Visualizza wikitesto di Alluminio

{{elemento chimico
|Nome = alluminio
|Serie_chimica = [[metalli del blocco p]]
|Nucleoni = 
|Precedente = [[magnesio]]
|Successivo = [[silicio]]
|Simbolo = Al
|Numero_atomico = 13
|Gruppo = [[Gruppo del boro|13 (IIIA)]]
|Periodo = [[elementi del periodo 3|3]]
|Blocco = [[Orbitale atomico|p]]
|Densità = 2&nbsp;700 kg/m³
|Durezza = 2,75<ref>{{Cita web|http://www.periodictable.com/Properties/A/MohsHardness.v.html|Mohs Hardness for all the elements in the Periodic Table|lingua=en}}</ref>
|Aspetto = Aluminium-4.jpg
|Didascalia = Bianco argenteo
|Spettro = Aluminum Spectra.jpg
|Peso_atomico = {{M|26,981538|ul=amu}}
|Raggio_atomico = {{M|125|ul=pm}}
|Raggio_covalente = 118 pm
|Raggio_di_van_der_Waals = 227 pm
|Configurazione_elettronica = <nowiki>[</nowiki>[[Neon|Ne]]<nowiki>]</nowiki>3s<sup>2</sup>3p<sup>1</sup>
|Termine_spettroscopico = <sup>2</sup>P<sup>o</sup><sub>1/2</sub>
|Elettroni = 2, 8, 3
|Numero_di_ossidazione = 3 ([[anfotero]])
|Struttura_cristallina = [[Sistema cubico|cubica]]
|Stato = [[solido]]
|Fusione = {{Converti|933,47|K|°C}}
|Ebollizione = {{Converti|2792|K|°C}}
|Volume_molare = {{M|9,99|e=−6}} m³/mol
|Calore_di_evaporazione = {{M|293,4|ul=kJ/mol}}
|Calore_di_fusione = 10,79 kJ/mol
|Tensione_di_vapore = {{M|2,42|e=−5|ul=Pa}}
|Velocità_del_suono = {{M|5100|ul=m/s}} a 933&nbsp;K
|Numero_CAS = 7429-90-5
|Elettronegatività = 1,61 (scala di Pauling)
|Calore_specifico = 896,9 J/(kg·K)
|Conducibilità_elettrica = {{M|37,7|e=6}}S/m
|Conducibilità_termica = 237 W/(m·K)
|Energia_1a_ionizzazione = 577,5 kJ/mol
|Energia_2a_ionizzazione = {{Val|1816,7|ul=kJ/mol}}
|Energia_3a_ionizzazione = 2&nbsp;744,8kJ/mol
|Energia_4a_ionizzazione = 11&nbsp;577 kJ/mol
|Energia_5a_ionizzazione = 14&nbsp;842 kJ/mol
|Energia_6a_ionizzazione = 18&nbsp;379 kJ/mol
|Energia_7a_ionizzazione = 23&nbsp;326 kJ/mol
|Energia_8a_ionizzazione = 27&nbsp;465 kJ/mol
|Energia_9a_ionizzazione = 31&nbsp;853 kJ/mol
|Energia_10a_ionizzazione = 38&nbsp;473 kJ/mol
|Isotopo_1 = <sup>26</sup>Al
|NA_1 = tracce
|TD_1 = {{M|7,17|e=5}} anni
|DM_1 = β<sup>+</sup><br />[[Cattura elettronica|ε]]
|DE_1 = 4,004
|DP_1 = <sup>26</sup>Mg<br /><sup>26</sup>Mg
|Isotopo_2 = <sup>27</sup>Al
|NA_2 = '''100%'''
|TD_2 = È stabile con 14 neutroni
}}

L''''alluminio''' è l'[[elemento chimico]] della [[tavola periodica degli elementi]] che ha come simbolo '''Al''' e come [[numero atomico]] 13. È il secondo elemento del [[Gruppo della tavola periodica|gruppo]] [[Elementi del gruppo 13|13]] ed è collocato tra il [[boro]] e il [[Gallio (elemento chimico)|gallio]]; si trova nel [[Elementi del periodo 3|terzo periodo]] e fa parte del [[Blocco della tavola periodica|blocco]] ''p''. È l'ultimo elemento [[Metallo|metallico]] del terzo periodo, dopo [[sodio]] e [[magnesio]].<ref>{{Cita libro|autore=N. N. Greenwood|autore2=A. Earnshaw|titolo=Chemistry of the Elements|url=https://archive.org/details/chemistryelement00aear_346|ed=2|anno=1997|editore=Butterworth - Heinemann|pp=222-224|ISBN=0-7506-3365-4}}</ref>

Si tratta di un [[metallo]] [[Duttilità|duttile]] color bianco argenteo.<ref name=Rolla373>{{Cita|Rolla|p. 373}}.</ref> L'alluminio si estrae principalmente dai minerali di [[bauxite]]<ref name=Rolla373/> ed è un metallo tenero e malleabile, molto leggero, ottimo [[Conduttore elettrico|conduttore di elettricità]] e calore e molto [[Riflettanza|riflettente]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Katie|cognome=Shanks|nome2=S.|cognome2=Senthilarasu|nome3=Tapas K.|cognome3=Mallick|data=2016-07|titolo=Optics for concentrating photovoltaics: Trends, limits and opportunities for materials and design|rivista=Renewable and Sustainable Energy Reviews|volume=60|pp=394-407|lingua=en|accesso=2023-03-23|doi=10.1016/j.rser.2016.01.089|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1364032116001192|issn = 1364-0321}}</ref> È notevole la sua resistenza all'[[ossidazione]], dovuta alla formazione sulla sua superficie di un sottilissimo strato duro e compatto di ossido (Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) che impedisce all'ossigeno dell'aria di penetrare e corrodere il metallo sottostante.<ref name=Rolla373/><ref>{{Cita web|url=https://www.rsc.org/periodic-table/element/13/aluminium|titolo=Aluminium - Element information, properties and uses {{!}} Periodic Table|sito=www.rsc.org|accesso=2023-03-23}}</ref> 

L'alluminio grezzo viene lavorato tramite diversi [[processo di produzione industriale|processi di produzione industriale]], quali ad esempio la [[fusione (industria)|fusione]], l'[[estrusione]], la [[forgiatura]] o lo [[stampaggio]].

L'alluminio viene usato in molte industrie per la fabbricazione di milioni di prodotti diversi ed è molto importante per l'[[economia mondiale]]. Componenti strutturali fatti in alluminio sono vitali per l'industria aerospaziale e molto importanti in altri campi dei trasporti e delle costruzioni nei quali leggerezza, durata e resistenza sono necessarie.

== Storia ==
[[File:Eros-piccadilly-circus.jpg|thumb|left|Statua di [[Anteros]] come angelo della [[carità]] cristiana (di solito scambiato per ''[[Eros]]'') in [[Piccadilly Circus]] a ''Londra'' (1893), una delle prime statue in alluminio, allora considerato [[metallo prezioso]].]]

Gli [[Antica Grecia|antichi greci]] e [[Roma (città antica)|romani]] usavano l'[[allume]] (che era prodotto dalla lavorazione dell'[[alunite]], un [[Solfato di alluminio|solfato d'alluminio]] che si trova in natura), per costruire statue, armi e armature.

L'[[allume]] era fondamentale nell'industria tessile come fissatore per colori, per le stampe su pergamena, per la [[Concia|concia delle pelli]], la produzione del [[vetro]] e, come [[Emostasi|emostatico]], per curare le ferite.

Nel [[1761]] [[Louis-Bernard Guyton-Morveau|Guyton de Morveau]] propose di chiamare l'alluminio base con il nome di ''alumine'' (l'allumina, Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>).<ref>{{Cita web|url=https://www.etymonline.com/search?q=aluminium|titolo=aluminium {{!}} Search Online Etymology Dictionary|sito=www.etymonline.com|accesso=2023-03-23}}</ref>
Il metallo fu identificato per la prima volta da [[Humphry Davy]] nell'allume KAl(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>·12 H<sub>2</sub>O, senza però riuscire ad isolarlo; propose tuttavia il nome ''alumium'', dal [[Lingua latina|Latino]] ''alumen'', sale amaro (non ''alum'', che in latino è un tipo di aglio selvatico<ref>{{Cita web|url=https://www.dizionario-latino.com/dizionario-latino-italiano.php?lemma=ALUM100|titolo=DIZIONARIO LATINO OLIVETTI - Latino-Italiano|sito=www.dizionario-latino.com|accesso=2023-03-23}}</ref>), modificandolo poi in ''aluminium'';<ref>{{Cita web|url=https://www.vanderkrogt.net/elements/element.php?sym=Al|titolo=13. Aluminium - Elementymology & Elements Multidict|sito=www.vanderkrogt.net|accesso=2023-03-23}}</ref> in italiano il termine è divenuto alluminio.

Il primo scienziato ad isolare il metallo in forma impura fu [[Hans Christian Ørsted]] sfruttando la reazione tra l'amalgama di [[potassio]] ed [[Cloruro d'alluminio|AlCl<sub>3</sub>]]; [[Friedrich Wöhler]] è generalmente accreditato per aver isolato l'alluminio in forma massiva, nel [[1825]], migliorando il metodo di Ørsted.

[[Henri Sainte-Claire Deville]] introdusse il metodo di riduzione diretta del metallo, per via [[elettrolisi|elettrolitica]] a partire da NaAlCl<sub>4</sub> fuso, processo studiato in modo indipendente pure da [[Robert Wilhelm Bunsen|Bunsen]].

L'invenzione del [[processo di Hall-Héroult]] nel [[1886]], ovvero [[elettrolisi]] di allumina disciolta in [[criolite]] (Na<sub>3</sub>AlF<sub>6</sub>) rese economica l'estrazione dell'alluminio dai minerali,<ref name=howp/> ed è comunemente in uso in tutto il mondo.<ref name=Ull4>{{Cita|Ullmann's|cap. 4}}.</ref>

== Abbondanza e disponibilità ==
L'alluminio è uno degli elementi più diffusi sulla [[crosta terrestre]] (8,3% in peso), terzo dopo [[ossigeno]] (45,5%) e [[silicio]] (25,7%) e paragonabile al [[ferro]] (6,2%) e al [[Calcio (elemento chimico)|calcio]] (4,6%).

In natura si trova in minerali dove è sempre combinato con altri elementi (in particolare: zolfo, silicio e ossigeno).<ref name=howp>{{en}} [http://www.madehow.com/Volume-5/Aluminum.html How products are made - Aluminium]</ref> Uno dei minerali più ricchi di alluminio è la [[bauxite]], una roccia dal colore rosso bruno o giallo, diffusa soprattutto negli [[Stati Uniti d'America|Stati Uniti]], in [[Russia]], [[Guyana]], [[Ungheria]], nei territori dell'[[Repubblica Socialista Federale di Jugoslavia|ex Jugoslavia]]. La bauxite contiene circa il 45-60% di alluminio ed è il minerale maggiormente estratto per la produzione di alluminio.<ref name=howp/>

== Isotopi ==
L'alluminio è il terzo elemento per [[Abbondanza di elementi nella crosta terrestre|abbondanza]] sulla [[crosta terrestre]] (8,3% in peso) e il primo tra gli elementi metallici.<ref>{{Cita libro|autore=N. N. Greenwood|autore2=A. Earnshaw|titolo=Chemistry of the Elements|ed=2|anno=1997|editore=Butterworth - Heinemann|p=217|ISBN=0-7506-3365-4}}</ref> Come l'[[indio]] che lo segue nel gruppo 13 dopo il [[Gallio (elemento chimico)|gallio]], l'alluminio è un elemento [[Elemento monoisotopico|monoisotopico]],<ref>{{Cita web|url=https://ciaaw.org/monoisotopic-elements.htm|titolo=Monoisotopic elements {{!}} Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights|sito=ciaaw.org|accesso=2025-03-07}}</ref> in quanto l'unico suo [[isotopo]] stabile è il <sup>27</sup>Al; inoltre, è anche [[Elemento mononuclidico|mononuclidico]], dato che sulla crosta terrestre è presente essenzialmente solo tale isotopo. Questa circostanza circostanza permette di conoscere la sua [[massa atomica]] con grande [[accuratezza]]: 26,98153841 (24)&nbsp;u.<ref>{{Cita web|url=https://www.ciaaw.org/pubs/EXER-2000.pdf|titolo=ATOMIC WEIGHTS OF THE ELEMENTS: Review 2000 (IUPAC Technical Report|sito=ciaaw.org}}</ref>

L'isotopo <sup>27</sup>Al è un [[nuclide]] dotato di spin nucleare (''S'' = 5/2)<ref name=":0">{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/013.27/index2.html|titolo=Isotope data for aluminum-27 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-07}}</ref> e come tale è attivo alla spettroscopia di [[risonanza magnetica nucleare]] (<sup>27</sup>Al-RMN) e può essere usato per indagini sui suoi composti.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Mohamed|cognome=Haouas|nome2=Francis|cognome2=Taulelle|nome3=Charlotte|cognome3=Martineau|data=2016-05-01|titolo=Recent advances in application of 27Al NMR spectroscopy to materials science|rivista=Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy|volume=94-95|pp=11-36|accesso=2025-03-07|doi=10.1016/j.pnmrs.2016.01.003|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0079656516000042}}</ref>

Si conoscono 22 isotopi dell'alluminio, aventi [[Numero di massa|numeri di massa]] compresi tra ''A'' = 21 e ''A'' = 42.<ref name=":0" />

=== Isotopi radioattivi ===
Il <sup>2</sup><sup>5</sup>Al (spin 5/2) per il 99,9% dei casi decade per emissione di [[positrone]] ([[Decadimento beta|decadimento ''β<sup>+</sup>'']]) e, nello 0,083%, per [[cattura elettronica]] (''ε''), per dare in ogni caso [[magnesio]]-25, stabile;<ref>{{Cita web|url=https://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/decay?Al-25%20EC|titolo=Decay information|sito=atom.kaeri.re.kr|accesso=2025-03-07}}</ref> l'[[Emivita (fisica)|emivita]] complessiva è di soli 7,183&nbsp;secondi; le [[Energia di decadimento|energie rilasciate]] sono: Q''<sub>ε</sub>'' = 4&nbsp;276&nbsp;k[[Elettronvolt|eV]] e Q<sub>''β''+</sub> = 3&nbsp;254&nbsp;keV.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/015.29/index.dm.prod.html|titolo=Isotope data for phosphorus-29 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=1º agosto 2024}}</ref>

Il <sup>2</sup><sup>6</sup>Al (spin 5) per il 99,9% dei casi decade per emissione di positrone (''β<sup>+</sup>'') e, nello 0,08% per cattura elettronica (''ε''), per dare in ogni caso magnesio-26, stabile;<ref>{{Cita web|url=https://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/decay?Al-26%20EC|titolo=Decay information|sito=atom.kaeri.re.kr|accesso=2025-03-07}}</ref> l'emivita complessiva è di 716&nbsp;641&nbsp;anni; le energie rilasciate sono: Q''<sub>ε</sub>'' = 4&nbsp;004&nbsp;keV e Q<sub>''β''+</sub> = 2&nbsp;982&nbsp;keV.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/013.26/index.dm.html|titolo=Isotope data for aluminum-26 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-07}}</ref>

Il <sup>2</sup><sup>6</sup>Al è un nuclide [[Nuclide cosmogenico|cosmogenico]] e in natura è pertanto presente in tracce in quanto viene prodotto dall'[[argon]] nell'[[atmosfera terrestre]] per [[Spallazione nucleare|spallazione]] causata dall'impatto dei [[raggi cosmici]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Michal|cognome=Ben-Israel|nome2=Moshe|cognome2=Armon|nome3=ASTER|cognome3=Team|data=2024|titolo=Terrestrial cosmogenic nuclides 10Be and 26Al from the lower section of the Colorado River|lingua=en|accesso=2025-03-07|doi=10.1594/PANGAEA.945778|url=https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.945778}}</ref> Gli isotopi di alluminio hanno trovato un'applicazione pratica nella datazione dei sedimenti marini, dei [[noduli di manganese]], dei ghiacci nei ghiacciai, del [[quarzo]] nelle rocce e nelle meteoriti. Il rapporto tra <sup>26</sup>Al e [[berillio]]-10 (<sup>10</sup>Be) è stato usato per studiare il ruolo di trasporto, deposizione, sedimentazione ed erosione sulla scala temporale che va da 10<sup>5</sup> a 10<sup>6</sup> anni.<ref>{{Cita libro|nome=Alan P.|cognome=Dickin|titolo=Radiogenic isotope geology|url=https://onafarawayday.com/what-are-in-situ-cosmogenic-isotopes/|accesso=2025-03-07|edizione=2. ed, reprint|data=2008|editore=Cambridge Univ. Press|ISBN=978-0-521-53017-0}}</ref>

Questo isotopo venne usato per la prima volta negli studi sulla [[Luna]] e i [[meteorite|meteoriti]]. I frammenti di meteoriti che si staccano dal corpo principale, sono esposti a un intenso bombardamento di raggi cosmici durante il loro viaggio nello spazio, che causa una sostanziale produzione di <sup>26</sup>Al.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=R.|cognome=Grismore|nome2=R. A.|cognome2=Llewellyn|nome3=M. D.|cognome3=Brown|data=2001-04-30|titolo=Measurements of the concentrations of 26Al in lunar rocks 15555 and 60025|rivista=Earth and Planetary Science Letters|volume=187|numero=1|pp=163-171|accesso=2025-03-07|doi=10.1016/S0012-821X(01)00271-0|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0012821X01002710}}</ref> Dopo essere caduti sulla [[Terra]], lo scudo dell'atmosfera protegge i frammenti dall'ulteriore produzione di <sup>26</sup>Al, e il suo decadimento può essere usato per determinare la durata della loro presenza sulla [[Terra]]. La ricerca sui meteoriti ha anche mostrato che <sup>26</sup>Al era relativamente abbondante all'epoca della formazione del nostro sistema planetario.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=T.|cognome=Lee|nome2=D. A.|cognome2=Papanastassiou|nome3=G. J.|cognome3=Wasserburg|data=1977-01-01|titolo=Aluminum-26 in the early solar system: fossil or fuel?|rivista=The Astrophysical Journal|volume=211|pp=L107–L110|accesso=2025-03-07|doi=10.1086/182351|url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1977ApJ...211L.107L/abstract}}</ref> È possibile che l'energia rilasciata dal decadimento di <sup>26</sup>Al sia responsabile della rifusione e differenziazione di alcuni [[asteroide|asteroidi]] dopo la loro formazione 4,6 miliardi di anni fa.

Di questo isotopo è noto uno [[stato metastabile]], eccitato di 228&nbsp;keV rispetto al livello fondamentale (<sup>26m</sup>Al, spin 0, [[Isomeria nucleare|isomero nucleare]]) che decade nelle stesse modalità a magnesio-26, ma che invece ha un'emivita brevissima, 6,345 secondi.<ref>{{Cita web|url=https://atom.kaeri.re.kr/old/ton/index.html|titolo=Table of Nuclides|sito=atom.kaeri.re.kr|accesso=2025-03-07}}</ref>

Il <sup>28</sup>Al (spin 3), che viene appena dopo l'unico isotopo stabile, decade ''β<sup>−</sup>'' per dare silicio-28, stabile; l'emivita è di 2,241 minuti e l'energia rilasciata è di 4&nbsp;642&nbsp;keV.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/013.28/index.dm.html|titolo=Isotope data for aluminum-28 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-07}}</ref>

Il <sup>29</sup>Al (spin 5/2) decade ''β<sup>−</sup>'' per dare silicio-29, stabile; l'emivita è di 6,567 minuti e l'energia rilasciata è di 3&nbsp;680&nbsp;keV.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/013.29/index.dm.html|titolo=Isotope data for aluminum-29 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2025-03-07}}</ref>

== Caratteristiche ==
[[File:Aluminum Metal coinless.jpg|thumb|left|Blocco di alluminio]]

L'alluminio è un metallo leggero ma resistente. La sua densità è di 2,71&nbsp;g/cm³, a cui corrisponde un peso specifico di circa un terzo dell'[[acciaio]] e del [[rame]].

Altre proprietà salienti dell'alluminio sono:
* eccellente resistenza alla [[corrosione]] e durata; il suo aspetto grigio argento è dovuto ad un sottile strato di ossidazione (detto "film di [[passivazione]]") che si forma rapidamente quando è esposto all'aria e che previene la corrosione<ref name=howp/> bloccando il passaggio dell'[[ossigeno]] verso l'alluminio sottostante;
* alta conducibilità termica ed elettrica (circa due terzi di quella del rame);
* [[paramagnetismo]];
* eccellente [[malleabilità]] e [[duttilità]], grazie alle quali può essere lavorato facilmente; è il secondo metallo per [[malleabilità]] e sesto per [[duttilità]];
* elevata [[Plasticità (fisica)|plasticità]];
* basso potere radiante;
* non genera scintille per sfregamento;
* saldabilità: moltissime leghe di alluminio sono saldabili con normali [[#Saldatura MIG|tecniche MIG]], [[#Saldatura TIG|TIG]] e saldo brasatura, altre, in particolare quelle contenenti [[rame]], non sono saldabili. In ogni caso il processo di saldatura deve essere effettuato con l'uso di gas inerti o paste, che producono gas ionizzanti, per evitare la formazione di [[Ossido di alluminio|allumina]].
* superficie dei particolari trattabile con ossidazione anodica o protettiva (passivazione chimica e aumento della durezza superficiale, che può superare in 50&nbsp;HRC) o estetica (elettrocolorazione).
* l'alluminio è facilmente riciclabile
* la massa volumica è molto bassa (2,7 kg/dm³)

Quando si combina con altri elementi, le caratteristiche di questo metallo, che allo stato puro è tenero e duttile, cambiano radicalmente. Ad esempio l'[[ossido di alluminio]] (Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) o [[corindone]] (i cristalli trasparenti della migliore qualità sono più conosciuti come [[zaffiro|zaffiri]] e [[rubino|rubini]]), è la sostanza naturale più dura dopo il [[diamante]], con durezza relativa 9 nella [[scala di Mohs]].

=== Leghe di alluminio ===
Pochi elementi in natura si prestano a formare un numero così elevato di [[Lega (metallurgia)|leghe]] come l'alluminio. Per migliorare le caratteristiche meccaniche si aggiungono all'alluminio determinati quantitativi di elementi alliganti.

Per quanto riguarda le leghe metalliche formate dall'alluminio, le peculiarità in comune per tutte sono:
* Bassa temperatura di fusione (compresa tra i 510 ed i 650&nbsp;°C)<ref>"Bassa" se confrontata con le temperature di fusione degli altri metalli.</ref>
* Bassa densità, compresa tra 2,66 e 2,85 g/cm³
* Elevatissima conducibilità elettrica e termica
* Contenuto di alluminio maggiore del 70%.

Gran parte degli elementi metallici sono solubili nell'alluminio, tuttavia [[rame]] (Cu), [[silicio]] (Si), [[magnesio]] (Mg), [[zinco]] (Zn), [[manganese]] (Mn), [[nichel]] (Ni) sono i leganti utilizzati per l'alluminio a costituire le leghe madri; accanto ad essi si possono impiegare elementi che migliorano alcuni aspetti prestazionali delle leghe, conosciuti come correttivi. Si trovano aggiunte, per scopi particolari, piccole percentuali di [[titanio]], [[zirconio]], [[cromo]], [[bismuto]], [[piombo]], [[cadmio]], [[scandio]], [[litio]], [[berillio]] ed anche [[Stagno (elemento chimico)|stagno]] e [[ferro]], quest'ultimo peraltro sempre presente come impurezza. Quando gli [[Elemento chimico|elementi]] sopra menzionati vengono aggiunti all'alluminio di base da soli si hanno leghe binarie, quando aggiunti a due a due o a tre a tre si hanno rispettivamente leghe ternarie o leghe quaternarie. Ogni elemento possiede il suo particolare effetto, per esempio:

* Silicio: migliora la colabilità e riduce il coefficiente di dilatazione; nelle leghe ipereutettiche (Si>12%) conferisce alla lega un certo potere autolubrificante.
* Magnesio: aumenta la resistenza alla corrosione in ambiente alcalino e in mare; aumenta il grado di incrudimento e di conseguenza le caratteristiche meccaniche conferibili al materiale per deformazione a freddo.
* Manganese: aumenta la resistenza meccanica e alla corrosione anche se in maniera più contenuta del magnesio; è elemento fondamentale per ridurre la formazione di precipitati ferrosi aghiformi (noti come "punte di spillo").
* Rame: accresce la resistenza meccanica, soprattutto a caldo, la resilienza e la resistenza a fatica; rende non saldabile la lega.
* Zinco: soprattutto se associato al magnesio, conferisce un'elevata [[resistenza meccanica]], migliora la temprabilità delle leghe (con Zn>4% e Cu<1% si ottengono leghe autotempranti), ma riduce la resilienza e l'elasticità del materiale.
* Nichel: accresce la [[resistenza meccanica]] a caldo.

== Produzione ==
[[File:Aluminiumproduzenten.png|thumb|upright=1.8|I maggiori paesi produttori di alluminio.{{chiarire||fornire fonte e esatto riferimento storico (anno)}}]]
[[File:Aluminium - world production trend.svg|thumb|upright=1.4|Produzione mondiale di alluminio.]]

La produzione industriale dell'alluminio risale a poco più di 150 anni fa, nonostante sia uno dei metalli più [[Abbondanza chimica|abbondanti]] sulla [[crosta terrestre]]. Ciò è dovuto alla necessità di separarlo dai minerali in cui è contenuto, essendo molto raro in forma libera. Per tale motivo in passato era considerato un [[metallo prezioso]], con un valore superiore a quello dell'[[oro]].

Il principale minerale d'alluminio è la [[bauxite]]: un ossido-idrossido misto di alluminio, dalla composizione molto variabile a seconda dei giacimenti. Può pertanto contenere [[Ossido di alluminio|Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]] 40-60%, [[acqua|H<sub>2</sub>O]] 12-30%, [[silice|SiO<sub>2</sub>]] 1-15%, [[ossido ferrico|Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]] 7÷30%, e altri composti quali [[Titanio#Composti|ossidi di titanio]], [[vanadio]], [[fosforo]], o [[Fluoruro|fluoruri]].

L'alluminio non può essere prodotto dalla bauxite tramite riduzione con [[carbonio]], come avviene per il ferro. Viene invece prodotto con un procedimento in due stadi successivi, che sono:
# Produzione di [[allumina]] Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> dalla bauxite ([[processo Bayer]]);
# Elettrolisi di allumina fusa in [[criolite]]<ref name=Rolla373/> ([[processo di Hall-Héroult]]).

{{cn|Il [[Canada]], anche se non è uno dei maggiori produttori di bauxite, rientra tra i primi produttori di alluminio, dopo [[Cina]], [[India]] e [[Russia]].}}{{chiarire||fornire fonte e esatto riferimento storico (anno)}} Infatti grazie ai suoi potenti impianti idroelettrici, dispone di grandi quantità di energia elettrica a basso costo, quindi importa la bauxite ed esporta l'alluminio metallico. Nonostante l'elevato costo dell'elettrolisi, l'alluminio è comunque un metallo sufficientemente economico ed è quindi ampiamente utilizzato. L'alluminio può essere estratto anche dall'argilla, ma il processo diventa più costoso e il suo costo dipende molto anche dal luogo di estrazione.

{| class="wikitable" align=center
! colspan=3|I maggiori produttori di alluminio nel 2019<ref>[https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021-aluminum.pdf Statistiche sulla produzione di alluminio por USGS]</ref>
|-
! Posizione
! Paese
! Produzione (milioni di tonnellate)
|-
| 1 || {{CHN}}||align=right| 35,00
|-
| 2 || {{IND}}||align=right| 3,64
|-
| 2 || {{RUS}}||align=right| 3,64
|-
| 4 || {{CAN}}||align=right| 2,85
|-
| 5 || {{UAE}}||align=right| 2,60
|-
| 6 || {{AUS}}||align=right| 1,57
|-
| 7 || {{NOR}}||align=right| 1,40
|-
| 8 || {{BHR}}||align=right| 1,37
|-
| 9 || {{USA}}||align=right| 1,09
|-
| 10 || {{ISL}}||align=right| 0,84
|-
|}

=== Processo Bayer ===
{{vedi anche|Processo Bayer}}

L'allumina si ottiene trattando la bauxite con [[idrossido di sodio]] concentrato a caldo, che reagendo con l'alluminio produce [[idrossido di alluminio]], che calcinato a {{M|1200|ul=°C}} si decompone in ossido di alluminio e acqua.

Oggi questa operazione rientra all'interno del ciclo di lavorazione detto ''[[processo Bayer]]''.

=== Processo di Hall-Héroult ===
{{vedi anche|Processo di Hall-Héroult}}
[[File:Processo di Hall-Héroult.svg|thumb|upright=1.4|Schema del processo di Hall-Héroult]]

Per un periodo l'alluminio costò più dell'oro, ma i prezzi scesero fino a collassare quando nel [[1886]] venne messo a punto, in Francia da [[Paul-Louis-Toussaint Héroult|Paul Héroult]] e in America da [[Charles Martin Hall]], il metodo [[elettrolisi|elettrolitico]] di produzione dell'alluminio a partire da [[Ossido di alluminio|allumina]] (ossido di alluminio, Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>).<ref name=Ull4/>

Nel [[processo di Hall-Héroult]] l'alluminio viene prodotto in una [[cella elettrolitica]] in cui l'[[elettrolita]] è costituito da un bagno di [[criolite]] e [[Ossido di alluminio|allumina]]. L'alluminio fuso viene prodotto al [[catodo]], che è costituito da una vasca di [[materiale refrattario]] all'interno del quale sono posizionate delle barre portacorrente (che fungono da [[elettrodo]]).

=== Prodotti di scarto e inquinamento ===
{{S sezione|chimica}}
Tra i principali rifiuti della produzione di alluminio c'è il cosiddetto [[fango rosso]], tossico per l'ambiente a causa della sua alcalinità ([[pH]] 10-13)  e difficilmente smaltibile.<ref name="hand">{{Cita libro|url= http://books.google.de/books?id=WvT2OEf8DskC&pg=PA18 |p= 18 |capitolo= Red Mud Disposal |titolo= Handbook of aluminium recycling | isbn = 978-3-8027-2936-2 |autore-capitolo1= Schmitz, Christoph |anno= 2006}}</ref><ref name="waste">{{en}} {{Cita libro|url= http://books.google.de/books?id=87_snenwV5MC&pg=PA292 |pp= 292-295 |capitolo= Red Mud Utilization |titolo= Waste materials used in concrete manufacturing | isbn = 978-0-8155-1393-3 |autore-capitolo1= Chandra, Satish |data= 31 dicembre 1996}}</ref><ref name="indust">{{en}} {{Cita libro|url= http://books.google.de/books?id=zNicdkuulE4C&pg=PA258 |pp= 258-259 |capitolo= Bauxite |titolo= Industrial minerals & rocks: commodities, markets, and uses | isbn = 978-0-87335-233-8 |autore-capitolo1= Mining, Society for |autore-capitolo2= Metallurgy, |autore-capitolo3= , Exploration U.S |data= 5 marzo 2006}}</ref>

== Saldatura dell'alluminio ==
=== Saldatura TIG ===
{{vedi anche|Saldatura TIG}}
[[File:TIG Weld low magnification.jpg|thumb|left|[[Saldatura TIG]] (ingrandimento).]]

Esistono tecniche di saldatura specifiche per l'alluminio, in particolare la [[saldatura TIG|tecnica TIG]] (''Tungsten Inert Gas''), in modalità alternata; la saldatura avviene per mezzo di un arco elettrico scoccato tra il pezzo da saldare e un [[elettrodo]] in [[tungsteno]] specifico per saldatura alluminio; l'arco è sotto protezione gassosa (si usa generalmente [[argon]], più raramente [[elio]]) che evita la formazione di ossido (Allumina) dovuto alla naturale reazione alle alte temperature dell'alluminio con l'ossigeno. In pratica se l'allumino surriscaldato entrasse in contatto con l'ossigeno dell'aria, formerebbe immediatamente l'ossido che provocherebbe una saldatura poco resistente. Per evitare questo il gas inerte viene soffiato da una cannula vicino all'elettrodo durante la saldatura, in modo che in quel punto sia evitato il contatto tra l'alluminio fuso e l'ossigeno dell'aria.

Nonostante la protezione del gas inerte, si forma comunque uno strato di ossido che rende difficile la saldatura. Per rompere tale strato è necessario fare in modo che la corrente fluisca dal pezzo verso l'elettrodo (decappaggio), mentre per saldare è necessario che la corrente fluisca dall'elettrodo verso il pezzo (trasferimento di calore/penetrazione). Per questo si usa la corrente alternata (AC): durante la semionda negativa salda, mentre durante quella positiva rompe l'ossido; in questo modo si ha la possibilità di saldare direttamente "pezzo su pezzo".

=== Saldatura MIG ===
{{vedi anche|Saldatura MIG/MAG}}
[[File:MIG cut-away.svg|thumb|Schema di funzionamento di una torcia per [[Saldatura MIG/MAG|saldatura MIG]].]]

Altro modo di saldare l'alluminio è l'utilizzo di [[Saldatura MIG/MAG|macchinari tipo MIG]] (''Metal Inert Gas''); in questo caso il filo di saldatura è in una bobina che scorrendo attraverso una guida all'interno della torcia di saldatura, spinto o trascinato da rulli, permette il riporto del materiale necessario per la fusione, sempre con arco elettrico in protezione gassosa ([[Argon|Ar]]). A differenza della saldatura TIG, l'arco elettrico è scoccato dal filo nel processo MIG e non da un elettrodo come nel TIG.

La saldatura dell'alluminio con macchinari MIG è molto più veloce, ma esteticamente meno apprezzabile rispetto alla saldatura TIG a causa degli spruzzi di materiale che si generano dall'arco elettrico scoccato che non parte da un elettrodo al tungsteno, ma direttamente dal filo di riporto generando schizzi di alluminio fuso che si fissano sulle zone vicine al punto di saldatura.

=== Brasatura ===
In alternativa è spesso usata la brasatura, che si fa con specifiche bacchette di riporto per brasatura (le più comuni sono leghe di alluminio e [[magnesio]], alluminio e zinco, o alluminio e [[silicio]]) contenenti un'anima di flussante. Fondendo a temperature significativamente inferiori a quella di fusione dell'alluminio, permettono di ottenere ottimi risultati anche a livello hobbistico senza l'utilizzo di macchinari specifici.

== Applicazioni ==
Che venga misurato in termini di quantità o di valore, l'uso dell'alluminio oltrepassa quello di tutti gli altri metalli ad eccezione del [[ferro]], ed è importante praticamente in tutti i segmenti dell'economia mondiale. L'alluminio puro è soffice e debole, ma può formare leghe con piccole quantità di [[rame]], [[magnesio]], [[manganese]], [[silicio]] e altri elementi, che hanno un'ampia gamma di proprietà utili.

Tali leghe vengono utilizzate anche in campo aeronautico e aerospaziale. Quando l'alluminio viene fatto evaporare nel vuoto forma un rivestimento che riflette sia la [[Spettro visibile|luce visibile]] che il [[Radiazione termica|calore radiante]]. Questi rivestimenti formano un sottile strato protettivo di ossido di alluminio che non si deteriora come fanno i rivestimenti di [[argento]]. L'alluminio viene usato anche come rivestimento per gli specchi dei [[telescopio|telescopi]].

Alcuni dei molti campi in cui viene usato l'alluminio sono:
* Trasporti (in quasi ogni tipo di mezzo di trasporto)
* Imballaggio (lattine, pellicola d'alluminio, ecc.)
* Costruzioni (finestre, porte, strutture per facciate continue, rivestimenti metallici, in lamiera scatolata alla pressopiegatrice, ecc.)
* Beni di consumo durevoli (elettrodomestici, attrezzi da cucina, ecc.)
* Linee elettriche<ref>Anche se la sua [[conduttività elettrica]] è solo il 60% di quella del [[rame]] viene impiegato sulle linee aeree per il suo peso ridotto e per quelle in cavo a causa dell'elevato costo del rame.</ref>
* Macchinari.
* Ottiche, quali cannocchiali e binocoli portatili.
* Armi da fuoco e parti di esse. Fusti, carcasse, telai, componenti di scatto, mira, calciature, basi e anelli per sistemi di puntamento e mira, ecc. Utilizzato ove possibile per il peso ridotto e la resistenza agli agenti atmosferici, oggi è in parte soppiantato da materiali plastici e compositi.
* Bossoli e proiettili per munizioni. Poco utilizzati e diffusi.

Il suo ossido, l'[[allumina]], si trova in natura sotto forma di [[corindone]], [[Hercynite|smeriglio]], [[rubino]], e [[zaffiro]] ed è usato nella produzione del [[vetro]]. Rubini e zaffiri sintetici sono usati nei [[laser]] per la produzione di [[Coerenza (fisica)|luce coerente]].

L'alluminio in polvere si ossida in maniera energica e per questo ha trovato uso nei propellenti solidi per i razzi (specie sotto forma di [[alluminio scuro]] detto anche alluminio pirotecnico).
Per il medesimo motivo viene utilizzato nel processo di saldatura [[alluminotermia|alluminotermica]], mescolato con ossido di ferro per formare la [[Termite (miscela incendiaria)|termite]], secondo la seguente [[Reazione chimica#Reazioni endotermiche ed esotermiche|reazione esotermica]]:<ref name="Rolla374">{{Cita|Rolla|P. 374}}.</ref>

:<chem>2 Al + Fe2O3 -> Al2O3 + 2 Fe</chem>

Il [[calore]] sprigionato da tale reazione è pari a {{M|830|ul=kJ}}.<ref name=Rolla374/>

<gallery>
File:Drinking can ring-pull tab.jpg|Una [[lattina]] in alluminio
File:Alum flask.jpg|Una [[borraccia]] in alluminio
File:Mokabryggare.JPG|[[Caffettiera]] [[moka]] in alluminio
File:Ladel aluminium 18j07.JPG|[[Mestolo]] in alluminio
File:Alufolie2.jpg|Fogli di alluminio per alimenti
File:Aluminum Christmas tree2.jpg|[[Albero di Natale]] artificiale in alluminio
File:Seattle Times Building detail 01.jpg|Decorazione di un infisso in alluminio
File:Aluminium coins.jpg|Monete in alluminio
File:Shimanoxtrspider.jpg|[[Pacco pignoni]] di bicicletta con pignoni in acciaio e supporto in alluminio
File:Power Mac G5 hero left.jpg|[[Case (hardware)|Case]] di un computer in alluminio
File:PC heat sink-topside-aluminium.jpg|[[Dissipatore (elettronica)|Dissipatori di calore]] in alluminio
File:Morin Jean-Pierre-Convergence.JPG|''Convergence'', scultura in alluminio di [[Jean-Pierre Morin]]
</gallery>

== Riciclaggio dell'alluminio ==
{{vedi anche|Riciclaggio dell'alluminio}}
[[File:Pressed-cans.jpg|thumb|left|Blocchi di lattine di alluminio compresso presso l'impianto di riciclaggio di Central European Waste Management.]]
[[File:Recycling-Code-41.svg|70px|thumb|[[Codici universali internazionali di riciclaggio|Codice di riciclaggio]] dell'alluminio.]]

Il recupero di questo metallo dai rifiuti (attraverso il [[Riciclaggio dei rifiuti|riciclaggio]]) è diventato una parte importante dell'industria dell'alluminio. Il riciclaggio dell'alluminio è una pratica comune fin dai primi del [[anni 1900|Novecento]]. Era comunque un'attività a basso profilo fino ai primi [[anni 1960|anni sessanta]] quando il riciclaggio dell'alluminio delle lattine pose questa pratica sotto l'attenzione pubblica. Le fonti per il riciclaggio dell'alluminio comprendono automobili e serramenti, elettrodomestici, contenitori e altri prodotti. Il riciclaggio è molto conveniente: infatti produrre un chilo di alluminio pronto all'uso a partire da scarti costa meno di {{M|1|ul=kWh}}, contro i 13-14 circa della produzione dal minerale.

== Precauzioni ==
{{EtichettaUE
|simbolo1=facilmente infiammabile
|avvertenza=attenzione
|frasiR=15-17
|frasiS=2-7/8-43
|frasiH={{FrasiH|228|261}}
|consigliP={{ConsigliP|210|370+378|402+404}}<ref>In caso di incendio estinguere con sabbia asciutta o estintori a schiuma.</ref><ref>scheda dell'alluminio in polvere su {{Cita web | 1 = http://gestis-en.itrust.de | 2 = IFA-GESTIS | accesso = 4 giugno 2021 | dataarchivio = 16 ottobre 2019 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20191016183546/http://gestis-en.itrust.de/ | urlmorto = sì }}; l'alluminio in pezzi è considerato non pericoloso.</ref>
}}

L'alluminio puro è un materiale combustibile facilmente infiammabile con l'ossigeno, per questo andrebbe sempre evitato nella composizione di tubazioni o strumenti di misura quando si ha a che fare con ossigeno puro o in alta concentrazione:<ref>{{cita web|1=http://www.cdc.gov/niosh/ipcsneng/neng0988.html|2=ICSC:NENG0988 International Chemical Safety Cards (WHO/IPCS/ILO) &#124; CDC/NIOSH|lingua=en|accesso=16 maggio 2010|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20100519132325/http://www.cdc.gov/niosh/ipcsneng/neng0988.html|dataarchivio=19 maggio 2010|urlmorto=sì}}</ref>

:<chem>4 Al + 3 O2 -> 2 Al2O3</chem>

e molto reattivo in [[acqua]], nei confronti di ossidanti forti, basi e acidi forti.

:<chem>2 Al + 6 H2O -> 3H2 + 2 Al(OH)3</chem>

Reagisce inoltre con gli [[alcoli]] e con gli [[alogenuri alchilici]] formando composti metallo-organici.
La maggior parte della letteratura è concorde nel considerare l'alluminio non pericoloso per la salute umana<ref>Ullmanns Encyclopedia of industrial chemistry</ref> in quanto esso viene scarsamente assimilato nel tratto gastrointestinale e viene espulso tramite la funzione renale. Si ritiene tuttavia che, in caso di contatto prolungato, le polveri di alluminio abbiano effetti negativi sui polmoni. Una bassa percentuale della popolazione è allergica all'alluminio, e sperimenta [[dermatite|dermatiti]] da contatto, problemi digestivi e l'incapacità di assorbire le sostanze nutritive se mangiano cibo cotto in pentole d'alluminio, vomito e altri sintomi di [[avvelenamento]] qualora vengano ingeriti farmaci contenenti [[Antiacido|antiacidi]] a base di idrossidi di alluminio e magnesio come il ''[[Antiacido|Maalox<sup>®</sup>]]'' o alcuni [[Antidiarroico|prodotti contro la diarrea]].

Le principali cause di assunzione di alluminio sono l'uso indiscriminato di farmaci antiacidi e antidiarroici a base di idrossido di alluminio, stoviglie e pentole di alluminio nudo (in particolare se vi si lasciano cibi acidi come il pomodoro dopo la cottura), caffettiere in alluminio, cibi e bevande contenuti in barattoli, [[lattina|lattine]] o [[Alluminio per confezionamento|fogli]], che possono essere lentamente corrosi favorendo la dissoluzione di alluminio negli alimenti, l'uso di deodoranti con cloridrato di alluminio e di quelli "naturali" come l'allume di rocca (esistono dubbi sulla possibilità di assorbimento cutaneo, in base allo spessore della molecola e alla presenza di microlesioni della cute, ovvero l'assenza di sostanze additive in grado di [[Chelazione|chelare]] l'alluminio prevenendone l'assorbimento). Il solfato e il fosfato di alluminio sono un comune componente del lievito per uso alimentare al fine di ritardare la lievitazione (quindi assente nel lievito chimico in polvere ad azione rapida).

== Note ==
<references/>

== Bibliografia ==
* {{cita libro | nome= Francesco | cognome= Borgese | titolo= Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico | editore= CISU | città= Roma | anno= 1993 | isbn= 88-7975-077-1 | url= http://books.google.it/books?id=9uNyAAAACAAJ}}
* {{cita libro | autore= R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto | titolo= Tavola periodica e proprietà degli elementi | editore= Edizioni V. Morelli | città= Firenze | anno= 1998 | cid= Tavola periodica e proprietà degli elementi | url= http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html | urlmorto= sì | urlarchivio= https://web.archive.org/web/20101022060832/http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html | dataarchivio= 22 ottobre 2010 }}
* {{cita libro | cognome= Rolla | nome= Luigi | titolo= Chimica e mineralogia. Per le Scuole superiori | editore= Dante Alighieri |ed= 29 | anno= 1987 |cid= Rolla }}
* {{cita libro | cognome= Frank | nome= William B. | coautori= Warren E. Haupin | titolo= Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, "Aluminium" | doi = 10.1002/14356007.a01_459 |editore= Wiley-VCH | città= | anno= 2000 |lingua= inglese |cid= Ullmann's}}

== Voci correlate ==
{{Div col}}
* [[Aldrey]]
* [[Alluminio nativo]]
* [[Alumetal]]
* [[Consorzio imballaggi alluminio]]
* [[Peraluman]]
* [[Duralluminio]]
* [[Formiato d'alluminio]]
* [[Leghe di alluminio]]
* [[London Metal Exchange]]
* [[Processo di Hall-Héroult]]
* [[Rusal]]
* [[Unione nazionale costruttori serramenti alluminio acciaio leghe]]
* [[Cubo (Bruno Munari)]]
{{Div col end}}

== Altri progetti ==
{{interprogetto|wikt=alluminio|wikt_etichetta=alluminio|preposizione=sull'}}

== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{Cita web|http://www.thermopedia.com/content/555|Aluminium|sito=Thermopedia|lingua=en}}
* {{Cita web|http://www.aluminum-production.com|La produzione di alluminio primario|lingua=en}}
* {{Cita web|https://www.salute.gov.it/imgs/C_17_pubblicazioni_2608_allegato.pdf|Istituto Superiore della Sanità, Esposizione all'alluminio}}
{{Elementi chimici}}
{{Controllo di autorità}}
{{Portale|chimica|cucina}}

[[Categoria:Alluminio| ]]
[[Categoria:Additivi alimentari]]
[[Categoria:Elementi chimici]]
[[Categoria:Materiali riciclabili]]