Nhôm có những tính chất và đặc điểm riêng, giúp nó trong việc xây dựng nên tính ứng dụng vào thực tiễn. Trong thực tế, nhôm sau khi được khai thác trong các quặng boxit, tập trung nhiều của các vùng núi cao hay có địa hình như cao nguyên sẽ được đưa về nhà máy, sau quá trình tách nhôm ra khỏi quặng, ta mới có nhôm theo dạng nguyên chất.
Sau đó, các nhà máy sẽ nhập nguyên liệu về và tạo thành hợp kim phù hợp cho ngành nghề ứng dụng. Ví dụ hợp kim 6063-T5 được sử dụng cho ngành xây dựng, kiến trúc; Hợp kim 6061 được ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác.
Những tính chất của nhôm trong tự nhiên
Tính chất vật lý của nhôm
Nhờ những tính chất vật lý và hóa học phù hợp mà nhôm được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực sản xuất hiện nay.
Theo Wikipedia (trang bách khoa toàn thư mở trực tuyến), nhôm là một kim loại mềm (chỉ đứng sau vàng), nhẹ với màu trắng bạc ánh kim mờ, vì có một lớp mỏng oxy hóa tạo thành rất nhanh khi nó để trần ngoài không khí. Tỷ trọng riêng của nhôm chỉ khoảng ⅓ sắt hay đồng, dễ uốn và dễ dàng gia công trên máy móc hay đúc.
Nhôm có khả năng chống ăn mòn và bền vững do lớp oxit bảo vệ. Nó cũng không nhiễm từ và không cháy khi để ở ngoài không khí ở điều kiện thông thường.
Sức bền của nhôm tinh khiết là 7–11 MPa (đơn vị đo áp suất trong hệ thống đo lường quốc tế), trong khi hợp kim nhôm có độ bền từ 200 MPa đến 600 MPa. Các nguyên tử nhôm sắp xếp thành một cấu trúc lập phương tâm diện.
Khi nhắc tới tính chất của nhôm, và cụ thể là tính chất vật lý, ta không thể không nhắc tới tính dẫn điện của nhôm hay dẫn nhiệt tốt của hợp chất này. Nhôm nóng chảy ở nhiệt độ 660oC.
Bằng mắt thường, ta có thể thấy nhôm có màu trắng bạc, cứng, bền và dai. Người ta có thể dễ dàng kéo sợi hay dát mỏng nhôm. Khối lượng riêng của nhôm là 2,7g/ cm3.
Tính chất hóa học và hợp chất có trong nhôm
Tác dụng với các phi kim
Trên thực tế, các vật liệu được làm từ nhôm đều có một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt. Nhôm phản ứng được với oxi trên bề mặt. Vì khi phản ứng, nhôm sẽ tạo ra một lớp màng oxit bao phủ bề mặt. Qua đó bảo vệ và ngăn cản nhôm tác dụng với oxi để tạo ra oxit.
- 2Al + 3O2 => Al2O3
Al2O3 là một oxit lưỡng tính, vì thế tính chất hóa học của Al2O3 sẽ thuộc dạng một oxit lưỡng tính. Tức là nó có thể phản ứng với cả axit và bazơ.
Bên cạnh đó, nhôm còn phản ứng được với các phi kim khác để tạo ra muối.
Ví dụ:
- 2Al + 3Cl2 => 2AlCl3
- 2Al + 3S => Al2S3
Tác dụng với nước
Trên thực tế, Al sẽ không phản ứng được với nước vì được bảo vệ bởi lớp oxit mỏng. Khi lớp oxit được phá bỏ, nguyên tố al phản ứng trực tiếp với nước.
2Al + 6H2O => 2Al(OH)3 + 3H2
Tác dụng với oxit của kim loại kém hoạt động hơn (phản ứng nhiệt nhôm)
Al có thể khử được oxit của các kim loại đứng sau nó trong dãy hoạt động hóa học:
2Al + 3FeO => Al2O3 + 3Fe
Tác dụng với dung dịch axit
Với các axit khác nhau, nhôm sẽ có phản ứng khác nhau.
Cụ thể:
- Với các axit HCl và H2SO4 loãng, nhôm có thể dễ dàng phản ứng và tạo ra muối và hidro: 2Al + 6HCl => 2AlCl3 + 3H2
- Với H2SO4 loãng: 2Al + 3H2SO4 => Al2(SO4)3 + 3H2
- Với các axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3 hoặc H2SO4 đậm đặc:
- Al + 4HNO3 => Al(NO3)3 + NO + 2H2O
- Al + 6HNO3 => Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
- 2Al + 6H2SO4 => Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Tác dụng với dung dịch bazơ
Al có thể dễ dàng tham gia những phản ứng với các dung dịch kiềm:
Al + NaOH + H2O => NaAlO2 + 1,5H2
Trước tiên, Al tham gia phản ứng với nước sau đó sẽ sinh ra Al(OH)3. Đây là một hidroxit lưỡng tính có thể tan được trong dung dịch kiềm.
Tác dụng với dung dịch muối
Al có thể đẩy được kim loại đứng sau trong dãy hoạt động kim loại ra khỏi dung dịch muối của chúng:
2Al + 3CuSO4 => Al2(SO4)3 + 3Cu
Phản ứng nhiệt nhôm
Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng hóa học tỏa nhiệt trong đó nhôm là chất khử ở nhiệt độ cao. Ví dụ nổi bật nhất là phản ứng nhiệt nhôm giữa oxit sắt III và nhôm:
- Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3
Một số phản ứng khác như:
- 3CuO + 2Al → Al2O3 + 3Cu
- 8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
- 3Mn3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9Mn
- Cr2O3 + 2 Al→ Al2O3 + 2Cr
Phản ứng nhiệt nhôm còn được sử dụng để điều chế các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao (như crôm hay Von farm). Do tính chất thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội, người ta sẽ sử dụng thùng nhôm để chuyên chở hai loại axit này.
Người ta thường sử dụng các phản ứng này để hàn đường sắt tại chỗ, hữu ích cho việc cài đặt phức tạp hoặc sửa chữa tại chỗ. Phản ứng nhiệt nhôm cũng được sử dụng để sản xuất phần lớn hợp kim sắt và các kim loại khác, ví dụ như ferro niobium từ niobium pentoxide và ferrovanadium từ Vanadi oxit.
Tại sao nhôm bị xỉn màu
Nhôm và các kim loại khác được sử dụng trong các nhà máy sản xuất và gia công để tạo nên những sản phẩm phục vụ cho nhiều lĩnh vực hoặc cho người tiêu dùng cuối cùng như gia dụng, nội ngoại thất. Tuy nhiên, trong thời gian sử dụng, dưới sự tác động của thời tiết, điều kiện bảo quản và sử dụng thông thường, những vật dụng này thường bị xỉn màu, hoen gỉ nhanh chóng.
Nguyên nhân chính dẫn đến những hiện tượng trên được nhiều chuyên gia cho rằng bởi khí hậu và chất lượng từng loại vật liệu khi được xử lý. Đơn cử ở đây là các thiết bị gia dụng như nồi, xoong trong quá trình sử dụng, nhôm sẽ tác động cùng với nước và oxi. Trong một thời gian ngắn, mọi thứ trông có vẻ tốt. Tuy nhiên, nếu sử dụng trong thời gian dài, các vết hoen gỉ Al(OH)3 do nhôm tác dụng với nước sẽ hình thành, ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
Điều này chỉ xảy ra với các dòng giá rẻ, bề mặt chưa được xử lý cẩn thận.
Hiện nay, những sản phẩm như nồi nhôm anode được nhiều người nội trợ biết đến và đang dần trở thành xu hướng sử dụng trong nhà bếp hiện nay.
Nguyên nhân thứ 2 là do thời tiết, khí hậu và địa hình của từng khu vực ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt nhôm khi được sử dụng trong thực tế. Điều này được minh chứng rõ nhất ở những khu vực giáp biển, nơi chịu sự tác động lớn của hàm lượng muối và nắng. Những sản phẩm thông thường sẽ có tuổi thọ ngắn hơn ¼ hoặc một nửa so với những sản phẩm chất lượng hơn.
Những cách làm trắng nhôm đơn giản
Làm sạch vết ố của nhôm từ chanh
Chanh tươi chứa nhiều axit nên tính khử mạnh, chất này cực kỳ hữu ích trong công việc tẩy rửa và lấy đi chất bẩn của nhôm. Bạn chỉ cần dùng nửa trái chanh đã cắt, chùi lên những vị trí bị gỉ sét, ố vàng, bám bẩn, cứ liên tục chà sát như vậy đến khi bề mặt đồ nhôm sáng bóng dần lên là được.
Đối với các thiết bị nhà bếp như nồi xoong, thìa có nhiều vết trầy xước, thì bạn chỉ cần rắc thêm một ít muối lên mặt cắt trái chanh hoặc vết trầy xước, rồi chà sát là có thể khắc phục được vấn đề. Sau khi xong bạn nhớ rửa sạch đồ nhôm với nước sạch.
Bạn cần kiên nhẫn trong quá trình thực hiện!
Sử dụng baking soda
Với cách này, bạn cần chuẩn bị một số nguyên liệu như bột baking soda, muối, nước sôi, giấy bạc, chậu cỡ vừa và đồ gắp.
Bạn sử dụng chiếc chậu, cho vào một lượng giấy bạc để dưới đáy chậu, sau đó cho đồ nhôm bị bám bẩn vào, rắc đều trên bề mặt đồ nhôm bột baking soda, rồi lại tiếp tục đổ nước sôi vào sao cho ngập lên hết đồ. Đợi cho nước nguội bớt thì vớt ra (khoảng 20 phút) dùng khăn hoặc bàn chải chà sát lên đến khi loại hết vết hoen gì.
Khoai tây và muối giúp lấy đi vết gỉ an toàn
Cách này vô cùng đơn giản, bạn cắt đôi củ khoai tây, rồi rắc một ít muối lên mặt trong, sau đó chà sát hỗn hợp này lên bề mặt đồ nhôm bị rỉ sét như nồi xoong, chảo nấu ăn. Sau một vài lần chà bạn sẽ dần thấy bề mặt đồ nhôm của bạn sẽ dần sáng bóng lên. Cuối cùng bạn chỉ cần rửa sạch lại với nước là hoàn tất.
Giấm ăn, tẩy trắng nhôm được nhiều người sử dụng
Giấm ăn có tác dụng rất hiệu quả trong việc làm sáng đồ vật nhôm. Bạn chỉ cần ngâm vật dụng bị hoen gỉ vào trong dung dịch giấm ăn càng lâu càng tốt, có thể ngâm qua đêm. Sau đó thì lấy ra và chùi nhẹ nhàng lại với khăn ấm rồi rửa sạch lại với nước là đã hoàn thành.
Nếu đồ nhôm đó của bạn có kích thước khá lớn, hãy lấy một lượng lớn dung dịch giấm ăn đổ trực tiếp lên những vị trí bị hoen ố, rỉ sét của đồ nhôm. Vẫn tiếp tục chờ đợi để giấm ăn làm cho chất bẩn dần bong ra để dễ chùi rửa hơn. Sau đó bạn nên sử dụng một miếng giấy bạc để lau chùi đồ nhôm thêm lần nữa.
Vệ sinh đồ nhôm bằng cream of tartar.
Sử dụng cream of tartar theo cách tương tự như khi dùng nước chanh và giấm để làm sạch lớp oxi hóa trên đồ nhôm. Nếu phải làm sạch một bề mặt lớn, bạn cần làm ướt khăn rồi cho một ít cream of tartar vào khăn và chà lên bề mặt. Sau đó, bạn sẽ dùng bàn chải lông mềm chà sạch cream of tartar.
Sử dụng chất tẩy rửa công nghiệp
Dùng kem đánh bóng kim loại. Bên cạnh khả năng đánh bóng bề mặt, kem đánh bóng cũng giúp làm sạch nhôm và loại bỏ lớp oxi hóa. Bạn nên chọn mua kem đánh bóng kim loại có thể dùng an toàn trên nhôm và đọc kỹ hướng dẫn khi xử lý vùng bị ô-xi hóa.
Bôi sáp sau khi làm vệ sinh. Tùy thuộc vào từng loại vật dụng hoặc bề mặt nhôm, bạn có thể phủ một lớp sáp dành cho động cơ sau khi làm vệ sinh để vật liệu nhôm không bị ô-xi hóa về sau. Chỉ bôi sáp lên các bề mặt của mâm bánh xe ô tô hoặc vành xe đạp, đồ dùng đặt ngoài trời; không bôi sáp lên đồ dùng nhà bếp bằng nhôm
