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L'Aluminium
Elément métallique de symbole Al et de numéro atomique 13, élément le plus abondant dans la croûte terrestre. Origine Le chimiste danois Hans Christian Ørsted isola l’aluminium pour la première fois en 1825, par une réaction chimique impliquant un amalgame au potassium. Entre 1827 et 1845, le chimiste allemand Friedrich Wöhler améliora le procédé d’Ørsted en utilisant le potassium métallique. Il fut le premier à mesurer la densité de l’aluminium et à montrer sa légèreté. En 1854, en France, Henri Sainte-Claire Deville obtint le métal en réduisant le chlorure d’aluminium avec le sodium. Aidé par le soutien financier de Napoléon III, Deville créa une usine expérimentale à grande échelle et exposa l’aluminium pur à l’Exposition internationale de Paris en 1855.État naturel L’aluminium est le constituant métallique le plus abondant de la croûte terrestre. Seuls les éléments non métalliques, oxygène et silicium, sont plus répandus. Le principal minerai d’aluminium est la bauxite. On trouve couramment l’aluminium sous forme de silicate d’aluminium seul ou mélangé avec d’autres métaux, tels que le sodium, le potassium, le fer, le calcium et le magnésium, mais jamais à l’état libre. Préparation La principale source commerciale de l’aluminium et de ses composés est la bauxite. Ce minerai est majoritairement constitué d’oxyde d’aluminium hydraté impur. En 1886, Charles Martin Hall, aux États-Unis, et Paul L. T. Héroult, en France, découvrirent indépendamment que l’oxyde d’aluminium, ou alumine, se dissout dans le cryolite (Na3AlF6) et peut ensuite être décomposé par électrolyse pour donner le métal brut en fusion . Le procédé Hall-Héroult est toujours la méthode fondamentale utilisée dans la production commerciale de l’aluminium, même si de nouvelles méthodes sont à l’étude. La pureté du produit obtenu atteint 99,5% dans un lingot commercial d’aluminium. Par un raffinage ultérieur, le degré de pureté peut s’élever à 99,99 %.Propriétés L’aluminium est un métal argenté, léger, de masse atomique 26,98. Il fond à 660!°C, bout à 2 467!°C et a une densité de 2,7. C’est un métal très électropositif et extrêmement réactif. Au contact de l’air, il se couvre rapidement d’une couche résistante et transparente d’oxyde d’aluminium qui le protège de la corrosion. C’est pourquoi les matériaux en aluminium ne ternissent pas et ne se corrodent pas.L’aluminium réduit de nombreux autres composés métalliques en leur métal de base. Par exemple, lorsque l’on chauffe une thermite (mélange d’oxyde de fer en poudre et d’aluminium), l’aluminium élimine rapidement l’oxygène du fer et la chaleur de la réaction est suffisante pour faire fondre le fer. Ce phénomène est la base de l’aluminothermie, procédé de soudage du fer. L’oxyde d’aluminium est amphotère : il a en même temps des propriétés acides et basiques. Les composés d’aluminium les plus importants sont les oxydes, les hydroxydes, les sulfates et les mélanges de sulfates. Le chlorure d’aluminium anhydre est utilisé dans les industries pétrolières et pétrochimiques. De nombreuses pierres précieuses, comme le rubis et le saphir, sont essentiellement constituées d’oxyde d’aluminium.Utilisations Pour le même volume, l’aluminium est trois fois plus léger que l’acier. Les seuls métaux plus légers que l’aluminium sont le lithium, le béryllium et le magnésium. L’aluminium a un rapport résistance mécanique !/!masse élevé. Il est utilisé dans la construction des avions, des wagons de chemin de fer, des voitures et bien d'autres. En raison de sa conductivité calorifique élevée, l’aluminium est utilisé dans les ustensiles de cuisine et dans les pistons des moteurs à combustion interne.Il est aussi utilisé dans l’architecture ornementale et dans la construction. Les revêtements extérieurs en aluminium, les contre-fenêtres et les feuilles d’aluminium sont de bons isolants. Ce métal est également utilisé dans les réacteurs nucléaires à basse température, car il absorbe relativement peu de neutrons. Refroidi, l’aluminium devient mécaniquement plus résistant et conserve sa dureté. On peut donc l’utiliser aux températures cryogéniques. Le papier d’aluminium de 0,018 cm d’épaisseur . En raison de sa légèreté, de sa malléabilité, de sa compatibilité alimentaire, il est largement utilisé dans les conteneurs, les emballages flexibles, les bouteilles et les boîtes de conserve faciles à ouvrir. En raison de sa résistance à la corrosion par l’eau de mer, l’aluminium est utilisé dans les coques des bâteaux et dans d’autres dispositifs aquatiques. |
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