Historia, propiedades físicas y químicas del aluminio, obtención y más

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES
PLANTEL NAUCALPAN
ALUMINIO
ASIGNATURA: QUIMICA 3
PROFESORA: IRIS ALEJANDRA ROJAS
GRUPO: 719
ALUMNOS:
- LUIS ROBERTO ROSALES BECERRIL
- GISELA NAVA GUZMÁN
- LUIS ÁNGEL VALENTE RAMÍREZ

2. Referencias
• Brown, Theodore L. (2004) Química, La Ciencia Central Editorial Pearson, México 9°
edición pp. 925-928
• W. Hufnagel, Manual Del Aluminio, Ed. Reverte, 2da Edición, Barcelona, 1991.
• F. R. Morral, E. Jimeno, P. Molera, Metalurgia General, Ed. Reverte, Barcelona, 1985.
• Sharpe, Alan G., Housecroft, Catherine E., Química inorgánica, Editorial Pearson,
Idioma: Español.
• Información recuperada de:
• http://www.quiminet.com/articulos/la-historia-del-aluminio-43137.htm consultada el
24/09/2012
• http://www.lenntech.es/periodica/elementos/al.htm Consultada 24/09/21012
http://www.informador.com.mx/mexico/2011/342822/6/mexico-esta-en-panales-en-
reciclaje-de-aluminio.htm Consultada 24/09/2012

4. Pertenece al grupo III del sistema periódico.

5. Bauxita (Al2O3)

7. Propiedades químicas
PROPIEDAD VALOR
Número atómico 13
Estado de oxidación 3
Masa atómica 26.98 g/mol
Punto de fusión 660°C
Punto de ebullición 2450°C
Descubridor
Hans Cristian Oersted en
1825

8. Características físicas
• Material metálico
no ferroso de color
blanco plateado.
• Posee una baja
densidad, 2.7 g/cm
3
en estado puro.

9. • Tiene buenas
propiedades
eléctricas y de
conducción de calor.
• Es un material muy
dúctil, y en aleación
presenta buenas
propiedades
mecánicas.

10. El nombre de este metal procede del latín “alumen”
(alumbre), palabra con la que los romanos designaban a
las sustancias con propiedades astringentes (que se
encojen).
Historia
Mientas que la mayoría de los metales industriales se
conocen desde hace mucho tiempo, la historia del aluminio
es reciente, apenas se remonta más allá del siglo XIX.

11. En1809,elinglésHumphreyDavyintentósinéxitosintetizarelaluminio,ya
pesardesufracasointuyósunombre,
queríallamarlealuminium.
Los primeros pasos para conseguir aislarlo
fueron dados por el danés Hans Christian
Oersted, quien obtuvo a principios del siglo
XIX el aluminio de manera impura (contenía
niveles de plomo).
En 1827, el químico alemán FriedrichWöhler
obtuvo un polvo gris de aluminio impuro que
contenía además de potasio, cloruro de aluminio
no reducido.
En 1845 logró mejorar su método produciendo
pequeñas bolitas de un metal lo suficientemente
puro para describir con exactitud las propiedades
del aluminio.
AlCl3 + K  KCl +Al

12. En1854Bunsenpreparóelectrolíticamenteelaluminiopartiendodel
compuestocloruroalumínico sódicoyDevilleperfeccionóelprocedimiento
fabricandoporprimeravezelaluminioenlingotes. Asícomenzólaproducción
industrialdeestemetal.
En 1.886 Hall y Héroult descubrieron que el óxido
de aluminio era soluble en criolita fundida y que la
mezcla podía electrolizarse con un rendimiento
comercial superior al existente (proceso moderno
de la electrolisis de la alúmina).
Este descubrimiento produjo un descenso en el precio del aluminio
y propició la utilización masiva de este metal.

13. Extracción de Aluminio

14. El proceso de producción de la bauxita se inicia con la
explotación por métodos convencionales de las minas a
cielo abierto (Stripping mine), después de removida y
apilada la capa vegetal para su posterior reforestación.
La bauxita es extraída directamente de los diferentes
bloques de la mina, con el objeto de obtener la calidad
requerida del mineral. Las operaciones de la mina son
controladas y planificadas por intermedio del programa
MINTEC "Medsystem".

15. Métodos de obtención de
aluminio

16.  El aluminio se obtiene hoy, en casi todo el mundo
(incluido México), por un proceso en dos fases: en la
fábrica de óxido se aísla el óxido de aluminio puro
de la materia prima. En general se obtiene el óxido a
partir de la bauxita, por el método de Bayer.
Disgregando la materia prima con sosa cáustica y
precipitando el hidróxido de aluminio, de la
disolución, mediante cristalización provocada.
 La obtención del metal tiene lugar después, por
electrólisis del óxido puro disuelto en una fusión de
criolita.

18.  Al(OH)3 + OH- + Na → Al(OH)4
- + Na
 Al(OH)4- + Na → Al(OH)3 + OH- + Na
 2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
Reacciones químicas en el
Proceso de Bayer

19. Aleaciones de aluminio

20. Si el aluminio es aleado
con otros elementos y se le
realiza un conformado o
tratamiento térmico, su
resistencia aumenta
considerablemente para
tener aplicación útil en
elementos de ingeniería.

21. Elementos aleantes
ELEMENTO PROPIEDAD
Cromo (Cr)
En aleación con aluminio y otros elementos incrementa la
resistencia mecánica.
Cobre (Cu)
Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia
a la corrosión.
Hierro (Fe) En cantidades controladas aumenta las propiedades mecánicas.
Magnesio (Mg) Aumenta la resistencia tras el conformado en frío.
Manganeso (Mn) Incrementa las propiedades mecánicas.
Silicio (Si)
Combinándolo con magnesio incrementa las propiedades
mecánicas.
Titanio (Ti) Incrementa propiedades mecánicas.
Zinc (Zn) Reduce la resistencia a la corrosión.

22. Clasificación de aleaciones de
aluminio.
 Las aleaciones de aluminio pueden tener dos fines
distintos: para forja o conformado y para fundición.
 La norma UNE clasifica las aleaciones como de
moldeo o forja (L – 200), de fundición (L – 300) y de
alta fusión (L – 400), mientras que la Asociación del
Aluminio las clasifica de acuerdo al elemento
aleante; fundición con la forma XXX.X y forja como
XXXX, donde cada cifra designa un tipo de aleación y
las dos últimas cifras designan la cantidad de
elemento aleante principal.

23. Aleaciones de conformado
(forja)
SERIE CLASE DE ALEACION
1XXX Aluminio al 99% de pureza mínimo.
2XXX Aluminio aleado con cobre principalmente.
3XXX Aluminio aleado con manganeso principalmente.
4XXX Aluminio aleado con silicio principalmente.
5XXX Aluminio aleado con magnesio principalmente.
6XXX Aluminio aleado con silicio o con silicio – magnesio.
7XXX Aluminio aleado con zinc o con zinc – magnesio.
8XXX Otro tipo de aleaciones, por ejemplo aluminio - litio.

24. Aleaciones de fundición
SERIE CLASE DE ALEACION
1XX.X Aluminio al 99% de pureza mínimo.
2XX.X Aluminio aleado con cobre.
3XX.X Aluminio aleado con silicio y cobre o silicio y magnesio.
4XX.X Aluminio aleado con silicio.
5XX.X Aluminio aleado con magnesio.
6XX.X Serie sin usar.
7XX.X Aluminio aleado con zinc.
8XX.X Aluminio aleado con estaño.
9XX.X Aleaciones sin especificar (el fabricante debe hacerlo).

25. Efectos en la salud
La toma de Aluminio puede tener
lugar a través de la comida,
respirarlo y por contacto en la piel.
La toma de concentraciones
significantes de Aluminio puede
causar un efecto serio en la salud
como:
 Daño al sistema nervioso
central
 Demencia
 Pérdida de la memoria
 Apatía
 Temblores severos

26. Efectos del ambientales
 Los efectos del Aluminio debido a los
problemas de acidificación han sido
un problema global. El Aluminio
puede acumularse en las plantas y
causar problemas de salud a
animales que consumen esas
plantas. Las concentraciones de
Aluminio parecen ser muy altas en
lagos acidificados. En estos lagos un
número de peces y anfibios están
disminuyendo debido a las
reacciones de los iones de Aluminio
con las proteínas de las agallas de
los peces y los embriones de las
ranas.
 Las consecuencias para los pájaros
que consumen peces contaminados
es que la cáscara de los huevos es
más fina y los pollitos nacen con
bajo peso.

27. Reciclaje
 Según la definición usada por el Instituto Nacional de Ecología (INE), reciclar
significa separar o extraer materiales del flujo de desechos y acondicionarlos para
su comercialización de modo que puedan ser usados como materias primas en
sustitución de materiales vírgenes.
En México se consumen 277 mil 608 toneladas de aluminio.
De todos los productos fabricados, las latas son las más comunes y su uso se ha
vuelto cotidiano, en nuestro país se consumen 15 millones 400 mil latas por día
equivalentes a 240 toneladas diarias.
En el proceso se recolectan latas que se envían a fundición para ser convertidas en
lingotes y posteriormente en láminas de distintas medidas.

28. 
El reciclaje de este material proporciona
grandes ahorros de energía y evitan
desechos contaminantes. Asimismo,
cuando se usa aluminio recuperado en
lugar de materias primas, se genera un
ahorro de 95% en la energía en el
proceso de reciclaje.
En México se han hecho algunos
esfuerzos, hace un par de años se creó
el grupo Transforma por iniciativa de
empresas como Coca-Cola, Natura,
Phillips, Unilever y Walmart, quienes
impulsaron la creación e instalación de
centros de reciclaje en la Ciudad de
México y área metropolitana.
Una lata de aluminio continúa siendo un
residuo sólido por 500 años, de no
reciclarse.

30. Uso y Aplicaciones
Los principales usos industriales de
las aleaciones metálicas de
aluminio son:
 Transporte; como material
estructural en aviones,
automóviles, trenes de alta
velocidad, metros, tanques,
superestructuras de buques y
bicicletas.
 Estructuras portantes de
aluminio en edificios.
 Embalaje de alimentos; papel de
aluminio, latas, tetrabriks, etc.
 Carpintería metálica; puertas,
ventanas, cierres, armarios, etc.
 Bienes de uso doméstico;
utensilios de cocina,
herramientas, etc.

31.  Transmisión eléctrica. Un conductor
de aluminio de misma longitud y
peso es más conductivo que uno de
cobre y más barato. Sin embargo el
cable sería más grueso. Medida en
volumen la conductividad eléctrica
es tan sólo el 60% de la del cobre. Su
mayor ligereza reduce el esfuerzo
que deben soportar las torres de alta
tensión y permite una mayor
separación entre torres,
disminuyendo los costes de la
infraestructura. En aeronáutica
también sustituye al cobre.
 - Recipientes criogénicos (hasta -200
°C), ya que contrariamente al acero
no presenta temperatura de
transición dúctil a frágil. Por ello la
tenacidad del material es mejor a
bajas temperaturas.
 - Calderería.

32. Economía
 Se podrían ahorrar hasta 150 millones de
pesos si cada mexicano reciclara 10 latas.
Un kilo de aluminio está formado por
aproximadamente 65 latas y casi 99% de
todas las latas de cerveza y 97% de las
latas de refrescos son de aluminio pero
sólo la mitad se recupera para su
reciclaje.
El reciclaje de este material representa
91% de ahorro de energía.
El kilo de este material se paga entre
siete y 12 pesos en un centro de acopio.