CURSO: QUÍMICA INORGÁNICA I PRESENTADO POR :PRESENTADO POR : DE LA CRUZ DEUDOR MILAGROS MILUSKA GUTIERREZ CRUZ ANEL UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA ALUMINIO (Al)

Es un metal no ferroso, y es el mas abundante de los metales, constituyendo cerca del 8% de la corteza terrestre. La alúmina, que es extraída de la bauxita y mezclada con la criolita es la fuente de aluminio. El aluminio puro es demasiado blando, debidamente aleado se obtiene resistencia comparables al acero, por lo cual toda industria, desde la construcción, decoración, minería, iluminación hasta la industria aeronáutica ¿ Qué es el aluminio ?

Se encuentra en combinación con el silicio y el oxígeno para formar : SILICATOS La bauxita es el principal mineral: contiene entre 40% y el 60%, y la materia prima mas utilizada. BAUXITA

PROPIEDADES FÍSICAS DENSIDAD3961 kg/m 3 ; 3,961 g/cm 3 MASA MOLAR101,96 g/mol PUNTO DE FUSIÓN2345 K (2072 °C) PUNTO DE EBULLICIÓN3250 K (2977 °C) ÍNDICE DE REFRACCIÓN (N D ) n ω =1,768–1,772 n ε =1,760–1,763 Birrefringencia PROPIEDADES QUÍMICAS SOLUBILIDAD EN AGUAinsoluble ALÚMINA Al 2 O 3 La forma más común de alúmina cristalino se conoce como corindón, que constituye la forma termodinámicamente estable

Es un material ferroso, rico en óxidos hidratados de aluminio Los minerales con contenido en aluminio de la bauxita son la GIBSITA [ Al(OH) 3 ] y el DISPORO [HAl O 2 ] BAUXITA

Principales depósitos de la bauxita: Los principales depósitos de la bauxita se encuentran en Australia, Brasil, Jamaica, Grecia y Surinam.

CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL ALUMINIO Es altamente resistente a la corrosión, su baja densidad, al igual que la alta conductibilidad que presenta con respecto a la energía y el calor. En la antigüedad, era utilizada como una sal [Al 2 (SO 4 ) 3 ] Obtuvo.- 2 Al(OH) H 2 SO H 2 O → Al 2 (SO 4 ) 3 ·18 H 2 O

PROPIEDADES PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES QUÍMICAS MASA ATÓMICA uNÚMERO ATÓMICO13 DENSIDAD kg/m3GRUPO13 PUNTO DE FUSIÓN KPERIODOIII A PUNTO DE EBULLICIÓN2792 KESTADOS DE OXIDACIÓN3 ASPECTOPLATEADOELECTRONEGATIVIDAD1,61 PESO RADIO COVALENTE118 pm FUERZA RADIO ATÓMICO118 EXPANSIÓN LINEAL CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA[Ne]3s23p1 MECANIZADO Material no magnético CONFORMABILIDAD CALOR ESPECÍFICO900 J/(K·kg) CONDUCTIVIDAD CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA37,7 × 106S/m REFLECTIVIDADCONDUCTIVIDAD TÉRMICA237 W/(K·m) RESISTENCIA A LA CORROSIÓNCALOR DE FUSIÓN10.79 kJ/mol PRESIÓN DE VAPOR 2,42 × 10-6Pa a 577 K VOLUMEN MOLAR10,00×10-6m3/mol ÓXIDOanfótero

POR BAYER

MÉTODO POR BAYER se tritura la bauxita y luego se lava con una solución caliente de NaOH (sosa). SEGUNDO PASOS PARA LA OBTENCIÓN DEL ALUMINIO La sosa disuelve los materiales de Al pero no los otros componentes de la bauxita, que permanecen sólidos PRIMERO TERCERO CUARTO se retiran de la solución los solidos no disueltos, principalmente en un decantador seguido de unos filtros para eliminar los últimos restos. QUINTO SEXTO La solución de sosa libre de Al se concentra en unos evaporadores y se recicla al comienzo del proceso. Por ultimo, el hidróxido pasa por un proceso de calcinación de 1050°C, para convertirlo en alúmina, liberando vapor de agua SEPTIMO OCTAVO La alúmina obtenida se utiliza principalmente para producir (Al) mediante electrólisis.

POR ELECTRÓLISIS Para obtener aluminio consiste en reducir el catión Al 3+ para formar Al°. La temperatura de fusión de la alúmina (Al 2 O 3 ) es 2072 °C. Sin embargo, una mezcla de alúmina y criolita (Na 3 AlF 6 ) funde a 1000 °C. El carbono es el material que constituye el ánodo (electrodo positivo de la celda).

Mineral que se encuentra en estado sólido CRIOLITA Su facilidad de disolver el óxido de aluminio (Al 2 O 3 ) Se funde a 1012 ºC. Na 3 AlF 6 (HexaFluoraluminato de Na) Propiedades físicas ColorNegro parduzco, pardo rojizo, incoloro, gris, blanco. RayaBlanca TransparenciaTransparente a translúcida Sistema cristalinoMonoclínico Dureza2,5-3 Densidad2,98 g/cm 3

ANFÓTERO: son sustancias que pueden actuar tanto como ácidos o como bases dependiendo del medio en que se encuentren.

REACCIÓN DEL ALUMINIO CON EL AIRE REACCIÓN DEL ALUMINIO CON EL AIRE Normalmente, debido a la capa de óxido formada con anterioridad el aluminio no reacciona con el aire. Pero si se elimina la capa de óxido protectora se reinicia la reacción de oxidación. El aluminio arde en oxígeno puro con una llama blanca brillante para formar trióxido de aluminio III, Al 2 O 3. 4AL + 3O 2 → 2AL 2 O 3 REACCIÓN DEL ALUMINIO CON EL AGUA (NO REACCIONA) REACCIÓN DEL ALUMINIO CON EL AGUA (NO REACCIONA) REACCIÓN DEL ALUMINIO CON LOS ÁLCALIS REACCIÓN DEL ALUMINIO CON LOS ÁLCALIS El aluminio metálico se disuelve en el hidróxido de sodio con el desprendimiento de hidrógeno gaseoso, H 2, y la formación de iones aluminato del tipo [Al(OH) 4 ] -. 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + + 2[Al(OH) 4 ] - + 3H 2

REACCIÓN DEL ALUMINIO CON LOS HALÓGENOS REACCIÓN DEL ALUMINIO CON LOS HALÓGENOS El aluminio metálico reacciona vigorosamente con los halógenos para formar haluros. 2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3 2Al + 3Br 2 → 2Al 2 Br 6 2Al + 3I 2 → 2Al 2 I 6 REACCIÓN DEL ALUMINIO CON LOS ÁCIDOS REACCIÓN DEL ALUMINIO CON LOS ÁCIDOS 2Al + 3H 2 SO 4 → 2Al SO H 2 2Al + 6HCl → 2Al Cl - + 3H 2

Al igual que otros metales PULVERIZADOS, el polvo de aluminio arde con flama para dar una nube de polvo de oxido de aluminio: 4 Al(s) + 3 O 2 (g)  2 Al 2 O 3 (s) y el aluminio arde de forma muy exotérmica con los halógenos, como el di cloro, por ejemplo: 2 Al(s) + 2 Cl 2(g)  2 AlCl3 (s) El aluminio como el berilio, es un metal anfótero que reacciona tanto con ácidos como con bases: 2 Al (s) + 6 H + (ac)  2 Al +3 (ac) + 3 H 2 (g) 2 Al (s) + 2 OH - (ac) + 6 H 2 O (l)  2 [ Al(OH) 4 ] - (ac) + 3 H 2 (g) En solución acuosa el ion aluminio esta presente como hexaacuaaluminio, [ Al(OH 2 ) 6 ] 3+, pero sufre una reacción de hidrolisis para dar una solución del ion hidroxopentaacuoaluminio, [Al(OH 2 ) 5 (OH)] 2+, y el ion hidronio, y después el ion dihidroxotetraacuoaluminio: [ Al(OH 2 ) 6 ] 3+ + H 2 O (l)  Al(OH 2 ) 5 (OH)] 2+ (ac) + H 3 O + (ac) Al(OH 2 ) 5 (OH)] 2+ (ac) + H 2 O (l)  Al(OH 2 ) 4 (OH) 2 ] + (ac) + H 3 O + (ac)

Solución de carbonato de sodio Solución de acetato de sodio Precipitado blanco de hidróxido de aluminio, debido a que el carbonato de sodio neutraliza al acido liberado en la hidrolisis del aluminio con formación de dióxido de carbono gaseoso. El se disuelve en exceso de reactivo. No se obtiene precipitado en frio con disoluciones neutras pero por ebullición con exceso de reactivo se forma un precipitado voluminoso de acetato básico de aluminio.

APLICACIONES El aluminio ha reemplazado al cobre desde 1945 en las líneas de transmisión de alto voltaje y hoy en día es la forma más económica de transmitir electricidad. Los cruceros utilizan grandes toneladas de aluminio en su construcción para evitar un peso mayor. La misma aplicación se hace para los transbordadores. Durante la última década la utilización de aluminio en la industria automovilística es debido a criterios ecológicos y económicos. Lo podemos encontrar en las bicicletas, en el marco de las raquetas para tenis, squash,esquíes y campistas.. Se utiliza de manera extensa en la protección, el almacenamiento y la preparación de comidas y bebidas. ELECTRICIDAD MAR TRANSPORTE DEPORTE EMPAQUE

La toma de concentraciones de Aluminio puede ser a través de la comida, respiración y por contacto en la piel ya que puede causar efecto serio en la salud como: Daño al sistema nervioso central Pérdida de la memoria Apatía Temblores severos Demencia Daños en hígado, riñones y pulmones

EFECTOS AMBIENTALES DEL ALUMINIO El Aluminio puede acumularse en las plantas y causar problemas de salud a los animales que las consumen. En lagos las concentraciones de aluminio parecen ser muy altas, los peces y anfibios están muriendo. Daña las raíces de los árboles cuando están localizadas en las aguas subterráneas.

RECICLAJE DE ALUMINIO Reciclando el aluminio se logra ahorra el 95% de energía que se puede necesitar para producir aluminio nuevo, partiendo de la BAUXITA

Desarrollo Tecnológico de los Sistemas de Carpintería. Los sistemas de carpintería de aluminio han experimentado, en las últimas décadas, un desarrollo tecnológico y de I+D+I muy superior a cualquier otro tipo de material utilizado en la fabricación de carpinterías. La evolución de dichos sistemas, tanto en prestaciones como opciones, ha sido altísima. Los sistemas actuales muy poco tienen que ver con los primeros sistemas de carpintería de aluminio que se colocaban a finales del siglo pasado. El avance tecnológico ha sido similar al de otros dispositivos, como los teléfonos móviles que nada tienen que ver con los primeros que salieron. Si comparamos una carpintería actual con sistemas antiguos, podemos ver rápidamente este desarrollo tecnológico.

En este trabajo de lo investigación aplicada se diseñó, construyó y evaluó un colector solar para cual se usaron latas de aluminio de bebidas gaseosas como la superficie absorbedora del colector solar, material que por su alta conductividad térmica asegura buena absorción de la radiación solar incidente; para calentar agua con la finalidad de usarla en diferentes aplicaciones domésticas en la ciudad de Tacna. Los resultados preliminares obtenidos nos indican que la eficiencia instantánea llega al 46 %, lo cual nos permite concluir que el comportamiento térmico de los materiales utilizados es comparable con el comportamiento de los materiales usados por los fabricantes de termas solares convencionales de placa plana y, que la temperatura de salida del agua caliente es ideal para aplicaciones domésticas y que por su bajo costo, el uso de estas latas de aluminio puede ser una alternativa para proveer de agua caliente a las poblaciones de bajos recursos económicos en esta zona austral del Perú. "CONSTRUCCIÓN Y EVALUACIÓN EXPERIMENTAL DE UN COLECTOR SOLAR CON ABSORBEDOR DE LATAS DE ALUMINIO PARA CALENTAR AGUA DE USO DOMÉSTICO EN TACNA"