"Al" buraya yönlendirilmektedir. Renk için kırmızı sayfasına bakınız.

|  |
| --- |
| **Alüminyum** (**Al**) |
| 

|  |  |  |
| --- | --- | --- |
| H | **Periyodik tablo** | He |
| Li | Be |  | B | C | N | O | F | Ne |
| Na | Mg |  | Al | Si | P | S | Cl | Ar |
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr |
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe |
| Cs | Ba |   | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| Fr | Ra |   | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |   |
|  |
|   | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu |
|   | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |   |

 |
| **Temel özellikleri** |
| Atom numarası | **13** |
| Element serisi | Metaller |
| Grup, periyot, blok | 13, 3, p |
| Görünüş | Gümüşümsü  Alüminyum |
| Kütle numarası | 26,9815386(8) g/mol |
| Elektron dizilimi | Ne 3s² 3p1 |
| Enerji seviyesi başınaElektronlar | 2, 8, 3 |
| CAS kayıt numarası | {{{CAS\_kayıt\_numarası}}} |
| Fiziksel Özellikleri |
| Maddenin hâli | katı |
| Yoğunluk | 2,70 g/cm³ |
| Sıvı hâldeki yoğunluğu | 2,375 g/cm³ |
| Ergime noktası | 933,47 °K660,32 °C |
| Kaynama noktası | 2792 °K2519 °C |
| Ergime ısısı | 10,71 kJ/mol |
| Buharlaşma ısısı | 294,0 kJ/mol |
| Isı kapasitesi | 24,2 J/(mol·K) |
| Atom özellikleri |
| Kristal yapısı | Yüzey merkezli kübik |
| Yükseltgenme seviyeleri | (3+) (amfoter oksit) |
| Elektronegatifliği | 1,61 Pauling ölçeği |
| İyonlaşma enerjisi | 577,5 kJ/mol |
| Atom yarıçapı | 143 pm |
| Atom yarıçapı (hes.) | 118 pm |
| Kovalent yarıçapı | 118 pm |
| Van der Waals yarıçapı | 184 pm |
| **Diğer özellikleri** |
| Elektrik direnci | 26,50 nΩ·m (20°C'de) |
| Isıl iletkenlik | 237 W/(m·K) |
| Isıl genleşme | 23,1 µm/(m·K) (25°C'de) |
| Ses hızı | 5000 m/s (20 °C'de) |
| Mohs sertliği | 2,75 |
| Vickers sertliği | 167 MPa |
| Brinell sertliği | 245 MPa |

**Alüminyum**, atom numarası 13 ve simgesi **Al** olan kimyasal element. Gümüş renkte, sünek bir metaldir. Doğada genellikle boksit cevheri halinde bulunur ve oksidasyona karşı üstün direnci ile tanınır. Bu direncin temelinde pasivasyon özelliği yatar.

Endüstrinin pek çok kolunda milyonlarca farklı ürünün yapımında kullanılmakta olup, dünya ekonomisi içinde çok önemli bir yeri vardır. Alüminyumdan üretilmiş yapısal bileşenler uzay ve havacılık sanayii için vazgeçilmezdir. Hafiflik ve yüksek dayanım özellikleri gerektiren taşımacılık ve inşaat sanayiinde geniş kullanım alanı bulur.

Özellikleri
-----------

Fiziksel özellikler
-------------------

Alüminyum, yumuşak ve hafif bir metal olup mat gümüşümsü renktedir. Bu renk, havaya maruz kaldığında üzerinde oluşan ince oksit tabakasından ileri gelir. Alüminyum metalinin, yüzey pürüzlülüğüne bağlı olarak gümüşi beyazdan mat griye kadar değişen görünümü vardır.

Alüminyum aynalar, yakın ultraviyole ve uzak kızılötesi ışık için tüm metal aynalar arasında en yansıtıcı olanıdır. Aynı zamanda görünür spektrumda ışığı en çok yansıtanlardan biridir. Bu açıdan neredeyse gümüşle aynı seviyededir ve bu nedenle ikisi benzer görünür.

Alüminyum güneş ışınımını yansıtma konusunda da iyidir ancak havadaki güneş ışığına uzun süre maruz kalmak metalin yüzeyinde aşınmaya neden olur. Yüzeye koruyucu oksit tabakası ekleyen alüminyumun anodlanması ile bu durum önlenebilir.

Alüminyum, zehirleyici ve manyetik değildir. Kıvılcım çıkarmaz.

Alüminyumun yoğunluğu 2,70 g/cm3 olup, çeliğin veya bakırın yaklaşık 1/3'ü kadar olup yaygın olarak karşılaşılan diğer metallerden çok daha azdır, bu ise alüminyum parçaların hafifliğiyle kolayca tanımlanmasını sağlar.

Alüminyumun yoğunluğunun diğer metallerin çoğuna göre az olması, çekirdeklerinin çok daha hafif olmasından kaynaklanır ancak birim hücre boyutundaki farklılık bu farkı telafi etmez. Daha hafif metaller, berilyum ve magnezyum dışında yapısal kullanım için fazla reaktif olan (ve berilyum çok toksik olan) 1. ve 2. grup metallerdir. Alüminyum, çelik kadar sağlam veya sert değildir. Ancak az yoğun olması, havacılık ve uzay endüstrisinde ve hafifliğin ve nispeten yüksek mukavemetin önemli olduğu diğer birçok uygulama için bunu telafi eder.

Saf alüminyum oldukça yumuşaktır ve mukavemeti azdır. Çoğu uygulamada, daha fazla mukavemet ve sertlikleri nedeniyle bunun yerine çeşitli alüminyum alaşımları kullanılır. Saf alüminyumun akma dayanımı 7–11 MPa iken, alüminyum alaşımlarının akma dayanımı 200 MPa ile 600 MPa arasındadır.

Alüminyum sünektir, uzama yüzdesi %50-70'dir. Sünekliği kolayca çekilmesine ve ekstruzyona imkan verir ve dövülebilir. Aynı zamanda kolaylıkla işlenebilir ve dökülebilir.

Alüminyum mükemmel bir termal ve elektrik iletkenidir. Hem termal hem de elektriksel olarak bakırın iletkenliğinin yaklaşık %60'ına sahip olmasına rağmen yalnızca bakırın %30'u kadar yoğundur. Alüminyum, 1,2 kelvinlik süperiletkenlik kritik sıcaklığı ve yaklaşık 100 gaussluk (10 milliteslalık) kritik manyetik alanıyla süper iletkenlik kapasitesine sahiptir.

Paramanyetiktir ve dolayısıyla statik manyetik alanlardan esasen etkilenmez. Ancak yüksek elektrik iletkenliği, girdap akımlarının indüksiyonu yoluyla alternatif manyetik alanlardan güçlü şekilde etkilendiği anlamına gelir.

Elektrik iletkenliği %64,94 IACS'dir (saf Al, 2 °C'de).

Çok üstün korozyon özelliklerinin olması, üzerinde oluşan oksit tabakasının koruyucu olmasındandır.

Erime sıcaklığı 660 °C, kaynama sıcaklığı ise 2519 °C'dir.

Kimya
-----

### Oksidasyon kademesi 1

* Alüminyum hidrojen atmosferi altında 1500 °C'ye ısıtıldığında AlH üretilir.
* Alüminyumun normal oksidi (Al2O3) silisyum ile 1800 °C'de vakum altında ısıtıldığında Al2O üretilir.
* Al2S3 ün alüminyum talaşları ile 1300 °C'de vakum altında ısıtılması ile Al2S üretilir. Ancak hızlıca başlangıç maddelerine ayrışır. İki değerlikli selenyum da benzer şekilde yapılır.
* Üç değerlikli halojenürleri, alüminyum ile ısıtıldıklarında -AlF- -AlCl- ve -AlBr- gaz fazında elde edilebilir.

### Oksidasyon kademesi 2

* Alüminyum tozu oksijenle yandığında alüminyum alt-oksidinin (AlO) varlığı gösterilebilir.

### Oksidasyon kademesi 3

* Fajans kuralı, basit bir üç değerlikli katyonun (Al3+) susuz tuzlarda veya Al2O3 gibi ikili bileşiklerde bulunamayacağını gösterir. Hidroksit zayıf bir bazdır ve karbonat gibi zayıf baz olan alüminyum tuzları hazırlanamaz. Nitrat gibi kuvvetli asit tuzları kararlı ve suda çözünürler. En az altı moleküllü hidratlar oluştururlar.
* Alüminyum hidrür (AlH3)n, trimetil-alüminyum ve aşırı oksijen kullanarak üretilebilir. Havada patlayarak yanar. Alüminyum klorürün eter çözeltisi içinde lityum hidrürle muamelesi sonucu da üretilebilir. Ancak çözücüden ayrıştırılamaz.
* Alüminyum karbür (Al4C3) elementlerin oluşturduğu karışımın 1000 °C'nin üzerine ısıtılması ile üretilebilir. Açık sarı renkli kristallerinin kompleks bir kafes yapısı vardır ve su veya seyreltik asitle metan gazı verirler. Asetilit (Al2(C2)3), ısıtılmış alüminyum üzerinden asetilen geçirmek suretiyle üretilir.
* Alüminyum nitrür (AlN), elementlerinden 800 °C'de üretilebilir. Su ile hidrolize olarak amonyak ve alüminyum hidroksit verir.
* Alüminyum fosfit (AlP), benzer şekilde yapılır ve fosfin vererek hidrolize olur.
* Alüminyum oksit (Al2O3), doğada korundum olarak bulunur ve alüminyumun oksijenle yakılması veya hidroksit, nitrat veya sülfatının ısıtılmasıyla elde edilir. Kıymetli taş olarak sertliği elmas, bor nitrür ve karborundum'dan sonra gelir. Suda hemen hemen hiç çözünmez.
* Alüminyum hidroksit, alüminyum tuzunun sulu çözeltisine amonyak ilavesi yoluyla jelatinimsi bir çökelek şeklinde elde edilebilir. Amfoteriktir; hem çok zayıf bir asit olup hem de alkalilerle alüminatlar yapar. Değişik kristal formlarındadır.
* Alüminyum sülfür (Al2S3), alüminyum tozu üzerinden hidrojen sülfür geçirerek üretilebilir. Polimorfiktir.
* Alüminyum florür (AlF3), hidroksitinin HF ile muamelesi sonucu veya elementlerinden üretilir. 1291 °C'de ergimeksizin gaz fazına geçen dev bir molekül yapısına sahiptir. Çok inerttir. Diğer üç değerliürleri dimerik ve köprü benzeri yapıdadırlar.
* Ampirik formülü AlR3 olan organo-metalik bileşikleri vardır ve dev yapılı moleküller değilse de en azından dimerik veya trimeriktirler. Organik sentez alanında (örneğin, trimetil alüminyum) kullanılırlar.
* Alümino-hidrürler bilinen en elektro-pozitif yapılardır. İçlerinde en kullanışlı olan lityum alüminyum hidrür'dür (Li[AlH4]). Isıtıldığında lityum hidrür, alüminyum ve hidrojene parçalanır ve su ile hidrolize olur. Organik kimyada pek çok kullanım alanı vardır. Alümino-halojenürler de benzer yapıya sahiptirler.

Doğal oluşum
------------

Ayrıca bkz. Boksit üretimine göre ülkelerin listesi

### Uzay

Alüminyumun Güneş Sistemi'ndeki parçacık başına miktarı 3,15 ppm'dir (ppm: milyonda parça sayısı). Tüm elementler arasında en bol bulunan on ikinci elementtir ve tek atom numarasına sahip elementler arasında hidrojen ve nitrojenden sonra en bol bulunan üçüncü elementtir. Alüminyumun tek kararlı izotopu olan 27Al, evrende en çok bulunan on sekizinci çekirdektir. Neredeyse tamamen, daha sonra Tip II süpernova haline gelecek olan büyük yıldızlardaki karbonun füzyonundan sonra yaratılmıştır: bu füzyon, serbest protonları ve nötronları yakaladığında alüminyuma dönüşen 26Mg'yi oluşturur. 26Mg'nin serbest protonları yakalayabildiği evrimleşmiş yıldızların hidrojen yakan kabuklarında daha küçük miktarlarda 27Al oluşturulur.

Aslında halen var olan tüm alüminyum 27Al'dir. 26Al, erken Güneş Sistemi'nde 27Al'ya göre %0,005 bollukla mevcuttu ancak 728.000 yıllık yarı ömrü herhangi bir orijinal çekirdeğin hayatta kalması için çok kısadır. Bu nedenle 26Al'ın nesli tükenmiştir. 27Al'den farklı olarak, hidrojenin yanması 26Al'in birincil kaynağıdır. Nüklid, 25Mg'lik bir çekirdeğin serbest bir protonu yakalamasından sonra ortaya çıkar. Bununla birlikte, var olan eser miktardaki 26Al, yıldızlararası gazdaki en yaygın gama ışını yayıcısıdır; orijinal 26Al hala mevcut olsaydı, Samanyolu'nun gama ışını haritaları daha parlak olurdu.

### Dünya

Boksit, önemli bir alüminyum cevheridir. Kırmızı-kahverengi renk, demir oksit minerallerinin varlığından kaynaklanır.
Genel olarak, Dünya kütlece yaklaşık %1,59 alüminyumdur (kütlece yedinci sıradadır). Alüminyum, Evren'in geneline kıyasla Dünya'nın kabuğunda daha büyük oranda vardır çünkü alüminyum kolayca oksitlenir ve kayalara bağlanıp kalır. Dünya'nın kabuğu'nda daha az reaktif metaller çekirdeğe doğru batar. Yerkabuğunda alüminyum en bol bulunan metalik elementtir (kütlece %8.23) ve tüm elementler arasında oksijen ve silikondan sonra en bol bulunan üçüncü elementtir.

Yerkabuğundaki çok sayıda silikat alüminyumu içerir. Buna karşılık, Dünya'nın manto kütlesinin sadece %2.38'i alüminyumdur. Alüminyum ayrıca deniz suyunda 2 μg/kg konsantrasyonda bulunur.

Oksijene olan güçlü birleşme eğilimi nedeniyle, alüminyum element halinde neredeyse hiç bulunmaz; onun yerine oksitlerde veya silikatlarda bulunur. Feldspatlar, yerkabuğundaki en yaygın mineral grubu, alüminosilikatlardır. Alüminyum ayrıca beril, kriyolit, garnet, spinel ve turkuaz minerallerinde de bulunur.

Al2O3 içindeki krom ve demir gibi safsızlıklar, sırasıyla yakut ve safir gibi değerli taş ürünlerini verir.

Doğal alüminyum metali çok nadirdir ve yalnızca belirli volkanların iç kısımları gibi düşük oksijenli fugasite ortamlarda küçük bir faz olarak bulunabilir.

Güney Çin Denizi'nin kuzeydoğusunda kıtasal eğimdeki soğuk sızıntılarda doğal alüminyum bildirilmiştir. Bu tortuların, tetrahidroksoalüminat Al(OH)4−'un bakteriyel redüksiyonundan kaynaklanmış olması mümkündür.

Alüminyum bol bir element olmasına rağmen, tüm alüminyum mineralleri ekonomik olarak uygun metal kaynakları değildir. Hemen hemen tüm metalik alüminyum, cevher boksit (AlO*x*(OH)3–2*x*)'dan üretilir. Boksit, tropikal iklim koşullarında düşük demir ve silika anakayasının kötü havadan ayrışma ürünü olarak oluşur.

2017 yılında çoğu boksit Avustralya, Çin, Gine ve Hindistan'da çıkarıldı.

Yerkabuğunda çok nadir bulunduğundan dolayı alüminyum bir zamanlar altından bile daha kıymetli görülmüştür.

Tarihçe
-------

Londra'da bulunan ve *Eros* adıyla bilinen bu heykel, 1893'te yapılmış olup alüminyumdan üretilmiş ilk heykellerden biridir.
Eski Yunanlar ve Romalılar, alüminyum tuzlarını, boya renklerini sabitleştirmede ve kan durdurucu olarak kullanmışlardır. Alum günümüz tıbbında hala kan durdurucu ve damar büzücü olarak kullanılmaktadır.

Friedrich Wöhler'in, alüminyumu, 1827'de, susuz alüminyum klorürü potasyum ile karıştırarak ayrıştıran ilk kişi olduğu bilinse de metal, o tarihten iki sene kadar önce, Danimarkalı bir fizikçi ve kimyacı olan Hans Christian Ørsted tarafından saf olmayan bir formda üretilmiştir. Dolayısıyla almanaklarda ve kimya literatüründe Øersted'in adı alüminyumu bulan kişi olarak geçer. Fransız Henri Saint-Claire Deville, 1846'da, Wöhler'in metodunu, daha pahalı olan potasyum yerine sodyum kullanarak geliştirmiştir.

Amerikalı Charles Martin Hall 1886'da, alüminyumun elektrolitik bir işlemle eldesine ilişkin bir patent başvurusunda (patent no: 400655) bulunmuş, aynı yıl, Hall'un bu buluşundan tamamen habersiz olmak üzere Fransız Paul Héroult da aynı tekniği Avrupa'da geliştirmiştir. Bu nedenle iki bilim adamının adı verilen Hall-Heroult işlemi, günümüzde alüminyumun cevherinden eldesinde bütün dünyada kullanılan temel yöntemdir.

ABD'deki Washington anıtının zirvesinin yapımında alüminyum kullanılması kararlaştırılmış ve o tarihte alüminyumun yaklaşık 30 gramının maliyeti bu projede çalışan bir işçinin yevmiyesinin iki katına eşdeğer olmuştur.

Adolf Hitler'in yönetime gelişinden hemen sonraki yıllarda Almanya, alüminyum üretiminde dünya lideri olmuştur. Ancak 1942'de, ABD'de yeni hidroelektrik santral projelerinin (örneğin, Grand Coulee Barajı) devreye alınması, ABD'ye Nazi Almanya'sının baş edemeyeceği bir üstünlük vermiştir. Bu üstünlük, dört yıl içinde 60 bin savaş uçağı yapmaya yetecek kadar alüminyum üretimi şeklinde ortaya çıkmıştır.

Üretim ve arıtma
----------------

(Al) Alüminyum çubuğunun kazınmış yüzeyi.
Ayrıca bkz. Birincil alüminyum üretimine göre ülkelerin listesi


**Dünyanın en büyük alüminyum üreten ülkeleri, 2019**| Ülke | Üretim miktarı(bin ton) |
| --- | --- |
|  Çin | 36.000 |
|  Hindistan | 3.700 |
|  Rusya | 3.600 |
|  Kanada | 2.900 |
|  Birleşik Arap Emirlikleri | 2.700 |
|  Avustralya | 1.600 |
|  Bahreyn | 1.400 |
|  Norveç | 1.300 |
|  ABD | 1.100 |
|  İzlanda | 850 |
| Diğer ülkeler | 9.200 |
| Toplam | 64.000 |

Alüminyumun ticari üretim tarihi 100 yıldan biraz fazladır.

Alüminyum ilk keşfedildiği yıllarda cevherinden ayrıştırılması çok zor olan bir metal idi. Alüminyum arıtılması en zor metallerden biridir. Bunun nedeni çok hızlı oksitlenmesi, oluşan bu oksit tabakasının çok kararlı oluşu ve demirdeki pasın aksine yüzeyden sıyrılmayışıdır.

Alüminyum üretimi çok enerji tüketir ve bu yüzden üreticiler izabe tesislerini elektriğin hem bol hem de ucuz olduğu yerlere yerleştirir. 2019 itibarıyla dünyanın en büyük alüminyum izabecileri, Çin, Hindistan, Rusya, Kanada ve Birleşik Arap Emirlikleri'nde bulunurken, Çin, %55 dünya alüminyum payı ile açık ara en büyük alüminyum üreticisidir.

Uluslararası Kaynak Paneli'nin Toplumdaki Metal Stokları raporu'na göre, toplumda (yani arabalarda, binalarda, elektronikte vb.) kullanılan küresel kişi başına alüminyum stoğu 80 kg (180 lb)'dır: Bunun çoğu, (sadece 35 kg (77 lb))'nı kullanan daha az gelişmiş ülkeler yerine (kişi başına 350-500 kg (770-1.100 lb)) kullanım ile) daha gelişmiş ülkelerdedir.

Alüminyum oksidin ergime sıcaklığı yaklaşık 2000 °C olduğundan dolayı ekonomik olmaktan uzaktır.

Alüminyum üretimi, boksit kayanın yerden çıkarılmasıyla başlar. Boksit, Bayer işlemi kullanılarak işlenir ve alümina'ya dönüştürülür, daha sonra Hall–Héroult işlemi kullanılarak işlenir ve nihai alüminyum metali elde edilir.

### Bayer işlemi

Bkz. Boksit üretimine göre ülkelerin listesi

Bu yöntemde alüminyum oksit, ergimiş kriyolit içinde çözündürülür ve daha sonra saf metale indirgenir. İndirgenme hücrelerinin çalışma sıcaklığı 950-980 °C civarındadır.

Kriyolit, Grönland adasında bulunan doğal bir mineraldir fakat alüminyum üretimi için sentetik olarak yapılır. Kriyolit, alüminyum ve sodyumun florürlerinin bir karışımı olup, formülü Na3AlF6 şeklindedir.

Alüminyum oksit (beyaz toz), yaklaşık %30-40 demir içerdiği için kırmızı renkli olan boksitin arıtılmasıyla üretilir.

Bayer işlemi daha önceleri kullanılan Deville işleminin yerini aldı.

Boksit, Bayer işlemi ile alüminaya dönüştürülür. Boksit, homojen bir bileşim içinde karıştırılır ve sonra öğütülür. Elde edilen bulamaç sıcak sodyum hidroksit çözeltisi ile karıştırılır; daha sonra karışım atmosfer basıncının üstündeki basınçta sindirici bir kapta işlenir, alüminyum hidroksit boksitte çözülürken safsızlıkları nispeten çözünmez bileşiklere dönüştürür:

Al(OH)3 + Na+ + OH− → Na+ + [Al(OH)4]−
Bu reaksiyondan sonraki bulamaç, atmosfer kaynama noktasının üzerinde bir sıcaklıktadır. Basınç azaldıkça buhar çıkarılarak soğutulur. Boksit kalıntısı çözeltiden ayrılır ve atılır. Katısız çözelti, küçük alüminyum hidroksit kristalleri ile tohumlanır; bu, [Al(OH)4]− iyonlarının alüminyum hidroksite ayrışmasına neden olur. Alüminyumun yaklaşık yarısı çöktükten sonra karışım sınıflandırıcılara gönderilir. Küçük alüminyum hidroksit kristalleri, tohumlama ajanları olarak hizmet etmek üzere toplanır; kaba parçacıklar ısıtılarak alüminaya dönüştürülür; fazla çözelti buharlaştırma yoluyla çıkarılır, (gerekirse) saflaştırılır ve geri dönüştürülür.

Wöhler işleminin yerini alan elektroliz yönteminde her iki elektrot da karbondan yapılır. Cevher bir kez ergimiş hale geldikten sonra iyonlar serbestçe dolaşmaya başlar. Negatif elektrotta (katot) gerçekleşen reaksiyon:

Al3+ + 3e- → Al
olup alüminyum iyonunun elektron alarak indirgendiğini gösterir. Alüminyum metali daha sonra hücrenin tabanına sıvı halde çöker ve buradan sifonlanarak dışarı alınır.

Öte yandan, pozitif elektrotta (anot) oksijen gazı oluşur:

2O2- → O2 + 4e-
Anot karbonu bu oksijen ile oksitlenerek tükenir ve dolayısıyla düzenli aralıklarla yenilenmesi gerekir:

O2 + C → CO2
Katotlar elektroliz işlemi sırasında, anotların tersine tükenmezler çünkü katotta oksijen çıkışı olmaz. Katodun karbonu, hücre içinde sıvı alüminyum ile örtülmüş olduğu için korunmalıdır. Öte yandan katotlar, elektrokimyasal işlemler gereği erozyona uğrarlar. Elektrolizde uygulanan akıma bağlı olarak, hücrelerin 5-10 yılda bir tümüyle yenilenmesi gerekir.

Hall-Héroult işlemiyle alüminyum elektrolizi çok elektrik enerjisi tüketse de alternatif yöntemler gerek ekonomik gerekse ekolojik olarak uygulanabilirlikten uzaktır. Dünya genelinde, ortalama spesifik enerji tüketimi, kg Al başına yaklaşık 15±0.5 kilowatt saat'tir (52-56 MJ/kg). Modern tesislerde bu rakam yaklaşık 12.8 kW·h/kg (46.1 MJ/kg) civarındadır. İndirgeme hattının taşıdığı elektrik akımı, eski teknolojilerde 100-200 kA iken bu değer, modern tesislerde 350 kA'e kadar çıkmış olup 500 kA'lik hücrelerde deneme çalışmaları yapıldığı bilinmektedir.

### Hall–Héroult işlemi

Ekstrüzyon alüminyum kütükleri
Ayrıca bakınız: Alüminyum oksit üreten ülkelerin listesi

Alümina'nın alüminyum metale dönüştürülmesi Hall–Héroult işlemiyle sağlanır. Bu enerji yoğun süreçte, kriyolit (Na3AlF6) ile kalsiyum florür (950 ve 980 °C (1.740 ve 1.800 °F)'de erimiş karışımdaki alümina çözeltisi metalik alüminyum üretmek için elektroliz edilir. Sıvı alüminyum metal çözeltinin dibine çöker ve akıtılır ve daha sonraki işlemler için genellikle alüminyum kütük denilen büyük bloklara dökülür.

Elektroliz hücresinin anotları, florür korozyonuna karşı en dirençli malzeme olan karbondan yapılmıştır veya işlem sırasında pişirilir ya da önceden fırınlanır. Söderberg anotları olarak da adlandırılan birincisi güç açısından daha az verimlidir ve pişirmede açığa çıkan dumanların toplanması maliyetlidir, bu nedenle katotları önceden pişirmek için güç, enerji ve işçilikten tasarruf edilmesine rağmen, önceden pişirilmiş anotlarla değiştirilmelerinin nedeni budur. Anotlar için karbon tercihen saf olmalıdır, böylece ne alüminyum ne de elektrolit kül ile kirlenmez. Karbonun korozyona karşı direncine rağmen, üretilen her bir kilogram alüminyum için hala 0.4–0.5 kg oranında tüketilir.

Katotlar antrasit'den yapılmıştır, çok saf olmaları gereksizdir çünkü safsızlıkların süzülmesi çok yavaştır. Katot, üretilen her kilogram alüminyum için 0.02-0.04 kg oranında tüketilir. Bir hücre genellikle katodun arızalanmasının ardından 2-6 yıl sonra sonlandırılır.

Hall-Heroult işlemi, saflığı %99'un üzerinde olan alüminyum üretir. Hoopes işlemi ile daha fazla saflaştırma yapılabilir. Bu işlem, erimiş alüminyumun sodyum, baryum ve alüminyum florür elektroliti ile elektrolizini içerir. Elde edilen alüminyumun saflığı %99,99'dur.

Elektrik gücü, izabe tesisinin konumuna bağlı olarak, alüminyum üretim maliyetinin yaklaşık %20 ila %40'ını temsil eder. Alüminyum üretimi, Amerika Birleşik Devletleri'nde üretilen elektriğin kabaca %5'ini tüketir. Bu nedenle, Hall-Héroult sürecine alternatifler araştırıldı ancak hiçbirinin ekonomik olarak uygulanabilir olmadığı ortaya çıktı.

Alüminyum üretim maliyetinin %20-40'ını, tesisin bulunduğu yere göre değişmek üzere, elektrik enerjisi oluşturmaktadır. Bu nedenle alüminyum üreticisi işletmeler, Güney Afrika, Yeni Zelanda'nın Güney Adası, Avustralya, Çin, Orta Doğu, Rusya, İzlanda, Kanada'da Québec gibi elektrik enerjisinin bol ve ucuz olduğu bölgelere yakın olma eğilimindedir.

Çin 2004 itibarıyla, alüminyum üretiminde dünya lideridir.

### Geri dönüşüm

Geri dönüştürülebilir atıklar için ortak kutular ve geri dönüştürülemeyen atık kutuları. Üstü sarı olan çöp kutusu "alüminyum" olarak etiketlidir. Rodos, Yunanistan
Geri kazanım işlemi 1900'lü yılların başlarından beri uygulanmakta olup yeni değildir. Metalin geri dönüşüm yoluyla geri kazanılması, alüminyum endüstrisinin önemli bir görevi oldu. Geri dönüşüm, 1960'ların sonlarına kadar, alüminyum içecek kutuları kullanımının artmasıyla kamuoyunun bilinçlendirilmesine kadar önemsiz bir faaliyetti. Diğer geri döndürülen alüminyum kaynakları arasında otomobil parçaları, pencere ve kapılar, cihazlar ve konteynerler sayılabilir.

Alüminyumun hurdalardan geri kazanımı, günümüz alüminyum endüstrisinin önemli bir bileşeni haline gelmiştir.

Geri kazanım, girdi malzemesinin %15'ine kadar önemli bir kısmını cüruf, (kül benzeri oksit) olarak kaybolmasına rağmen, cevherden alüminyum üretmek için kullanılan enerjinin yalnızca %5'ini gerektiren hurdanın eritilmesini kapsar.

Alüminyum yığın eriticisi, %1'in altında bildirilen değerlerle çok daha az cüruf üretir.

Birincil alüminyum üretiminden ve ikincil geri dönüşüm işlemlerinden kaynaklanan beyaz cüruf, endüstriyel olarak çıkarılmış olabilecek yararlı miktarlarda alüminyum içerir. İşlem, son derece karmaşık atık malzeme ile birlikte alüminyum kütükler üretir. Bu israf yönetimi zordur. Su ile reaksiyona girerek hava ile temas ettiğinde kendiliğinden tutuşan bir gaz karışımı (diğerlerinin yanı sıra hidrojen, asetilen ve amonyak dahil) açığa çıkarır; nemli hava ile temas çok miktarda amonyak gazının salınmasına neden olur. Bu zorluklara rağmen, atık asfalt ve beton'da dolgu maddesi olarak kullanılır.

Güvenlik önlemleri
------------------

Alüminyumun canlı hücreler üzerinde yararlı bir işleve sahip olduğu gözlemlenmemiştir. Bazı kişilerde, alüminyumun herhangi bir formundan kaynaklanabilen temas dermatiti (deri iltihabı), stiptik (kan durdurucu) veya ter önleyici ürünler kullanımıyla birlikte ortaya çıkan kaşıntılı kızarıklık, alüminyum tencerelerde pişen yemeklerin yenmesiyle ortaya çıkan sindirim bozuklukları ve besinlerin emiliminin durması, ve Rolaids, Amphojel, ve Maalox gibi antasit (asit giderici) ilaçların kullanımıyla ortaya çıkan kusma gibi zehirlenme belirtileri şeklinde alerjik reaksiyonlar yaratabilir. Diğer kişilerde alüminyum, ağır metaller kadar zehirli olmasa da ve alüminyumdan yapılmış mutfak gereçleri kullanımının (yüksek korozyon direnci ve iyi ısı iletkenliği nedeniyle tercih edilir), genelde alüminyum zehirlenmesine yol açtığı kanıtlanmamış olsa da, yüksek dozlarda alındığında zehirlenme belirtileri gösterebilir. Alüminyum bileşikleri içeren antasitlerin aşırı dozda tüketimi ve alüminyum içeren ter önleyicilerin aşırı miktarda kullanımı zehirlenme nedeni olabilir. Alüminyumun Alzheimer hastalığına yol açtığı iddia edilmişse de bu araştırmanın tam tersine, Alzeimer hastalığının neden olduğu tahribatın, vücutta alüminyum birikimine yol açtığı şeklinde çürütülmüştür. Özetle, eğer alüminyum zehirlenmesi varsa bunun oldukça spesifik bir mekanizma ile gerçekleşmesi gerekir. Zira insanın yaşamı boyunca, toprakta doğal kil mineralinin içindeki alüminyum ile olan teması zaten yeterince yüksektir.

Alüminyumun, hızla korozyona uğramasına neden olan bazı kimyasallarla temas etmesinden kaçınılması gerekir. Örneğin, bir parça alüminyumun yüzeyine damlatılan çok küçük miktarlı cıva, koruyucu alüminyum oksit tabakasını kolayca deler ve birkaç saat içinde devasa yapı kirişleri bile önemli derecede zayıflayabilir. Bu nedenle pek çok havayolu şirketi, uçakların yapısal iskeletinde alüminyum önemli bir yer tuttuğu için cıvalı termometrelere izin vermez.

Kullanım alanları
-----------------

Transistör
Alüminyum kolay soğuyup ısıyı emen bir metal olması nedeniyle soğutma sanayinde geniş bir yer bulur. Bakırdan daha ucuz olması ve daha çok bulunması, işlenmesinin kolay olması ve yumuşak olması nedeniyle birçok sektörde kullanılan bir metaldir.

Alüminyum genel manada soğutucu yapımında, spot ışıklarda, mutfak gereçleri yapımında, hafiflik esas olan araçların yapımında (uçak, bisiklet, otomobil motorları, motosikletler vb.) kullanılır. Bunun yanında sanayide önemli bir madde olan alüminyum, kapı pencere ve bina cephesi kaplamalarında kullanılmakla beraber günlük hayatta her zaman karşımıza çıkan bir metaldir.

Alüminyumun diğer bir kullanım alanı ise asenkron motorlardır. Saf alüminyum (~%99.7 Al) basınçlı döküm yöntemi ile asenkron motorların rotor üretiminde kullanılır. Bakıra göre hafifliği, ucuzluğu ve göreceli olarak iyi elektriksel iletkenliğe sahip olması (~%59-60 IACS) alüminyumun asenkron motor endüstrisinde geniş bir yer almasını sağlamaktadır.

Adı üzerine
-----------

İngilizce konuşulan ülkelerde, adının hem *aluminium* hem de *aluminum* şeklinde yazılması ve uygun tarzda okunması yaygındır. ABD'de *aluminium* pek bilinmemekte ve daha çok *aluminum* kullanılmaktadır. ABD'nin dışındaki diğer ülkelerde ise durum tam tersine olup *aluminium* şeklinde yazılış tarzı daha iyi bilinmektedir. Ancak Kanada'da her iki yazılış tarzı da yaygındır.

İngilizcenin hakimiyeti dışındaki ülkelerde ise "ium" şeklindeki yazılış daha yaygındır. Hem Almanca hem de Fransızcada sözcük *aluminium* şeklindedir.

"International Union of Pure and Applied Chemistry" (IUPAC) organizasyonu 1990'da *aluminium* kullanımını, dünya standardı olarak onaylamıştır. Ancak üç yıl sonra *aluminum* sözcüğünü de kabul edilebilir bir terim olarak tasdik etmiştir.

Not listesi
-----------

1. ↑  Alüminyum folyonun iki tarafı parlaklık bakımından farklılık gösterir: biri parlak, diğeri mattır. Aradaki fark, alüminyum folyo üretiminin teknolojik sürecinden kaynaklanan mat tarafın yüzeyindeki küçük mekanik hasardan kaynaklanır. Her iki taraf da benzer miktarlarda görünür ışık yansıtır, ancak parlak taraf, görünür ışığın çok daha büyük bir kısmını aynasal olarak yansıtırken, donuk taraf neredeyse yalnızca ışığı dağıtır. Alüminyum folyonun her iki tarafı da görünür ışığın iyi bir yansıtıcısı (%86'ya kadar) ve orta ve uzak kızılötesi radyasyonun mükemmel bir yansıtıcısı (%97'ye kadar) olarak görev yapar.
2. ↑  Abundances in the source are listed relative to silicon rather than in per-particle notation. The sum of all elements per 106 parts of silicon is 2.6682×1010 parts; aluminium comprises 8.410×104 parts.

Kaynakça
--------

### Genel

1. 11 Ocak 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
2. Binczewski, G.J. (1995). The Point of a Monument: A History of the Aluminum Cap of the Washington Monument. JOM, 47 (11) (1995), pp. 20–25.24 Ocak 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
3. ASM International. ASM Metals HandBook Volume 02 - Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials (2). 1992, p. 506-507
4. Los Alamos National Laboratory – Aluminum 5 Ocak 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
5. World Wide Words23 Ekim 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. Bir İngilizin bakış açısıyla alüminyumun yazılışının tarihçesi.
6. Oxford English Dictionary - "aluminum" ve "aluminium" kayıtlarına üye olmak koşuluyla ulaşılabiliyor 11 Ocak 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

### Özel

1. ↑  "Heavy Duty Foil". *Reynolds Kitchens* (İngilizce). 23 Eylül 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Eylül 2020.
2. ↑  Pozzobon, V.; Levasseur, W.; Do, Kh.-V.; ve diğerleri. (2020). "Household aluminum foil matte and bright side reflectivity measurements: Application to a photobioreactor light concentrator design". *Biotechnology Reports* (İngilizce). Cilt 25. ss. e00399. doi:10.1016/j.btre.2019.e00399. PMC 6906702 $2. PMID 31867227.
3. ↑  Lide 2004, s. 4-3.
4. ↑  Puchta, Ralph (2011). "A brighter beryllium". *Nature Chemistry*. **3** (5). s. 416. Bibcode:2011NatCh...3..416P. doi:10.1038/nchem.1033. PMID 21505503.
5. ↑  Davis 1999, ss. 1–3.
6. ↑  Davis 1999, s. 2.
7. ↑  Polmear, I.J. (1995). *Light Alloys: Metallurgy of the Light Metals* (3 bas.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-340-63207-9.
8. 1 2 3  Cardarelli, François (2008). *Materials handbook : a concise desktop reference* (2. bas.). Londra: Springer. ss. 158–163. ISBN 978-1-84628-669-8. OCLC 261324602.
9. 1 2  Davis 1999, s. 4.
10. ↑  Davis 1999, ss. 2–3.
11. ↑  
Cochran, J.F.; Mapother, D.E. (1958). "Superconducting Transition in Aluminum". *Physical Review*. **111** (1). ss. 132–142. Bibcode:1958PhRv..111..132C. doi:10.1103/PhysRev.111.132.
12. ↑  Schmitz 2006, s. 6.
13. ↑  Schmitz 2006, s. 161.
14. ↑  "Saf metallerin fiziksel ve kimyasal özellikleri". 11 Temmuz 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Temmuz 2020.
15. 1 2  Lodders, K. (2003). "Solar System abundances and condensation temperatures of the elements" (PDF). *The Astrophysical Journal*. **591** (2). ss. 1220–1247. Bibcode:2003ApJ...591.1220L. doi:10.1086/375492. ISSN 0004-637X. 12 Nisan 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 15 Haziran 2018.
16. 1 2 3 4 5  Clayton, D. (2003). *Handbook of Isotopes in the Cosmos : Hydrogen to Gallium*. Leiden: Cambridge University Press. ss. 129–137. ISBN 978-0-511-67305-4. OCLC 609856530. 11 Haziran 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Eylül 2020.
17. ↑  William F McDonough The composition of the Earth. quake.mit.edu, archived by the Internet Archive Wayback Machine.
18. ↑  Greenwood and Earnshaw, pp. 217–9
19. ↑  Wade, K.; Banister, A.J. (2016). *The Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium: Comprehensive Inorganic Chemistry*. Elsevier. s. 1049. ISBN 978-1-4831-5322-3. 30 Kasım 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Haziran 2018.
20. ↑  Palme, H.; O'Neill, Hugh St. C. (2005). "Cosmochemical Estimates of Mantle Composition" (PDF). Carlson, Richard W. (Ed.). *The Mantle and Core*. Elseiver. s. 14. 3 Nisan 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 11 Haziran 2021.
21. ↑  Downs, A.J. (1993). *Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium* (İngilizce). Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-7514-0103-5. 25 Temmuz 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Haziran 2017.
22. ↑  Kotz, John C.; Treichel, Paul M.; Townsend, John (2012). *Chemistry and Chemical Reactivity*. Cengage Learning. s. 300. ISBN 978-1-133-42007-1. 22 Aralık 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Haziran 2018.
23. ↑  Barthelmy, D. "Aluminum Mineral Data". *Mineralogy Database*. 4 Temmuz 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Temmuz 2008.
24. ↑  Chen, Z.; Huang, Chi-Yue; Zhao, Meixun; Yan, Wen; Chien, Chih-Wei; Chen, Muhong; Yang, Huaping; Machiyama, Hideaki; Lin, Saulwood (2011). "Characteristics and possible origin of native aluminum in cold seep sediments from the northeastern South China Sea". *Journal of Asian Earth Sciences*. **40** (1): 363-370. Bibcode:2011JAESc..40..363C. doi:10.1016/j.jseaes.2010.06.006.
25. ↑  Guilbert, J.F.; Park, C.F. (1986). *The Geology of Ore Deposits*. W.H. Freeman. ss. 774-795. ISBN 978-0-7167-1456-9.
26. ↑  United States Geological Survey (2018). "Bauxite and alumina" (PDF). Mineral Commodities Summaries. 11 Mart 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 17 Haziran 2018.
27. ↑  "Arşivlenmiş kopya". 11 Ocak 2006 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Ocak 2006.
28. ↑  Binczewski, G.J. (1995). The Point of a Monument: A History of the Aluminum Cap of the Washington Monument. JOM, 47 (11) (1995), pp. 20-25. 24 Ocak 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
29. ↑
30. ↑  Brown, T.J. (2009). *World Mineral Production 2003–2007*. British Geological Survey. 13 Temmuz 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Aralık 2014.
31. ↑  "USGS Minerals Information: Mineral Commodity Summaries" (PDF). *minerals.usgs.gov* (İngilizce). doi:10.3133/70194932. 22 Ocak 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 17 Aralık 2020.
32. ↑  Graedel, T.E. (2010). Metal stocks in Society – Scientific Synthesis (PDF). International Resource Panel. s. 17. ISBN 978-92-807-3082-1. 26 Nisan 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 18 Nisan 2017.
33. 1 2  Hudson, L. Keith; Misra, Chanakya; Perrotta, Anthony J.; Wefers, Karl; Williams, F.S. (2005). "Aluminum Oxide". *Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry*. Wiley-VCH.
34. 1 2 3 4
35. ↑  Totten, G.E.; Mackenzie, D.S. (2003). *Handbook of Aluminum*. Marcel Dekker. s. 40. ISBN 978-0-8247-4843-2. 15 Haziran 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi.
36. ↑
37. ↑  Schlesinger, Mark (2006). *Aluminum Recycling*. CRC Press. s. 248. ISBN 978-0-8493-9662-5. 15 Şubat 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Haziran 2018.
38. ↑  "Benefits of Recycling". Ohio Department of Natural Resources. 24 Haziran 2003 tarihinde kaynağından arşivlendi.
39. ↑  "Theoretical/Best Practice Energy Use in Metalcasting Operations" (PDF). 31 October 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 28 October 2013.
40. ↑  "Why are dross & saltcake a concern?". *www.experts123.com*. 14 Kasım 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi.
41. ↑  Dunster, A.M. (2005). "Added value of using new industrial waste streams as secondary aggregates in both concrete and asphalt" (PDF). Waste & Resources Action Programme. 2 Nisan 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi.
42. ↑  ASM International, ASM Metals HandBook Volume 02 - Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials, 1992, p. 506-507

Dış bağlantılar
---------------

|  |  |
| --- | --- |
|  | Wikimedia Commons'ta ***Alüminyum*** ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır. |

* WebElements.com – Alüminyum (İng.) 10 Ocak 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
* Dünyada alüminyum (İng.)23 Nisan 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
* Ülkeler bazında dünya birincil alüminyum üretimi (İng.)10 Ağustos 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
* Alüminyum endüstrisinin sosyal ve çevresel etkileri (İng.)
* Sam'in "alüminyum hakkında bilgiler" sitesi (İng.) 4 Ocak 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

**Patentler**

* US 400664 9 Kasım 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. – *Alüminyumun florürlü tuzlarından elektroliz yoluyla redüklenmesi işlemi* – C. M. Hall

| * g
* t
* d
Alüminyum bileşikleri |
| --- |
| Al(I) | 
* AlCl
* AlF
* AlI
* Al2O

 |
| Al(II) | 
* AlB2
* AlB12
* AlO

 |
| Al(III) | 
* AlAs
* Al(BH4)3
* AlBr3
* AlCl3
* AlF3
* AlH3
* AlI3
* AlN
* Al(NO3)3
* Al(OH)3
* Al(OH)2OAc
* Al(OH)(OAc)2
* Al(OAc)3
* Al2SO4(OAc)4
* AlP
* AlPO4
* AlSb
* Al(C5H7O2)3
* Al(MnO4)3
* Al2(MoO4)3
* Al2O3
* Al2S3
* Al2(SO4)3
* Al2Se3
* Al2Te3
* Al2SiO5
* Al4C3
* AlOHO
* Al(OH)2CO2C17H5
* NaAlH2(OC2H4OCH3)2

|  |  |
| --- | --- |
| Şaplar | 
* (NH4)Al(SO4)2
* KAl(SO4)2
* NaAl(SO4)2

 |
| Organoalüminyum(III) bileşikleri | 
* (Al(CH3)3)2
* (Al(C2H5)3)2
* Al(CH2CH(CH3)2)3
* Al(C2H5)2Cl
* Al(C2H5)2CN
* Al(CH2CH(CH3)2)2H
* Al(C2H5)2Cl2C2H5Cl
* Ti(C5H5)2CH2ClAl(CH3)2

 |

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Otorite kontrolü Bunu Vikiveri'de düzenleyin | 
* BNF: cb11976300k (data)
* GND: 4001573-7
* LCCN: sh85003956
* NARA: 10637694
* NDL: 00560358
* NKC: ph120753
* NLI: 987007294750205171

 |