Òxid d'alumini

De Viquipèdia
Salta a: navegació, cerca
Infotaula químicaÒxid d'alumini
Corundum-3D-balls.png
Aluminium oxide2.jpg
Identificadors
1344-28-1 Symbol OK.svg1
ChemSpider 8164808 Symbol OK.svg1
Imatges Jmol-3D Imatge
Imatge
PubChem 9989226
Número RTECS BD120000
UNII LMI26O6933 Symbol OK.svg1
Propietats
Al2O3
Massa molar 101,96 g·mol−1
Aparença sòlid blanc
Olor inodor
Densitat 3,987g/cm3
Punt de fusió 2.072 °C (3.762 °F; 2.345 K)[1]
Punt d'ebullició 2.977 °C (5.391 °F; 3.250 K)[2]
insoluble
Solubilitat insoluble en èter
pràcticament insoluble en etanol
–37,0·10−6 cm3/mol
Conductivitat tèrmica 30 W·m−1·K−1[3]
nω=1,768–1,772
nε=1,760–1,763
Birefringence 0,008
Estructura
Trigonal, hR30, grup espacial = R3c, No. 167
a = 478,5 pm, c = 1299,1 pm
octahedral
Termoquímica
50,92 J·mol−1·K−1[4]
−1675,7 kJ·mol−1[4]
Farmacologia
Codi ATC D10AX04
Perills
Classificació CEE Not listed.
NFPA 704
Codi d'inflamabilitat 0: No crema. Per exemple, l'aigua Codi de salut 1: L'exposició podria causar irritació però deixant només una lesió residual menor. Per exemple, la trementina Codi de reactivitat 0: Normalment estable, fins i tot sota condicions d'exposició al foc, i no és reactiu amb l'aigua. Per exemple, el nitrogen líquid Perill especial (blanc): sense codiNFPA 704 four-colored diamond
Punt d'inflamabilitat Non-flammable
Límits d'exposició del NIOSH:
OSHA 15 mg/m3 (Total Dust)
OSHA 5 mg/m3 (Respirable Fraction)
ACGIH/TLV 10 mg/m3
LER (recomanat)
none[5]
N.D.[5]
Compostos relacionats
Altres anions
Hidròxid d'alumini
Altres cations
Triòxid de bor
Òxid de gal·li
Òxid d'indi
Òxid de tal·li
Excepte quan s'indiqui el contrari, les dades es refereixen a materials sota condicions estàndard (a 25 °C [298,15 K], 100 kPa).
 Symbol OK.svg1 verify (què ésSymbol OK.svg1/N?)
Infotaula de referències

L'òxid d'alumini o alúmina[6] és un compost binari de cations alumini(3+), , i anions òxid, de fórmula . És el component principal de minerals com el corindó o la bauxita. L'òxid d'alumini s'obté de la bauxita mitjançant el procés Bayer. Juntament amb la sílice, és un ingredient principal en la constitució de les argiles i els vernissos, conferint resistència i augmentant la seva temperatura de maduració.

L'òxid d'alumini existeix a la natura en forma de corindó i d'esmeril. Té la particularitat de ser més dur que l'alumini (el punt de fusió de l'alúmina és més gran que el de l'alumini).

Estructura[modifica]

Estructura de l'

Existeixen dues formes principals d'òxid d'alumini amb estructures cristal·lines diferents i propietats diferents. A alta temperatura la forma estable és la , que també pot existir en forma metaestable a temperatura ambient. S'obté en cremar alumini o calcinant les seves sals per damunt dels 1000 °C. Cristal·litza en el sistema trigonal.[7] Els anions òxid, , estan distribuïts en un empaquetament hexagonal compacte i els cations alumini(3+), , es disposen simètricament en els intersticis octaèdrics, ocupant-ne dos de cada tres per a mantenir l'electroneutralitat. Es presenta en forma de pols blanca. La seva densitat és de 4 g/cm³, amb una duresa de 8,8 en l'escala de Mohs i punt de fusió 2055 °C. És aïllant del corrent elèctric. No s'hidrata i és resistent a l'atac dels àcids en contrast amb d'altres formes. A la natura es presenta al mineral corindó.[8]

Òxid d'alumini

L'altra forma estable s'anomena . La seva estructura és la d'una espinel·la amb dèficit de cations. L'estructura és menys compacte, la qual cosa es tradueix en una densitat de 3,4 g/cm³, un 15 % inferior a la densitat de la forma . S'obté deshidratant l'hidròxid d'alumini, , per sota dels 450 °C.[7]

D'altres formes (i ) s'obtenen per deshidratació de l'hidròxid d'alumini a baixes temperatures. Totes presenten una petita proporció d'anions hidròxid, la qual disminueix amb l'augment de la temperatura. Les que s'obtenen per deshidratació per sota dels 600 °C () pertanyen al grup , es poden formular com , i s'anomenen alúmines activades ja que adsorbeixen i funcionen com a catalitzadors. Les altres són del grup i s'obtenen per deshidratació de l'hidròxid d'alumini entre 600 i 1000 °C.[8]

Procés de producció[modifica]

Mostra de bauxita recollida a l'aflorament de Coll de Porta (Camarasa - Noguera)

La indústria empra el procés Bayer per produir òxid d'alumini a partir de la bauxita. Les bauxites són roques majoritàriament compostes per hidròxids d'alumini derivats de l'alteració dels aluminosilicats que constitueixen la majoria de les roques i dels sediments. Per eliminar els compost que no interessen, la bauxita és rentada, polvoritzada i dissolta en hidròxid de sodi a alta pressió i temperatura. El líquid resultant conté una solució d'aluminat de sodi, i un precipitat de residus que contenen ferro, silici, i titani.

La solució d'aluminat de sodi, separada i filtrada dels residus, és bombejada dins d'un enorme tanc. S'afegeixen fines partícules d'òxid d'alumini per tal d'induir la precipitació (procés de sembra), una vegada que el líquid es refreda. Les partícules es dipositen en el fons del tanc, es remouen i després són sotmeses a 1100 °C en un forn o calcinat, per tal d'eliminar l'aigua. El resultat és una pols blanca, òxid d'alumini pur.[9]

Aplicacions[modifica]

La indústria de l'alumini primari utilitza l'alúmina fonamentalment com primera matèria per a la producció de l'alumini. A més, l'alúmina s'utilitza de manera complementària per:

  • Aïllant tèrmic per a la part superior de les bótes electrolítiques.
  • Revestiment de protecció per evitar l'oxidació dels ànodes de carboni.
  • Absorció de les emissions provinents de les cisternes.
  • També és utilitzada per a l'assecatge de l'aire comprimit, ja que té la propietat d'adsorbir i desorber l'aigua.
  • A l'àrea sanitària de les pròtesis dentals, s'utilitza com a base de l'estructura de corones i ponts proporcionant gran duresa i resistència, lleugeresa i translucidesa.
  • En molins d'esmalts ceràmics com pedres de mòlta (a manera de les pedres que s'empassen les aus per triturar els grans a la pedrer)

La seva regeneració (per al cas de l'adsorció/desorció) és amb aire sec i calent i té una temperatura de punt de rosada de -40 °C

Referències[modifica]

  1. Patnaik, P.. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002. ISBN 0-07-049439-8. 
  2. Raymond C. Rowe; Paul J. Sheskey; Marian E. Quinn Handbook of Pharmaceutical Excipients. Pharmaceutical Press, 2009, p. 11–12. ISBN 978-0-85369-792-3. «Adipic acid» 
  3. Error de citació: Etiqueta <ref> no vàlida; no s'ha proporcionat text per les refs amb l'etiqueta properties
  4. 4,0 4,1 Zumdahl, Steven S.. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company, 2009. ISBN 0-618-94690-X. 
  5. 5,0 5,1 «NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0021». National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  6. «Alúmina». L'Enciclopèdia.cat. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
  7. 7,0 7,1 Downs, A. J.. Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium (en en). Springer Science & Business Media, 1993-05-31. ISBN 9780751401035. 
  8. 8,0 8,1 Wade, K.; Banister, A. J.. The Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium: Comprehensive Inorganic Chemistry (en en). Elsevier, 2016-06-07. ISBN 9781483153223. 
  9. Schmitz, Christoph. Handbook of Aluminium Recycling (en en). Vulkan-Verlag GmbH, 2006. ISBN 9783802729362. 

Vegeu també[modifica]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Òxid d'alumini Modifica l'enllaç a Wikidata