RSS
Почему алюминий дороже золота
Алюминий — элемент 13-й группы периодической таблицы химических элементов, третьего периода, с атомным номером 13.

Знаете ли вы, что обладание любым алюминиевым изделием, таким как профиль, втулка, ложка или элемент фурнитуры — в 19 веке уже сделало бы вас вполне состоятельным человеком? Сегодня, конечно, хорошо известно, что алюминий очень распространен по всему миру, но раньше он ценился дороже золота. А дело все в том, что алюминия в чистой металлической форме в земной коре нет, хотя в виде химических соединений он составляет чуть ли не 8% земной коры.

В древности двойные соли алюминия (тогда они еще так не назывались) — квасцы — довольно широко применялись для решения различных задач, хотя об алюминии как таковом не шло и речи. Трехвалентный металл, присутствующий в солях, позволял использовать квасцы для различных целей, и даже сегодня квасцы применяются в антибактериальном мыле, в лосьонах после бритья, в разрыхлителях.

Алюмо-калиевые квасцы широко применялись в древние времена в качестве протрав и как средства остановки кровотечений. Раствором алюмо-калиевых квасцов пропитывали древесину, что делало ее негорючей. Известный исторический рассказ свидетельствует о том, как римский полководец Архелай во времена войны с персами велел вымазать башни оборонительных сооружений квасцами, благодаря чему персам при всем желании не удалось поджечь их, не то чтобы сжечь.

О содержащемся в квасцах алюминие лишь в 1807 году начал всерьез говорить английский химик, физик и геолог, сэр Гемфри Дэви, который отметил, что кроме солей в квасцах присутствует еще и некий металл. Гемфри Дэви решил назвать этот металл «алюминий», поскольку слово «alum» в переводе с латыни — квасцы.

Справедливости ради стоит упомянуть и о том, что во франции еще за 29 лет до Дэви, химик Антуан Лавуазье уже указал в своих работах по химии на оксид алюминия, который он назвал «агрилл», и в то же время отметил, что это вещество, вероятно, может существовать и в твердом виде, то есть в виде металла. Хотя технологически в те годы было еще невозможным отделить сильные атомы кислорода от молекул оксида.

Первый серьезный успех пришел в 1825 году, когда физик и исследователь электромагнетизма из Дании, Ганс Христиан Эрстед, в своей лаборатории нагрел безводный хлорид алюминия (полученный пропусканием хлора через раскаленную смесь оксида алюминия с углем) с амальгамой калия, и, отогнав ртуть, получил алюминий, хотя и немного загрязненный примесями, подтвердив, однако, тем самым фундаментально важную мысль Дэви.

В честь коллеги англичанина, который вдохновил Эрстеда на проведение данного эксперимента, Эрстед назвал полученный металл алюминием. Эрстед считается теперь первым ученым, который получил алюминий в лаборатории.

Через два года после эксперимента Эрстеда, немецкий физик и врач по образованию, Фридрих Вёлер, разработал новый способ лабораторного получения алюминия, улучшив метод Эрстеда. Вёлер смог получить алюминий в виде порошка гранул, в результате нагревания хлорида алюминия с калием. Аналогичным способом Вёлер получил затем бериллий и иттрий.

На протяжении следующих 18 лет, до 1845 года, ученые уже произвели достаточно металла, чтобы детально изучить его свойства. Но именно Вёллер отметил необычную легкость алюминия, по сравнению с другими металлами.

Еще девять лет спустя, а именно — в 1854 году, французский физик и химик Анри Сент-Клер Девиль сумел разработать гораздо более практичный способ получения алюминия. Он использовал металлический натрий для вытеснения алюминия из двойного хлорида натрия и алюминия. Это был способ, с помощью которого можно было за раз получить несколько килограммов чистого алюминия. Через два года Анри Сент-Клер Девиль первым получит алюминий путем электролиза расплава хлорида натрия-алюминия.

Интересный исторический факт. В 1855 году Наполеон III организовал выставку слитков алюминия. 12 миниатюрных слитков поражали гостей выставки своим блеском, будучи при этом очень легкими.

Так алюминий стал идеальным металлом для производства ювелирных украшений и разных элементов одежды, таких как, например, пряжки, и долгое время служил не последним из музейных экспонатов. Сей факт приводил Анри в бешенство — значение алюминия не должно было быть ограничено побрякушками.

Император, спонсировавший исследователя в его работе, надеялся, что из алюминия можно будет делать оружие и броню, и было изготовлено даже несколько шлемов, в итоге наступило разочарование в свойствах металла. Наполеон III приказал переработать весь полученный алюминий на производство столовых приборов.

Эти столовые приборы использовались лишь высшими лицами, включая самого императора, в то время как гостям выдавали лишь золотые ложки и вилки. Алюминий в те времена было получить тяжелее, чем золото, и цена его поэтому была выше золота во много раз.

В 1886 году положение дел изменилось. Был открыт метод промышленного производства алюминия путем электролиза. Одновременное открытие, независимо друг от друга, сделали французский инженер-химик Поль-Луи-Туссен Эру и американец Чарльз Мартин Холл — тоже инженер-химик. Известно, что Холл был поначалу очень удивлен, когда обнаружил на дне сосуда бляшки чистого алюминия.

Этот метод по сей день носит имя своих изобретателей - процесс Холла—Эру - растворение оксида алюминия в расплаве криолита с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых анодных электродов. В 20 веке этот метод использовался очень широко для промышленного получения алюминия.

Вообще, спустя всего два года после открытия Холла и Эру, для получения оксида алюминия российский химик австрийского происхождения Карл Иосифович Байер предложил дешево получать оксид алюминия из боксита.

Так цена на алюминий упала за одну ночь в пять раз. В конечном итоге, если в 1852 году килограмм алюминия стоил 1200 долларов, то к началу 20 века килограмм стоил уже менее доллара. И сегодня алюминиевые изделия в основном не стоят очень дорого.

Получаемый металл был хорош всем кроме прочности, так необходимой в промышленности. Но и эта проблема позже была решена. В 1903 году немецкий инженер-металлург Альфред Вильм установил, что сплав алюминия с добавкой 4 % меди после резкого охлаждения (температура закалки 500 °C), находясь при комнатной температуре в течение 4-5 суток, постепенно становится более твёрдым и прочным, не теряя при этом пластичности.

В 1909 году Вильм подал заявку на патент «Способ улучшения сплавов алюминия, содержащих магний». В промышленных масштабах прочный сплав алюминия начали получать в 1911 году в немецком городке Дюрене, в честь которого этот сплав и получил название «дюралюминий».

Ранее ЭлектроВести писали, что немецкий исследовательский институт Фраунхофера по переработке материалов и ресурсным стратегиям (Fraunhofer IWKS) создал экологически устойчивый «Центр демонтажа и переработки в области электрической мобильности» (нем. — Zentrum für Demontage und Recycling — Elektromobilität ZDR-EMIL). Он разместился в городе Ханау (Hanau) в Федеральной земле Гессен при поддержке регионального министерства науки и искусств.

По материалам: electrik.info.