكله النقي الحر، ويعود ذلك إلى إلفته القوية للأوكسجين، فيكون في الأكاسيد أو السيليكات. الفلسبار، وهى أكثر مجموعات الفلزات شيوعا في القشرة الأرضية، هي سيليكات الألومنيوم. يمكن لمعدن الألومنيوم الأصلي أن يوجد كحالة ثانوية في البيئات منخفضة الأكسجين، مثل داخل بعض البراكين[9]. كما يوجد أيضا في فلزات البريل، والكرايوليت، والغارنيت، والإسبينل، والفيروز[8]. الشوائب في أكسيد الألومنيوم، مثل الكروم أو الكوبالت تعطي الأحجار الكريمة مثل الياقوت. أكسيد الألومنيوم النقي والمعروف باسم الكوروند، هو أحد أقسى المواد المعروفة على الإطلاق[8].
إنتاج الألومنيوم

على الرغم من الألمنيوم هي العنصر المعدني الأكثر وفرة في قشرة الأرض (ويعتقد ان 7.5 إلى 8.1 في المئة)، فإنه من النادر في شكل حر، ويحدث في البيئات التي تفتقر إلى الأكسجين، مثل البراكين الطينية، وكان يعتبر المعدن الثمين أكثر قيمة من الذهب. نابليون الثالث، إمبراطور فرنسا، كان يزعم انه أقام مأدبه طعام حيث أعطى أكثر الضيوف شرفا أواني من الألومنيوم، في حين أن الأخرين من الضيوف أعطاهم الذهب. وقد اكتمل نصب واشنطن التذكارى، مع 100 أوقية (2.8 كلغ)من الألومنيوم باعتباره اللمسه الأخيره والتي تم وضعها في مكان في يوم 6 ديسمبر 1884، وذلك في حفل اخلاص متقن. وكانت أكبر قطعة مفرده من الألومنيوم في ذلك الوقت. وفي ذلك الوقت، الألمنيوم، كان غالى مثل الفضة.[12] وقد تم إنتاج الألومنيوم بكميات تجارية في ما يزيد قليلا على 100 سنة.


كما ذكر سابقاً فإن مادة الألومنيوم شديد الارتباط مع الأكسجين بحيث يصعب فصلهما. بالمقارنة مع الفلزات الأخرى، فإنه من الصعب أن يتم فصله من خاماته، مثل البوكسيت، وذلك نظراً إلى الطاقة اللازمة لإرجاع أكسيد الألومنيوم Al2O3. على سبيل المثال، فإن الإرجاع المباشر بالكربون كما يتم مع الحديد غير ممكن كيميائياً، لأن الألمنيوم بحد ذاته عامل مرجع أكثر قوة من الكربون. وبما أن لأكسيد الألمنيوم نقطة انصهار عالية نسبياً حوالي 2000 °س، لذلك فإن الألمنيوم يستحصل عن طريق التحليل الكهربائي. يحل أكسيد الألومنيوم في هذه العملية في الكريوليت Na3AlF6 المذاب، من ثم يرجع إلى الفلز النقي. تكون درجة حرارة التشغيل لخلايا الإرجاع من 950 إلى 980 °س. يتواجد الكريوليت كمعدن في غرينلاند، أما أكسيد الألومنيوم فيستحصل من معالجة البوكسيت بطريقة باير.


الاتجاه العالمي في إنتاج الألومنيوم


التحليل الكهربائي
إن طريقة التحليل الكهربائي لالستحصال الألومنيوم حلت محل طريقة فولر Wöhler process، والتي كانت تتضمن إرجاع كلوريد الألومنيوم اللا مائي بالبوتاسيوم. كل من المسريين المستعملين في عملية التحليل الكهربائي مصنوعان من الكربون. عندما تصبح الخامة في الحالة المنصهرة تتحرر الشوارد (الأيونات) وتصبح حرة الحركة، وتحدث العمليات التالية على المساري:
• على المهبط (الكاثود)، المسرى السالب؛ نحصل على الألومنيوم
Al3+ + 3 e− → Al
يلاحظ هنا أن الألومنيوم حدثت عليه عملية إرجاع (ربح إلكترونات)، ويتشكل الألمنيوم الحر بشكله الفلزي، ويهبط إلى القاع.
• على المصعد (الأنود)، المسرى الموجب؛ يتحرر الأكسجين
- 2O2- → O2 + 4e
باستمرار تعرض مسرى الكربون للأكسجين تحدث عملية أكسدة له، حيث يتشكل ثنائي أكسيد الكربون
C + O2 → CO2
لذلك يجب استبدال قضبان الكربون على المسرى الموجب باستمرار كونها تستهلك أثناء سير العملي
إعادة التصنيع


شفرة إعادة تصنيع الألومنيوم
الألومنيوم يكون قابل لاعادة التصنيع بنسبة 100% بدون أى فقد في خاماته الطبيعية.أعادة المعدن لطبيعته عن طريق أعادة التصنيع أصبح مظهر هام في صناعة الألومنيوم.
إعادة التصنيع تتضمن صهر الخردة, وهى عملية تحتاج إلى 5 في المائه فقط من الطاقة المستخدمة لإنتاج الألومنيوم من الخام.ولكن جزءا كبيرا (حوالي 15% من المواد الداخلية) تفقد كشوائب (رماد يشبه الأكسيد).[13]
وكانت إعادة التصنيع ذات نشاط منخفض وغير بارزة حتى أواخر 1960s، عندما أثارالاستخدام المتزايد لعلب المشروبات وعى العامة
يختبر الألومنيوم في أوروبا بمعدلات عالية من اعادة التصنيع، التي تتراوح بين 42% من علب المشروبات، 85% من مواد البناء و 95% من مركبات النقل.[14]
الألومنيوم المعاد تصنيعة يسمى ألومنيوم ثانوى, ولكنه يحافظ على نفس الخصائص الفيزيائية مثل الألومنيوم الأصلى.ويتم إنتاج الألمنيوم الثانوي على نطاق واسع من الأشكال ويستخدم في 80% من سبائك الحقن.وله استخدام هام اخر في النتوء.
الشوائب البيضاء الناتجة من إنتاج الالومنيوم الأصلى ومن عمليات اعادة التصنيع الثانوى ماتزال تحتوى على كميات مفيدة من الألومنيوم والتي يمكن استخراجها صناعيا. العملية تنتج بيلتات الالومنيوم، إلى جانب ماده شائبة بالغة التعقيد.هذه النفاية هي من الصعب السيطرة عليها.وهى تتفاعل مع الماء، وتطلق خليط من الغازات (بما في ذلك، من بين غازات أخرى، الهيدروجين، والأسيتيلين، والأمونيا) التي تشتعل تلقائيا عند تعرضها للهواء؛ التعرض للهواء الرطب ينتج عنه انطلاق كميات وفيرة من غاز الأمونيا.ورغم هذه الصعوبات، فان هذه النفايات وجد أن لها فائدة في كحشوة في الأسفلت والخراسانة.[15]
الكيمياء
حالة التأكسد الأولى
AlH ينتج عند تسخين الألومنيوم في جو من الهيدروجين.Al2O يصنع عن طريق تسخين الأكسيد العادي ،Al2O3، مع السيليكون في 1800 درجة مئوية في فراغ.[16]
Al2S يمكن تحضيره بتسخين Al2S3 مع رقائق الألومنيوم في 1300 درجة مئوية في فراغ. وبسرعة لايتناسب مع المواد الأولية.السيليندى يحضر بطريقة متوازية.
AlF, AlCl و AlBr توجد في حالة غازية عندما يسخن ثلاثى الهاليد مع الألومنيوم. هاليدات الألومنيوم توجد عادة في صيغة AlX3. e.g. AlF3, AlCl3, AlBr3, AlI3 الخ.
حالة الأكسدة الثانية
الألمنيوم أحادي الأكسيد، AlO قد تم اكتشافه في الحالة الغازية بعد الانفجار، وفي امتصاص الأطياف.[17]
حالة الأكسدة الثالثة
قواعد فاجان تظهر أن الكاتيون البسيط ثلاثى التكافؤAl3+ غير متوقع أن يوجد في الأملاح غير السائلة أو المركبات binary مثل Al2O3.الهيدروكسيد يعتبر قاعدة ضعيفة وأملاح الألومنيوم للأحماض الضعيفة, مثل الكربونات، لايمكن تحضيرها.أملاح الأحماض القوية، مثل النترات تكون مستقرة وتذوب في الماء، تشكل هيدرات مع على الأقل ستة جزيئات من الماء في التبلور.
هيدريد الألومنيوم AlH3)n) يمكن أن ينتج من ثلاثى ميثيل الألومنيوم ومزيد من الهيدروجين.وهى تحترق بفرقعة في الهواء.يمكن أن تحضر أيضا بفعل كلوريد الألومنيوم على هيدريد الليثيوم في محلول ايثيرى, ولكن لايمكن ان تعزل حرة من المحلول.هيدرات-الألومينو لمعظم العناصر موجبة الشحنة معروفة, وأكثرها فائدة هو lithium aluminium hydride ,Li[AlH4].انها تتحلل إلى هيدريد الليثيوم والألومنيوم والهيدروجين عند تعرضها للحرارة ،وتتميأ بالمياه.لها استخدامات كثيرة في الكيمياء العضوية، وخاصة كعامل مختزل.فإن هاليدات الألومينو لها هيكل متشابه.
هيدروكسيد الألومنيوم يمكن إعداده كراسب جيلاتيني بإضافة الأمونيا إلى محلول مائي من ملح الألومنيوم.ويجرى في وسط الغلاف الجوى العادى, باعتباره حمض ضعيف جدا, ويكون الألومينات مع الالكيلات.هي موجودة في مختلف أشكال بلورية.
كربيد الألومنيوم Al4C3 يمكن تحضيره بتسخين خليط من العناصر فوق 1000 °C. البلورات ذات اللون الأصفر الباهت لها شكل شبكى, وتتفاعل مع الماء أو الأحماض المخففه لكى تعطى الميثان.فإن acetylide، لو 2 (ج 2) 3، ويتم عن طريق تمرير الأسيتيلين أكثر من الألومنيوم ساخنة.
نيتريد الالومينيوم. AlN, يمكن ان يحضر من العناصر عند درجة حرارة 800 °C.فوسفيد الألمنيوم، AlP, يحضر بالمثل, والتحلل المائى يعطى فوسفين، أكسد الالومنيوم, Al2O3، يحدث في الطبيعة ككوراندوم, ويمكن أن يحضر عن طريق حرق الالومنيوم في الأكسجين أو عن طريق تسخين الهيدروكسيد, النيتريت أو الكبريت.وباعتبارها أحجار كريمة, فان صلابتها يتعداها الماس, نيتريد البورون, والكربوراندوم فقط.وهى إلى حد كبير لاتذوب في الماء.كبريتيد الالومنيوم, Al2S3، يمكن تحضيره عن طريق تمرير كبريتيد الهيدروجين على مسحوق الألومنيوم.وهو متعدد الأشكال.
يوديد الألومنيوم، AlI3, يعتبر ديمر وله تطبيقات في التخليق العضوى.فلوريد الألومنيوم, AlF3، يمكن تحضيره بمعالجة الهيدروكسيد مع HF، أو يحضر من العناصر.وهو يتألف من جزيء عملاقالذي يتبخر دون ذوبان في 1291 °C. وهو خامل جدا.وثلاثى الهاليدات الأخرى تكون ديمر, ولها تركيب يشبه الكوبرى.فلوريد الألومنيوم / مجمعات المياه : عندما فلوريد الألومنيوم، ومعا في محلول مائي، بسهولة شكل أيونات معقدة مثل نواف ه 2 أ) 5 +2، نواف 3 (ح 2 م) 3 0، نواف 6 -3. هذه، نواف 6 −3 هو أكثر استقرارا. وتفسير ذلك هو أن الفلوريد والألومنيوم، واللذان يعتبران أيونات متلاصقة, يتداخلوا مع بعضهم مباشرة ليكونوا مركب معقد هو ثمانى ألومنيوم سداسى الفلورايد.عندما يكون الألومنيوم والفلورايد مجتمعين في الماء بنسبه مولاريه 6:1، يكون AlF6−3 أكثر صيغة شائعه، حتى عند نقص التركيزات نوعا ما.
المركبات العضوية-الفلزية للصيغة التجريبية AlR3 تكون موجودة (اذا لم يكونوا جزيئات عملاقة) ويكونوا على الاقل ثنائىة الجزيئات أو ثلاثية الجزيئات.لديهم بعض الاستخدامات في التخليق العضوي، على سبيل المثال.على سبيل المثال ثلاثى ميثيل الألومنيوم.
التحليل
وجود الألومنيوم يمكن اكتشافه في التحليل النوعي باستخدام الألومنيون.


التطبيقات
الاستخدام العام
الألومنيوم هو الأكثر استخداما من المعادن غير الحديدية.[18] العالمية لإنتاج الألمنيوم في عام 2005 كان 31.9 مليون طن. وهو تعدى أى معدن اخر إلا الحديد (837.5 مليون طن).[19] والالومنيوم النقى أخذ في الاعتبار فقط عنما كانت مقاومة الصدأ و/أو قابيليته للشغل عليه أهم من القوة والصلابة.وهناك طبقة رقيقة من الألومنيوم يمكن أن تترسب على سطح مستوى بواسطة ترسيب البخار الفيزيائى أو (نادرا جدا) ترسيب البخار الكيميائى أو أى وسائل كيميائية أخرى لتكوين الطلاءات المرئية والمرايا.وعندما تترسب, فان فيلم الألومنيوم النقى والجديد يستخدم كعاكس (حوالى 92%) للضوء المرئى وعاكس ممتاز (فوق 98%) للأشعة تحت الحمراء المتوسطة والبعيدة.
الألمنيوم النقي له قوة شد منخفضة, ولكن عند اختلاطه بمعالجة حرارية- ميكانيكية، فان سبائك الالومنيوم تظهر تحسن كبير في الخصائص الميكانيكية, خصوصا عندما تسخن.سبائك الألومنيوممن المكونات الحيويه من الطائرات والصواريخ نتيجة لنسبة قوتهم العاليه إلى وزنهم.الألومنيوم يون سبائك ع الفور مع العديد من العناصر مثل النحاس والزنك والمغنيسيوم والمنغنيز والسيليكون (على سبيل المثال (ديورالومين).اليوم، معظم المواد المعدنية التي يشار إلى انها قريبة جدا مثل الالومنيوم, هي فعلا السبائك.على سبيل المثال، عام الألومنيوم احباط ق هي سبائك من 92 ٪ إلى 99 ٪ من الألمنيوم.[20]


أوستن بوديد الألومنيوم أ40 سيارات رياضية (1951)


لوح من الألمنيوم ينقل من المصاهر
بعض من استخدامات معدن الألومنيوم العديده في :
• النقل (العربات والطائرات والشاحنات، والسكك الحديدية والسيارات، والسفن البحرية، والدراجات وغيرها) كورقة، وأنابيب، والمسبوكات الخ
• التعبئة والتغليف (علب، ورق فويل، وما إلى ذلك)
• البناء (النوافذ، الأبواب، والتحويلات، وأسلاك البناء، وما إلى ذلك)
• مجموعة كبيرة من الأدوات المنزلية، من أواني الطهي إلى مضرب البيسبول، والساعات {76}، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة (أبل).
• أعمدة إنارة الشوارع، وصارى السفن، وأقطاب المشي الخ
• المستويات الخارجية من الإلكترونيات المستهلكة, وفى حالات المعدات أيضا مثل معدات التصوير.
• خطوط بث الكهرباء لتوزيع الطاقة.
• MKM الصلب ومغنطيسات وألنيكو.
• الألومنيوم فائق النقاء (، 99.980 ٪ 99.999 ٪ Al)، وتستخدم في مجال الإلكترونيات والأقراص المدمجة.
• المغاسل الحرارية للالأجهزة الإلكترونية مثل الترانزستور ووحدات المعالجة المركزية.
• المادة الأصلية للمعدن لالرئيسى تغطى النحاس بطبقة رقيقة تستخدم في شدة الاضاءة العالية لضوء LED.
• مسحوق الألمنيوم يستخدم في الطلاء، والصناعات النارية مثل وقود الصورايخ الصلبة والثيرميت.
مركبات الألمنيوم
• ألومنيوم كبريتيت الأمونيا ([Al(NH4)](SO4)2),أمونيا الألومنيوم تستخدم كمادة حارقة, وفى تنقية المياه, ومعالجة مياه الصرف الصحى, وفى إنتاج الورق, وفى الأضافات الغذائية وفى صباغة الجلود.
• استيات الألمنيوم هو ملح يستخدم في محلول كمادة قابضة.
• بورات الألومنيوم (Al2O3 B2O3) يستخدم في إنتاج الزجاج والسيراميك.
• الألومنيوم بوروهيدريد (Al(BH4)3) يستخدم كمادة مضافة لوقود الطائرات النفاثه.
• برونز الألومنيوم (CuAl5).
• كلوريد الألومنيوم (AlCl3) يستخدم : في صناعة الدهانات، ومضاد للعرق، وتكرير البترول وفى إنتاج المطاط الصناعي.
• كلوروهيدرات الالومنيوم يستخدم كمزيل للعرق وفى علاج hyperhidrosis.
• الألومنيوم fluorosilicate (2) سيف 6 (3) يستخدم في إنتاج الاصطناعية الأحجار الكريمة المستندات والزجاج والخزف.
• هيدروكسيد الألومنيوم ((أوهايو) 3) يستخدم : بأنه مضاد للحموضة، بوصفها لاذع، والمياه وتنقية، في صناعة الزجاج والسيراميك، وتسرب المياه في الأقمشة.
• أكسيد الألومنيوم (Al2O3) الألومينا, يوجد في الطبيعة ككوراندوم (الياقوت), الحجر, ويستخدم في صناعة الزجاج.الياقوت الصناعي يستخدم في الليزر لإنتاج الضوء المكثف.يستخدم كمقاوم, وضرورى لإنتاج لمبات الصوديوم عالية الضغط.
• فوسفاتات الالومنيوم (AlPO4) تستخدم في تصنيع: الزجاج والسيراميك, عجينة ومنتجات الورق, مستحضرات التدجميل, الطلاءات, والورنيشات وفى صناعة طبقة الأسمنت المستخدمة في طب الأسنان.
• كبريتات الالومنيوم (2) لذلك (4) (3) يستخدم : في صناعة الورق، بوصفها محرق، في إطفاء الحريق، وتنقية المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي، والمضافات الغذائية، ونيران، ودباغة الجلود.
• أيونات الألومنيوم المائية (مثل الموجودة في كبريتات الألومنيوم المائية) تستخدم للعلاج ضد طفيليات الأسماك مثل Gyrodactylus salaris.
• في العديد من اللقاحات بعض أملاح الألمنيوم تستخدم بمثابة تقوية للمناعة (تقوية الاستجابة المناعية) للسماح للبروتين في اللقاح ليحقق الفعالية الكافية كمنشط للمناعة.
سبائك الألومنيوم في التطبيقات الهيكلية


التوصيلات المنزلية
مقارنة مع النحاس فان الالومنيوم يمثل نحو 65 ٪ من توصيل الكهرباء من حيث الحجم، على الرغم من 200 ٪ من حيث الوزن.عادة ما يستخدم النحاس كمادة في التوصيلات المنزلية.في 1960s كان الألومنيوم أرخص من النحاس، ولذلك كان يستخدم للوصلات الكهربائية في الولايات المتحدة، على الرغم من العديد من التركيبات لم تكن مصممة لقبول أسلاك الألمنيوم.ولكن في بعض الحالات زيادة معامل التمدد الحراري لأسلاك الألمنيوم يجعل السلك يتمدد وينكمش ارتباطا باتصال المعدن غير المتماثل, وفى النهاية يفقد الأتصال.أيضا، الألمنيوم النقي لدي ميل إلى الزحف المستمر تحت الضغط المستمر (لدرجة كبيرة كلما ارتفعت درجة الحرارة)، ومرة أخرى يفقد الاتصال.وأخيرا، فان الصدأ الجلفانى من المعادن غير المتماثلة يزيد من مقاومة كهرباء الاتصال.
كل هذا أدى إلى الحراره المرتفعة وفقد الأتصال, وهذا بدوره أدى إلى حرائق.بعد ذلك أصبح البنائون يخشوا من استخدام الأسلاك، والعديد من الهيئات القضائيه أقصرت استخدامه في أحجام صغيرة جدا في المنشاءات الجديدة في النهاية ،فان الاثاثات الجديدة زودت باتصالات مصممة لتتجنب الفقد والحرارة العالية.الجيل الأول من الأثاثات عرفت ب"Al/Cu" ووجدت في النهاية مناسبة لسلوك التركيبات "/ كو" في نهاية المطاف وجدت مناسبة لسلوك النحاس المغطاة بالالومنيوم فقط, ولكن جيل الأثاثات الثاني والذي يتحمل تشفير "CO/ALR" عمل لأسلاك الألومنيوم غير المغطاة.ولكى يتكيف مع الأغراض الأقدم فان العاملين قضوا على مشاكل التسخين عن طريق عقص سلك الألومنيوم إلى ضفيرة قصيرة من سلك النحاس.اليوم، السبائك الجديدة، والتصميمات، والطرق تستخدم لتمديد أسلاك الألومنيوم بالإضافة إلى انهاء الالومنيوم.
نبذة تاريخية


وأنتج المعدن لاول مرة في عام 1825 (في صيغة غير نقية) بواسطة الفيزيائى والكيميائى هانز كريستيان.حيث فاعل كلوريد الألومنيوم اللامائى مع أمالجام البوتاسيوم واسفرت التجربة عن قطعة من المعدن تشبه القصدير. فريدريك وولر كان على دراية بهذه التجارب واستشهد بها, ولكن بعد اعادة تجربة هانز كريستيان اورستيد خلص إلى ان هذا المعدن هو البوتاسيوم النقى.وقام باجراء تجربة أخرى مماثلة في 1827 من خلال خلط كلوريد الألومنيوم اللامائى مع البوتاسيوم، وأسفرت عن الألومنيوم.وولر عامة له الفضل في عزل الألومنيوم (الاسم اللاتيني alumen, alum), ولكن أيضا أورستيد يعد هو المكتشف.[83] وعلاوة على ذلك ،فان بيار برزير اكتشف الألومنيوم في خام البوكسايت وانتزعة بنجاح.[85] الفرنسي هنري سانت اتيان كلير ديفيل قام بتحسين أسلوب وولرفي 1846، ووصف التحسينات في كتاب في 1859، وعلى رأسها تلك التي يجري فيها استبدال الصوديوم لزيادة تكلفة البوتاسيوم. (ملاحظة : إن عنوان كتاب ديفيل هو De l'aluminium, ses propriétés, sa fabrication (باريس 1895).ويبدو أن ديفيل اقتنع بفكرة التحليل الكهربى لأكسيد الألومنيوم الذائب في الكرايوليت: ولكن شارلز مارتن هال وبول هيرولت قد يكونوا طوروا الطرق العملية أكثر بعد هال.
قبل عملية هال- هيرولت, كان استخراج الألومنيوم صعب للغاية من خاماته المتعددة.وهذا يجعل من الألمنيوم النقي أكثر قيمة من الذهب. وهناك قضبان من الألومنيوم تعرض جانب إلى جانب مجوهرات التاج الفرنسي في المعرض العالمى عام 1855, ويقال أن نابليون الثالث احتفظ بمجموعة طباء عشاء من الالومنيوم خصيصا لضيوفه المميزين جدا.
ولقد اختير الألومنيوم كمادة لاسنخدامه كرأس للنصب التذكارى واشنطن عام 1884, في هذا الوقت كانت الأونصة الواحدة (30 جرام) تغطى أجرة العامل القائم على هذا المشروع, وكان الألومنيوم له نفس قيمة الفضة.
وفى عام كان المعدن مستخدم كمواد للبناء بعيدا جدا في سيدنى, أستراليا في قبة مبنى سكرتارية الرئيس.
والعديد من القوات البحرية استخدموا مركبات الألومنيوم العالية الجودة لسفنهم, ولكن إطلاق النار عام 1975 على متن حاملة الطائرات USS Belknap قضت على مركبات الألومنيوم الفائقة الجودة, وكذلك ملاحظة لأضرار المعركة التي حدثت للسفن البريطانية أثناء حرب الفوكلاند, أدى ذلك إلى تحويل العديد من القوات البحرية إلى مركبات الصلب العالية الجودة.وكانت فئة Arleigh Burke هي الأولى مثل سفينة الولايات المتحدة, والتي جرى بناؤها بالكامل من الصلب.
في عام 2008 وصل سعر الألومنيوم إلى الذروة 1.45دولار/ للرطل في شهر يونيو وهبط إلى 0.7 دولار/ للرطل في ديسمبر.[23]
أصل الكلمة
تاريخ التسمية
كان الاقتباس المبكر في قاموس أكسفورد النجليزى لأى كلمة تستخدم كاسم لهذا المعدن هو alumium ,والذي كان الكيميائى والمخترع البريطانى همفرى عين في 1808 لهذا المعدن والذي كان يحاول أن يعزله كهربائيا من معدن الألألومينا.وهذا الاقتباس هو من مجلته المعاملات الفلسفية "لو كنت محظوظ جدا..كى أحصل على المواد المعدنية التي أبحث عنها، لكنت أطلقت عليهم أسماء سيليكوم, ألوميوم، زركونيوم وجلوكيوم".[24]
وفى عام 1812، استقر ديفي على الالومنيوم.وكتب في مجلة الفلسفة الكيميائية: "حتى الآن لم يتم الحصول على الألومنيوم في حالة حرة تماما ".ولكن في نفس العام, كان هناك مساهم مجهول في Quarterly Review جريدة تحريرية بريطانية, اعترض على هذه التسمية (aluminum) واقترح اسم (aluminium), "لذلك علينا أن نستبيح كتابة الكلمة باعتبارها أفضل من ال aluminum, والتي لها صوت أقل كلاسيكية "[25]
ان حروف نهاية الكلمة ium لها ميزة أنها تتفق مع سلسلة العناصر التي اكتشفت حديثا في هذا الوقت مثل : البوتاسيوم والصوديوم والمغنيسيوم والكالسيوم، والاسترانشيوم (والتي قام ديفى بعزلهم جميعا.ومع ذلك، فان هجاء الحروف um للعناصر لم يكن معروف في هذا الوقت, على سبيل المثال البلاتين، والمعروف لدى الأوروبيين منذ القرن السادس عشر، والموليبدينوم، واكتشف في 1778، والتانتال، الذي اكتشف في 1802.
المخاوف الصحية
على الرغم من وفرته في الطبيعية، فان الألمنيوم، لا يوجد له وظيفة معروفة في الخلايا الحية كما أن له بعض الاثار السمية عند وجوده بتركيزات مرتفعة وتعزى سميته إلى ترسبه في العظام والجهاز العصبى المركزى، والذي يزيد خصوصا في المرضى الذين يعانون من نقص في وظائف الكلى.ولان الالومنيوم ينافس الكالسيوم في الامتصاص, فان زيادة الكميات من الالومنيوم الغذائى يمكحن ان يساهم في تقليل معادن الهيكل العظمى (osteopenia) والتي تلاحظ في الرضع مبكرى الولادة والاطفال الذين لديهم تاخر في النمو.في الجرعات العالية جدا ،فان الالومنيوم يمكن أن يسبب السمية العصبية، وهو متعلق بتغيير وظيفة حاجز الدماء بالمخ.نسبة صغيرة من الناس لديها حساسية من الالومنيوم واكزيما الاحتكاك، واضطرابات الهضم, والقئ أو أي اعراض أخرى عند ملامستهم أو حقنهم باى منتج يحتوى على الالومنيوم, مثل مزيلات الروائح أو مضادات الحموضة.ولهؤلاء الذين لايوجد لديهم حساسية، فان الالومنيوم يكون غير سام مثل المعادن الثقيلة، ولكن هناك دلائل ببعض السمية إذا استهلك بكميات مفرطة.وعلى الرغم من أن استخدام الالومنيوم قيى تجهيزات المطابخ لم يثبت انه يؤدى إلى انه سام عموما, فان الكميات المفرطة من استهلاك مضادات الحموضة التي تحتوى على الالومنيوم والاستخدام المفرط أيضا لمزيلات العرق التي تحتوى على الالومنيوم تزود بشكل ملحوظ من مستويات التعرض.وقد أظهرت الدراسات أن استهلاك الأطعمة الحامضية أو السوائل المحتوية على الألومنيوم تزود بشكل ملحوظ امتصاص الالومنيوم وأوضح مالتوا انها تزود ترسب الالومنيوم في الاعصاب والنسيج العظمى.[116] وعلاوة على ذلك، يزيد الألومنيوم من التعبير عن الجين المسئول عن هرمون الاستروجين في خلايا الثدى السرطانية في النسان التي تزرع في المعمل.هذه التأثيرات التي تشبه الاستروجين تقود إلى تصنفيها كاستروجين معدنى ****lloestrogen.
ولما له من آثار سمية محتملة ،فان استخدام الألومنيوم في بعض مضادات العرق، والأصباغ (مثل بحيرة الألومنيوم)، والإضافات الغذائية يكون مثير للجدل.على الرغم من وجود أدلة كافية على أن التعرض الطبيعي للألمنيوم يمثل خطرا صحيا على البالغين، فان هناك دراسات عديدة اشارت إلى المخاطر المتعلقة بزيادة نسبة التعرض إلى المعدن.الألمنيوم في الطعام يمكن أن يمكن ان امتصاصه أكثر من الألومنيوم من المياه.[120] بعض الباحثين عبروا عن قلقهم بأن الألمنيوم الموجود في مضادات العرق يمكن ان يزيد من خطورة حدوث سرطان الثدى ,وهو في مجال للجدل أيضا انه له علاقة بمرض الزهايمر.[27]
ووفقا لجمعية مرض الزهايمر، فان الرأى الطبى والعلمى الغالب أن هذه الدراسات لم تقوم باقناعهم بوجود علاقة سببية ظاهرة بين الالومنيوم ومرض الزهايمر.[125] ومع ذلك، فإن بعض الدراسات استشهدت بأن التعرض للاألومنيوم يعتبر عامل من عوامل الخطورة المسببة مرض الزهايمر, كما وجد ان بعض من الصفائح الدماغية يزيد فيها نسبة المعدن.البحث في هذا المجال لم يكن حاسم؛ تراكمات الألومنيوم قد يكون نتيجة للمرض وليس المسبب.وعلى أي حال، إذا كان هناك أي سمية الألومنيوم، فانها يجدب ان تكون عبر آلية محددة للغاية, حيث أن نصيب الإنسان من التعرض لهذا العنصر في وجوده الطبيعى في الطين في التربة والغبار تكون كبيرة جدا تفوق مدى الحياة.وبالاجماع العلمى فانهم لم يثبتوا حتى الآن هل يمكن ان يؤثر التعرض للالومنيوم مباشرة على زيادة الخطورة من الاصابة بمرض الزهايمر.[28]
التأثير على النبات

    الوقت/التاريخ الآن هو الجمعة ديسمبر 15, 2017 2:45 pm