ALÜMİNYUM

Alüminyum (İngiliz Milletler Topluluğu ve tercih edilen IUPAC adı) veya alüminyum (Kuzey Amerika İngilizcesi), sembolü Al ve atom numarası 13 olan kimyasal bir elementtir.
Alüminyumun yoğunluğu, diğer yaygın metallerden daha düşüktür, çeliğin yoğunluğunun yaklaşık üçte biridir.
Alüminyum, oksijene karşı büyük bir afiniteye sahiptir ve havaya maruz kaldığında yüzeyinde koruyucu bir oksit tabakası oluşturur.

CAS Numarası: 7429-90-5
EC Numarası (EINECS): 231-072-3
Moleküler Formül: Al
Moleküler Ağırlık: (26,98 g/mol)

Eş anlamlılar: Alüminyum bronz; Alüminyum pulu; Alüminyum-27; Susuz alüminyum; Alüminyum tozu; Caswell No. 028A; CI 77000; Emanay atomize alüminyum tozu; Metana; Noral alüminyum; Noral mürekkep sınıfı alüminyum; EPA Pestisit Kodu: 000111

Alüminyum, hem rengi hem de ışığı yansıtma yeteneği bakımından gümüşe görsel olarak benzer.
Alüminyum yumuşak, manyetik olmayan ve sünek bir elementtir.
Alüminyumun, oldukça bol bulunan ve evrende en bol bulunan 12. element olan 27Al adında kararlı bir izotopu vardır.
26Al'nin radyoaktivitesi, radyometrik tarihleme yönteminde kullanılmasına yol açar.

Kimyasal olarak alüminyum bir Bor grubundaki geçiş sonrası metaldir; grup için yaygın olduğu üzere, alüminyum öncelikle +3 oksidasyon durumunda bileşikler oluşturur.
Alüminyum katyonu Al3+ küçük ve yüksek yüklüdür; bu nedenle daha fazla polarize edici güce sahiptir ve alüminyum tarafından oluşturulan bağlar daha kovalent bir karaktere sahiptir.
Alüminyumun oksijene olan güçlü ilgisi, doğada oksitlerinin yaygın olarak bulunmasına yol açar.
Alüminyum, Dünya'da esas olarak kabuktaki kayalarda bulunur ve burada oksijen ve silisyumdan sonra en bol bulunan üçüncü elementtir; mantoda ise neredeyse hiç serbest metal olarak bulunmaz.
Alüminyum, alüminyum mineralleri bakımından zengin bir tortul kaya olan boksit madenciliğiyle endüstriyel olarak elde edilir.
Alüminyumun keşfi 1825 yılında Danimarkalı fizikçi Hans Christian Ørsted tarafından duyurulmuştur.
Alüminyumun ilk endüstriyel üretimi, 1856 yılında Fransız kimyager Henri Étienne Sainte-Claire Deville tarafından başlatılmıştır.
Hall-Héroult prosesi ile alüminyum halka çok daha erişilebilir hale gelmiştir. 1886 yılında Fransız mühendis Paul Héroult ve Amerikalı mühendis Charles Martin Hall tarafından bağımsız olarak geliştirilen alüminyumun seri üretimi, endüstride ve günlük yaşamda yaygın kullanımına yol açtı.

1954 yılında alüminyum, bakırı geçerek en çok üretilen demir dışı metal oldu.
21. yüzyılda alüminyumun çoğu Amerika Birleşik Devletleri, Batı Avrupa ve Japonya'da ulaşım, mühendislik, inşaat ve ambalajlamada tüketildi.
Alüminyumun standart atom ağırlığı, diğer birçok metale kıyasla düşüktür,[b] bu da birçok kullanım alanından sorumlu olan düşük yoğunluğunu sağlar.
Çevrede yaygın olmasına rağmen, hiçbir canlının alüminyum tuzlarını metabolize ettiği bilinmemektedir, ancak alüminyum bitkiler ve hayvanlar tarafından iyi tolere edilir.
Bu tuzların bolluğu nedeniyle, biyolojik bir rol oynama potansiyeli ilgi çekicidir ve çalışmalar devam etmektedir.
Yaygın olarak "gümüş tozu" olarak bilinen alüminyum tozu, saf alüminyum folyoya az miktarda yağlayıcı eklenerek, ezilerek pullu bir toz haline getirilip daha sonra parlatılmasıyla elde edilen gümüş metalik bir pigmenti ifade eder. Alüminyum tozu hafiftir, yüksek kaldırma kuvvetine, güçlü örtme gücüne ve hem ışık hem de ısı için iyi yansıtma performansına sahiptir.
İşlemden sonra, yüzmeyen alüminyum tozu haline de gelebilir.
Alüminyum, parmak izlerini tanımlamak için ve ayrıca havai fişeklerde kullanılabilir.
Alüminyum, geniş uygulama alanları, yüksek talep ve çeşitli türleri nedeniyle metal pigmentlerin önemli bir kategorisidir.

CAS numarası 7429-90-5 olan alüminyum, mükemmel korozyon direnci ve yüksek mukavemet-ağırlık oranıyla bilinen hafif, gümüşi beyaz bir metaldir.
Alüminyum, Dünya kabuğunda en bol bulunan üçüncü elementtir ve esas olarak Bayer prosesiyle boksitten elde edilir.
Alüminyum, dövülebilirliği, sünekliği ve elektrik ve ısı iletme yeteneği ile karakterize edilir; bu da onu inşaat, ulaşım ve ambalajlama dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda çok yönlü bir malzeme yapar.
Alüminyum, diğer metallere kıyasla nispeten düşük bir erime noktasına sahiptir, bu da işlenmesini ve şekillendirilmesini kolaylaştırır. Alüminyum, havaya maruz kaldığında koruyucu bir oksit tabakası oluşturarak korozyon direncini artırır.
Ayrıca, alüminyum toksik değildir ve geri dönüştürülebilir, bu da sürdürülebilir uygulamalarda popülaritesine katkıda bulunur.
Metal ayrıca, mekanik özelliklerini ve belirli uygulamalar için uygunluğunu daha da geliştiren çeşitli alaşımlar oluşturabilir.
Genel olarak, alüminyumdaki benzersiz özelliklerin birleşimi, onu modern endüstri ve teknolojide vazgeçilmez bir malzeme haline getirir.

Kullanım Alanları
2016 yılında küresel alüminyum üretimi 58,8 milyon metrik tondu.
Alüminyum, demir (1.231 milyon metrik ton) hariç diğer tüm metallerin üretimini aştı.
Alüminyum neredeyse her zaman alaşımlıdır ve bu, özellikle temperlendiğinde mekanik özelliklerini önemli ölçüde iyileştirir.
Örneğin, yaygın alüminyum folyolar ve içecek kutuları %92 ila %99 alüminyum alaşımlarıdır.
Hem dövme hem de dökme alüminyum için ana alaşım maddeleri bakır, çinko, magnezyum, manganez ve silisyumdur (örneğin, duralumin) ve diğer metallerin ağırlıkça birkaç yüzdelik oranları vardır.

Alüminyumun başlıca kullanım alanları şunlardır:
Ulaşım (otomobiller, uçaklar, kamyonlar, demiryolu vagonları, deniz taşıtları, bisikletler, uzay araçları vb.). Alüminyum, düşük yoğunluğu, dayanıklılığı ve korozyon direnci nedeniyle kullanılır;
Ambalaj (kutular, folyo, çerçeve vb.).
Alüminyum, toksik olmaması (aşağıya bakınız), adsorbe olmaması ve kıymık oluşturmaması nedeniyle kullanılır;
Bina ve inşaat (pencereler, kapılar, dış cephe kaplaması, bina telleri, kaplama, çatı kaplaması vb.). Çelik daha ucuz olduğu için, hafiflik, korozyon direnci veya mühendislik özellikleri önemli olduğunda alüminyum kullanılır;
Elektrikle ilgili kullanımlar (iletken alaşımlar, motorlar ve jeneratörler, transformatörler, kondansatörler vb.). Alüminyum, nispeten ucuz, yüksek iletkenliğe sahip, yeterli mekanik dayanıma ve düşük yoğunluğa sahip olması ve korozyona dayanıklı olması nedeniyle kullanılır;
Pişirme kaplarından mobilyalara kadar çok çeşitli ev eşyaları.
Düşük yoğunluk, iyi görünüm, kolay işlenebilirlik ve dayanıklılık, alüminyum kullanımının temel faktörleridir.

Alüminyum, hızlı ısınması, hızlı soğuması ve uygun maliyetli olması nedeniyle tencere, tava, tabak ve mutfak eşyaları için tercih edilen malzemedir.
Bu nedenle hem fast-food restoranlarında hem de ev mutfaklarında kullanılır;
Makine ve ekipman (işleme ekipmanları, borular, aletler, T-kanallı çerçeveleme).
Alüminyum, korozyon direnci, yanmazlığı ve mekanik mukavemeti nedeniyle kullanılır.
Alüminyum, bakırın ana ikamesidir ve bakır fiyatlarının 2011-2014 ve 2021 gibi yüksek olduğu dönemlerde, bakırın geleneksel kullanım alanlarındaki uygulamalarına olan ilgi artmıştır.
Otomotiv sektöründe alüminyum ve bakır kullanımında rekabet vardır, ancak inşaat sektörü ve yer altı ve denizaltı kabloları gibi diğer kullanım alanlarında alüminyum, bakırla büyük ölçüde rekabet edememiştir.

Özellikler
Alüminyum, elektriği ve ısıyı çok iyi iletir.
Alüminyum hafif ve güçlüdür.
Alüminyum, levhalar halinde dövülebilir (şekillendirilebilir) veya teller halinde çekilebilir (sünek).
Alüminyum, korozyona dayanıklı olmasına rağmen, oldukça reaktif bir metaldir.
Yeni bir alüminyum film, görünür ışığın iyi bir yansıtıcısı ve orta ve uzak kızılötesi radyasyonun mükemmel bir yansıtıcısıdır.
Alüminyum, yüzeyinde ince bir alüminyum oksit tabakası oluşturarak korozyonu önler.
Bu tabaka, oksijenin metale ulaşmasını engelleyerek metali korur.
Oksijen olmadan korozyon meydana gelemez.
Bu ince tabaka nedeniyle, alüminyumun reaktivitesi görülmez.
Toz halinde alüminyum yüksek ısıda yanar.
Kullanım alanları arasında havai fişek gösterileri ve roket yakıtı bulunur.

Bileşikler
Alüminyum oksidin büyük çoğunluğu (yaklaşık %90) metalik alüminyuma dönüştürülür.
Çok sert bir malzeme (Mohs sertliği 9) olan alümina, aşındırıcı olarak yaygın olarak kullanılır; son derece kimyasal olarak inert olan alüminyum, yüksek basınçlı sodyum lambaları gibi yüksek reaktif ortamlarda kullanışlıdır.
Alüminyum oksit, endüstriyel süreçler için katalizör olarak yaygın olarak kullanılır; örneğin, rafinerilerde hidrojen sülfürü kükürte dönüştürmek ve aminleri alkillemek için Claus prosesi.
Birçok endüstriyel katalizör alümina ile desteklenir, yani pahalı katalizör malzemesi inert alüminanın bir yüzeyine dağıtılır.
Bir diğer temel kullanım alanı ise kurutucu veya emici madde olarak kullanılmasıdır.
Birçok alüminyum sülfatın endüstriyel ve ticari uygulamaları vardır.
Alüminyum sülfat (hidrat formunda) yıllık olarak birkaç milyon metrik ton ölçeğinde üretilmektedir.
Yaklaşık üçte ikisi su arıtımında tüketilir.
Bir sonraki önemli uygulama alanı kağıt üretimidir.

Alüminyum ayrıca boyamada mordan olarak, tohumların salamurasında, mineral yağların koku giderilmesinde, deri tabaklamada ve diğer alüminyum bileşiklerinin üretiminde kullanılır.
Eskiden mordan olarak ve deri tabaklamada kullanılan iki tür şap, amonyum şapı ve potasyum şapı, yüksek saflıkta alüminyum sülfatın bulunabilirliğinden sonra kullanımları önemli ölçüde azalmıştır.
Susuz alüminyum klorür, kimya ve petrokimya endüstrilerinde, boya endüstrisinde ve çeşitli inorganik ve organik bileşiklerin sentezinde katalizör olarak kullanılır.
Alüminyum hidroksiklorürler su arıtımında, kağıt endüstrisinde ve ter önleyici olarak kullanılır.
Sodyum alüminat, su arıtımında ve çimentonun katılaşmasını hızlandırıcı olarak kullanılır.
Birçok alüminyum bileşiğinin niş uygulamaları vardır, örneğin:
Çözelti halindeki alüminyum asetat, büzücü olarak kullanılır.

Alüminyum fosfat, cam, seramik, kağıt hamuru ve kağıt ürünleri, kozmetik, boya, vernik ve diş çimentosu üretiminde kullanılır.
Alüminyum hidroksit, antiasit ve mordan olarak kullanılır; ayrıca su arıtımında, cam ve seramik üretiminde ve kumaşların su geçirmezliğinde kullanılır.
Lityum alüminyum hidrit, organik kimyada kullanılan güçlü bir indirgeyici ajandır.
Organoalüminyumlar, Lewis asitleri ve yardımcı katalizörler olarak kullanılır.
Metilalüminoksan, polietilen gibi vinil polimerler üretmek için Ziegler-Natta olefin polimerizasyonunda yardımcı katalizördür.
Sulu alüminyum iyonları (sulu alüminyum sülfat gibi), Gyrodactylus salaris gibi balık parazitlerine karşı tedavi için kullanılır.
Birçok aşıda, bazı alüminyum tuzları, aşıdaki proteinin bağışıklık uyarıcısı olarak yeterli etkiye ulaşmasını sağlamak için bağışıklık adjuvanı (bağışıklık tepkisi güçlendirici) görevi görür.
2004 yılına kadar aşılarda kullanılan adjuvanların çoğu alüminyum adjuvanlıydı.

Geri Dönüşüm
Metalin geri dönüşüm yoluyla geri kazanılması, alüminyum endüstrisinin önemli bir görevi haline gelmiştir.
Geri dönüşüm, 1960'ların sonlarına kadar düşük profilli bir faaliyetti; ancak alüminyum içecek kutularının artan kullanımıyla kamuoyunun dikkatini çekti.
Geri dönüşüm, hurdanın eritilmesini içerir; bu işlem, cevherden alüminyum üretmek için kullanılan enerjinin yalnızca %5'ini gerektirir, ancak önemli bir kısmı (giriş malzemesinin %15'ine kadar) cüruf (kül benzeri oksit) olarak kaybolur.
Bir alüminyum baca eritme fırını, %1'in altında bildirilen değerlerle önemli ölçüde daha az cüruf üretir.

Birincil alüminyum üretiminden ve ikincil geri dönüşüm işlemlerinden elde edilen beyaz cüruf, endüstriyel olarak çıkarılabilecek faydalı miktarlarda alüminyum içerir.
Bu işlem, oldukça karmaşık bir atık malzeme ile birlikte alüminyum külçeleri üretir.
Bu atığın yönetimi zordur.
Alüminyum, su ile reaksiyona girerek asetilen, hidrojen sülfür ve önemli miktarda amonyak da dahil olmak üzere bir gaz karışımı açığa çıkarır.
Bu zorluklara rağmen, atık asfalt ve betonda dolgu maddesi olarak kullanılmaktadır.
Hidrojen üretimi potansiyeli de değerlendirilmiş ve araştırılmıştır.

Toksisite
Alüminyum, Amerika Birleşik Devletleri Sağlık ve İnsan Hizmetleri Bakanlığı tarafından kanserojen olmayan bir madde olarak sınıflandırılmıştır.
1988 yılında yayınlanan bir inceleme, alüminyuma normal maruz kalmanın sağlıklı bir yetişkin için risk oluşturduğuna dair çok az kanıt olduğunu belirtmiştir ve 2014 yılında yapılan çok elementli toksikoloji incelemesi, vücut kütlesinin kilogramı başına günde 40 mg'dan fazla olmayan miktarlarda tüketilen alüminyumun zararlı etkilerini bulamamıştır.
Tüketilen alüminyumun çoğu dışkıyla atılır ve kan dolaşımına girenlerin çoğu idrarla atılır; ancak emilen veya parenteral olarak uygulanan alüminyumun tamamı idrar yoluyla atılmaz.