NHÔM – AL – ALUMINIUM
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
GVHD: GVC Ths. PHẠM XUÂN HỔ
SVTH: Lê Bảo Toàn - 08101146
Chung Duy Khiêm - 08101063
Tổng quát – nhôm
● Tên: Nhôm.
● KHH: Al – vị trí: 13.
● KLNT: 27 dvC.
● Phân loại: kim loại yếu.
● Khối lượng riêng: 2.7g/cm
3
.
● Độ cứng: 3.0.
● Bề ngoài: trắng sáng nhìn như bạc.
● Khả năng dẫn điện: đứng thứ 4 sau: Bạc ( Ag), Đồng (Cu), Vàng(Au).
● Một số hình ảnh của nhôm:
class="bi x0 y11 w2 h5"
NỘI DUNG
 Lịch sử.
 Nguồn gốc gọi tên.
 Sơ lược thuộc tính của nhôm.
 Hợp chất của nhôm.
 Hợp kim của nhôm.
 Các đồng vị của kim loại nhôm.
 Các trạng thái oxi hóa của kim loại nhôm.
 Tác hại của nhôm đối với con người và vật dụng.
 Ứng dụng của kim loại nhôm.
 Sự phổ biến và điều chế kim loại nhôm.
 LỊCH SỬ
… Plini Bố có kể lại một sự kiện lý thú từng xảy ra gần hai ngàn năm về trước.

cho kim loại “bất trị” này: lúc đầu, Becxêliut gọi nó là alumium, và về sau, Đêvi
đã đổi alumium thành aluminium (nhôm).
… Năm 1825, Nhà bác học người Đan Mạch Hans Khrixtian Ecxtet (Hans
Christian Oersted) là người đầu tiên chế được nhôm kim loại giống như người thợ
vô danh thời cổ La Mã.
… Hai năm sau, một nhà hóa học Đức trẻ tuổi nhưng đã nổi tiếng, tên là
Friđric Vuêle (Friederich Wohler) đã đến Côpenhaghen để gặp Ecxtet. Ecxtet cho
Vuêle biết là ông không định tiếp tục các thí nghiệm điều chế nhôm nữa. Thế là
sau khi trở về nước Đức, Vuêle đã lao ngay vào nghiên cứu vấn đề này - một vấn
đề mà ông quan tâm từ lâu. Chỉ đến cuối năm 1827, ông đã công bố phương pháp
điều chế kim loại mới này của mình. Sự thực thì phương pháp của Vuêle chỉ cho
phép tách được nhôm ở dạng hạt có độ lớn không bằng đầu kim băng, nhưng nhà
bác học đã tiếp tục làm thực nghiệm cho đến khi hoàn chỉnh các phương pháp điều
chế nhôm ở dạng khối đặc. Ông phải mất mười tám năm vào việc đó.
… Năm 1855, tại cuộc Triển lãm quốc tế ở Pari, người ta đã trưng bày "bạc lấy
từ đất sét" làm chấn động dư luận. Đó là những tấm và thỏi nhôm do nhà bác học
kiêm nhà công nghiệp người Pháp Hăngri Etien Xanh -Cle Đêvi (Henri Etienne
Sainte Claire Deville) chế tạo ra.
… Charles Martin Hall nhận được bằng sáng chế (số 400655) năm 1886, về
quy trình điện phân để sản xuất nhôm. Henri Saint-Claire Deville (Pháp) đã hoàn
thiện phương pháp của Wöhler (năm 1846) và thể hiện nó trong cuốn sách năm
1859 với hai cải tiến trong quy trình là thay thế kali thành natri và hai thay vì một
(chlorure)??. Phát minh của quy trình Hall-Héroult năm 1886 đã làm cho việc sản
xuất nhôm từ khoáng chất trở thành không đắt tiền và ngày nay nó được sử dụng
rộng rãi trên thế giới.
… Nước Đức trở thành nhà sản xuất nhôm lớn nhất thế giới sau khi Adolf
Hitler lên nắm quyền. Tuy nhiên, năm 1942, những nhà máy thủy điện mới như
Grand Coulee Dam đã cho phép Mỹ những thứ mà nước Đức quốc xã không thể
hy vọng cạnh tranh: khả năng sản xuất đủ nhôm để có thể sản xuất 60.000 máy
bay chiến đấu trong bốn năm.

3
trong suốt, không màu; rubi
(hồng ngọc) màu đỏ, saphia màu xanh, chúng là những tinh thể có lẫn
dấu vết của những oxit kim loại khác nhau.
• Quặng nhôm là Al
2
O
3
không nguyên chất.
 Về tính chất hóa học:
• Al
2
O
3
là hợp chất bền
Nhôm tác dụng với oxit tạo ra nhôm oxit là hợp chất ion,
phản ứng tỏa rất nhiều nhiệt.Điều này cho thấy:
Al
2
O
3
là hợp chất ion rất bền vững, nóng chảy ở nhiệt độ
trên 2000 độ Cmà không bị phân hủy.
Sự khử Al
2
O
3
để có nhôm là rất khó khăn ( không thể
dùng những chất khử thường như H
2

O
3
+2NaOH -> 2NaAlO
2
+ H
2
O
Tinh thể nhôm oxit trong suốt không màu hoặc có màu,
một phần dùng làm đồ nữ trang, một phần dùng chế tạo
các chi tiết trong các ngành kĩ thuật chính xác, như chân
kính đồng hồ, máy phát laze
Nhôm oxit lẫn tạp chất có độ rắn cao, được dùng làm vật
liệu mài ( đá mài, bột giấy ráp, bột đánh bóng )
Nhôm hiđroxit Al(OH)
3
• Trong nước, nhôm hiđroxit là chất kết tủa keo, màu trắng. Điều
chếAl(OH)
3
bằng phản ứng trao đổi giữa muối nhôm với dung dịch
bazơ:
Al
3
+ 3OH
-
->Al(OH)
3
• Al(OH)3 là hợp chất kém bền
Nung nóng nhôm hiđroxit được nhôm oxit khan:
2Al(OH)
3

O
Công thức của nhôm hiđroxit có thể viết dưới dạng HAlO
2
.H
2
O trong
phản ứng này, nhôm hiđroxit đã cho proton, nó có tính chất của axit:
HAlO
2
.H2O + OH
-
-> AlO
2
-
+ 2H
2
O
Khi tác dụng với dung dịch bazơ, Al(OH)
3
có tính chất của axit. Muối
natri aluminat chỉ tồn tại trong dung dịch, nó là muối của axit meta
aluminic HAlO
2
.H
2
O. Axit này cũng chính là nhôm hiđroxit.
Thực tế, nhôm được coi như không tác dụng với nước. Nhưng nhôm bị
hòa tan dễ dàng trong dung dịch bazơ mạnh ( nồng độ càng lớn, nhiệt độ
càng cao thì sự hòa tan càng nhanh ).
Muối nhôm


 Hợp kim của nhôm
Hợp kim của nhôm là hợp kim của nhôm với các các nguyên tố khác như:
đồng, thiếc, mangan, silic, magiê.
• Hợp kim đuyra
Hợp chất quan trọng nhất của nhôm là đuyra. Thành phần có : 94% Al,
4% Cu, còn lại là các nguyên tố Mn,Mg,Si Hợp kim này có độ bền
hơn nhôm 4 lần ( gần bằng độ bền của thép), có tỉ khối xấp xỉ
27.5g/cm
3
. Đuyra được dùng nhiều trong công nghiệp chế tạo máy bay,
ôtô, xe lửa
• Hợp kim silumin
Thành phần chính của silumin là Al
và Si ( 10 đến 14% Si). Hợp kim có
ưu điểm nhẹ, bền và rất ăn khuôn (thể
tích dãn nợ khi nhiệt độ giảm).
Silumin được dùng để đúc một số bộ
phận của máy móc.
• Hợp kim almelec
Hợp kim almelec có chứa đến 98,5 % nhôm,
còn lại là Mg, Si, Fe. Hợp kim này có ưu điểm là điện trở nhỏ, dai và
bền hơn nhôm. Almelec dùng để chế tạo dây cáp dẫn điện cao thế thay
cho đồng là kim loại qúy hiếm và nặng.
• Hợp kim electron
Thành phần chính của hợp kim electron là magie ( 83,3%) nhôm
(10,5%), còn lại là kẽm và mangan.Electron có những ưu điểm là nhẹ
( có khối lượng riêng 1.75g/cm3 , bằng 0,65 lần so với nhôm), rất bề về
mặt cơ học ( bền hơn thép) chịu được sự va chạm và sự thay đổi nhiệt
độ trong giới hạn và đột ngột. Electron dùng để chế tạo tàu vũ trụ, vệ

biến dạng không hoá bền được bằng nhiệt luyện.
• Hợp kim nhôm đúc là các loại hợp kim với khoảng Si rộng (5-20%)
và có thêm Mg (0,3-0,5%) để tạo pha hoá bền Mg2Si nên các hệ Al-
Si-Mg phải qua hoá bền. Cho thêm Cu (3-5%) vào hệ Al-Si-Mg để
cải thiện cơ tính và có tính đúc tốt do có các thành phần gần với
cùng tin Al-Si-Cu nên được sử dụng trong đúc piston (AA390.0),
nắp máy của động cơ đốt trong.
 Đồng vị của kim loại nhôm
Nhôm có 9 đồng vị, số Z của chúng từ 23 đến 30. Chỉ có Al-27 (đồng vị ổn
định) và Al-26 (đồng vị phóng xạ, t
1/2
= 7,2 × 10
5
năm) tìm thấy trong tự nhiên, tuy
nhiên Al-27 có sự phổ biến trong tự nhiên là 100%. Al-26 được sản xuất từ agon
trong khí quyển do va chạm sinh ra bởi các tia vũ trụ proton. Các đồng vị của
nhôm có ứng dụng thực tế trong việc tính tuổi của trầm tích dưới biển, các vết
mangan, nước đóng băng, thạch anh trong đá lộ thiên, và các thiên thạch. Tỷ lệ
của Al-26 trên beryli-10 được sử dụng để nghiên cứu vai trò của việc chuyển hóa,
lắng đọng, lưu trữ trầm tích, thời gian cháy và sự xói mòn trong thang độ thời gian
105 đến 106 năm (về sai số).
Al-26 nguồn gốc vũ trụ đầu tiên được sử dụng để nghiên cứu Mặt Trăng và
các thiên thạch. Các thành phần của thiên thạch, sau khi thoát khỏi nguồn gốc của
chúng, trong khi chu du trong không gian bị tấn công bởi các tia vũ trụ, sinh ra các
nguyên tử Al-26. Sau khi rơi xuống Trái Đất, tấm chắn khí quyển đã bảo vệ cho
các phần tử này không sinh ra thêm Al-26, và sự phân rã của nó có thể sử dụng để
xác định tuổi trên trái đất của các thiên thạch này. Các nghiên cứu về thiên thạch
cho thấy Al-26 là tương đối phổ biến trong thời gian hình thành hệ hành tinh của
chúng ta. Có thể là năng lượng được giải phóng bởi sự phân rã Al-26 có liên quan
đến sự nấu chảy lại và sự sai biệt của một số tiểu hành tinh sau khi chúng hình

chờ tìm thấy trong các muối khan hay trong các hợp chất nhị phân như
Al
2
O
3
. Hiđrôxít nhôm là một bazơ yếu và muối nhôm của các axít yếu,
chẳng hạn như cacbonat, không thể tạo ra. Muối của các axít mạnh,
chẳng hạn như nitrat, là ổn định và hòa tan trong nước, tạo thành các
hiđrat với ít nhất sáu phân tử nước kết tinh.
• Hiđrua nhôm , (AlH
3
)
n
, có thể sản xuất từ trimêthyl nhôm và hiđrô dư
thừa. Nó cháy kèm nổ trong không khí. Nó cũng có thể được điều chế
bằng phản ứng của clorua nhôm trên hiđrua liti trong dung dịch ête,
nhưng không thể cô lập thành dạng tự do từ dung dịch.
• Cacbua nhôm , Al
4
C
3
được sản xuất bằng cách nung nóng hỗn hợp hai
nguyên tố trên 1.000 °C. Các tinh thể màu vàng nhạt có cấu trúc lưới
phức tạp,và phản ứng với nước hay axít loãng tạo ra mêtan. Axêtylua,
Al
2
(C
2
)
3

dụng với nhau hay cho hiđrôxít nhôm tác dụng với HF. Nó tạo thành
phân tử lớn, bay hơi không qua pha nóng chảy ở nhiệt độ 1.291 °C
(thăng hoa). Nó là một chất rất trơ. Các trihalua khác là các chất dime,
có cấu trúc cầu nối.
• Các hợp chất hữu cơ của nhôm có công thức chung AlR
3
tồn tại và nếu
không phải là các phân tử lớn, thì là các chất dime hay trime. Chúng
được sử dụng trong tổng hợp chất hữu cơ, ví dụ trimêtyl nhôm.
• Các chất alumino-hyđrua của phần lớn các nguyên tố có khả năng tích
điện dương đã được biết, trong đó có giá trị nhất là hiđrua nhôm liti,
Li[AlH
4
]. Khi bị đốt nóng, nó phân hủy thành nhôm, hiđrô và hiđrua liti,
nó bị thủy phân trong nước. Nó có nhiều ứng dụng trong hóa hữu cơ.
Các alumino-halua [AlR
4
] có cấu trúc tương tự.
 Tác hại của nhôm đối với con người và vật dụng
Nhôm là một trong ít các nguyên tố phổ biến nhất mà không có chức năng có ích
nào cho các cơ thể sống, nhưng có một số người bị dị ứng với nó — họ bị các
chứng viêm da do tiếp xúc với các dạng khác nhau của nhôm: các vết ngứa do sử
dụng các chất làm se da hay hút mồ hôi (phấn rôm), các rối loạn tiêu hóa và giảm
hay mất khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng từ thức ăn nấu trong các nồi nhôm,
nôn mửa hay các triệu chứng khác của ngộ độc nhôm do ăn (uống) các sản phẩm
như Kaopectate
®
(thuốc chống ỉa chảy), Amphojel
®
và Maalox

và tên lửa do tỷ lệ sức bền cao trên cùng khối lượng.
• Các loại vỏ phủ nhôm đôi khi được dùng thay vỏ phủ vàng để phủ vệ tinh
nhân tạo hay khí cầu để tăng nhiệt độ cho chúng, nhờ vào đặc tính hấp thụ
bức xạ điện từ của Mặt Trời tốt, mà bức xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp.
• Ôxít nhôm , alumina, được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng corunđum,
emery, ruby và saphia và được sử dụng trong sản xuất thủy tinh. Ruby và
saphia tổng hợp được sử dụng trong các ống tia laser để sản xuất ánh sáng
có khả năng giao thoa.
• Khi nhôm được bay hơi trong chân không, nó tạo ra lớp bao phủ phản xạ cả
ánh sáng và bức xạ nhiệt. Các lớp bao phủ này tạo thành một lớp mỏng của
ôxít nhôm bảo vệ, nó không bị hư hỏng như các lớp bạc bao phủ vẫn hay
bị. Trên thực tế, gần như toàn bộ các loại gương hiện đại được sản xuất sử
dụng lớp phản xạ bằng nhôm trên mặt sau của thủy tinh. Các gương của
kính thiên văn cũng được phủ một lớp mỏng nhôm, nhưng là ở mặt trước
để tránh các phản xạ bên trong mặc dù điều này làm cho bề mặt nhạy cảm
hơn với các tổn thương.
• Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, được dùng để chế tạo các chi tiết của phương
tiện vận tải (ô tô, máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa, tàu biển, v.v.)
• Đóng gói (can, giấy gói, v.v)
• Xử lý nước
• Xây dựng (cửa sổ, cửa, ván, v.v; tuy nhiên nó đã đánh mất vai trò chính
dùng làm dây dẫn phần cuối cùng của các mạng điện, trực tiếp đến người
sử dụng.)
• Các hàng tiêu dùng có độ bền cao (trang thiết bị, đồ nấu bếp, v.v)
• Các đường dây tải điện (mặc dù độ dẫn điện của nó chỉ bằng 60% của
đồng, nó nhẹ hơn nếu tính theo khối lượng và rẻ tiền hơn)
• Chế tạo máy móc.
• Mặc dù tự bản thân nó là không nhiễm từ, nhôm được sử dụng trong thép
MKM và các nam châm Alnico.
• Nhôm siêu tinh khiết (SPA) chứa 99,980% - 99,999% nhôm được sử dụng

nhiều điện năng; việc tái chế chỉ tiêu hao khoảng 5% năng lượng để sản xuất ra nó
trên cùng một khối lượng sản phẩm. Mặc dù cho đến đầu thập niên 1900, việc tái
chế nhôm không còn là một lĩnh vực mới. Tuy nhiên, nó là lĩnh vực hoạt động
trầm lắng cho đến tận những năm cuối thập niên 1960 khi sự bùng nổ của việc sử
dụng nhôm để làm vỏ của các loại đồ uống, kể từ đó việc tái chế nhôm được đưa
vào trong tầm chú ý của cộng đồng. Các nguồn tái chế nhôm bao gồm ô tô cũ, cửa
và cửa sổ nhôm cũ, các thiết bị gia đình cũ, contenơ và các sản phẩm khác.
Mỏ bauxit và công nghiệp nhôm
Nhôm tự nhiên trong quặng ở ba dạng khoáng vật:
• Boehmite, mono hydrat alumin Al
2
O
3(
H
2
O), ở các nước có khí hậu kiểu Địa
Trung Hải như Pháp, Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ,…
• Gibbstite, tri hydrat alumin Al
2
O
3
(H
2
O)
3
, ở các nước nhiệt đới như Guinea,
Nam Mỹ, Ấn Độ, Australia,
• Và diaspore, một dạng mono hydrat và tri hydrat, ở các nước vùng
Caribbean.
Đa số những mỏ bauxite ở gần mặt đất và được khai thác lộ thiên. Sau khi được

những oxyd chứa trong quặng bauxit.
 Chờ cho dung dịch nguội để cho aluminat natri trở lại dạng hydrat alumin
và kết tủa.
 Lọc một lần nữa để hoàn nguyên hydroxyd natri.
 Nung hydrat alumin để có alumin Al
2
O
3
.
Trước khi có công nghệ này, công nghệ được sử dụng là công nghệ Deville
Công nghệ điện phân thay thế cho công nghệ Wöhler, là công nghệ khử
clorua nhôm khan với kali.
Các điện cực trong điện phân ôxít nhôm làm từ cacbon. Khi quặng bị nóng
chảy, các ion của nó chuyển động tự do. Phản ứng tại catốt mang điện âm là:
Al
3+
+ 3e
-
→ Al
Ở đây các ion nhôm bị biến đổi (nhận thêm điện tử). Nhôm kim loại sau đó
chìm xuống và được đưa ra khỏi lò điện phân.
Tại cực dương (anốt) ôxy dạng khí được tạo thành:
2O
2-
→ O
2
+ 4e
-
Cực dương cacbon bị ôxi hóa bởi ôxy. Cực dương bị hao mòn dần và phải
được thay thế thường xuyên, do nó bị tiêu hao do phản ứng:

phụ thuộc vào nơi đặt lò nhôm. Các lò luyện nhôm có xu hướng được đặt ở những
khu vực mà nguồn cung cấp điện dồi dào với giá điện rẻ, như Nam Phi, đảo miền
nam New Zealand, Úc, Trung Quốc, Trung Đông, Nga và Québec ở Canada.
Trung Quốc hiện là nhà sản xuất nhôm lớn nhất thế giới (năm 2004).