ألومنيوم: الفرق بين النسختين

[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
الرجوع عن تعديل معلق واحد من Oussama ourouche gh إلى نسخة 21591422 من ASammour.
ط بوت: تعريب
سطر 1:
{{معلومات ألومنيوم}}
 
'''الألومنيوم''' [[عنصر كيميائي|عنصر]] في [[جدول دوري|الجدول الدوري]] له الرمز '''Al''' و[[رقم ذري|العدد الذري]] 13. وهو [[فلز]] ذو لون أبيض فضي من [[مجموعة البورون]] من [[عنصر كيميائي|العناصر الكيميائية]]. وهو معدن [[مطيلية|مطيلي]] أي [[قابلية السحب|قابل للسحب]]. وهو عنصر غير ذواب في الماء في الشروط العادية.وهو من أكثر الفلزات وفرة في [[قشرة أرضية|القشرة الأرضية]]، وترتيبه الثالث من بين أكثر العناصر وفرة في الكرة الأرضية بعد [[أكسجين|الأكسجين]] و[[سيليكون|السيليكون]]. يشكل الألومنيوم 8% من وزن سطح الأرض الصلب. ويعتبر الألومنيوم من أكثر المعادن فعالية كيميائية كمعدن حر، ولذلك نجده مرتبطا بأكثر من 270 معدن مختلف<ref>{{cite webمرجع ويب| publisher = Science is Fun | author = Bassam Z. Shakhashiri | url = http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/Aluminum/ALUMINUM.html | title = Chemical of the Week: Aluminum | accessdate = 2007-08-28}}</ref>. المصدر الرئيسي للألومنيوم هو [[معدن خام]] [[بوكسيت|البوكسيت]]. يمتاز الألومنيوم بمقاومته لل[[تآكل]] وبخفة وزنه حيث يدخل في صناعة [[طائرة|الطائرات]].
 
وللألومنيوم قدرة مميزة على مقاومة ال[[تآكل]] بسبب ظاهرة [[تخميل|التخميل]] وبسبب كثافة المعدن المنخفضة. العناصر البنيوية المصنوعة من الألومنيوم وسبائكه ذات دور فعال في الصناعة الفضائية ومهمة جدا في مجالات أخرى مثل [[نقل|النقل]] والبناء. وطبيعته التفاعلية جعلته مفيدا [[حفاز|كحفاز]] أو كمادة مضافة في الخلائط الكيميائية، باللإضافة إلى استخدامه في متفجرات [[نترات الأمونيوم]] لتعزيز قوة الانفجار.
 
== الخواص ==
الألومنيوم فلز خفيف الوزن، ومتين، وذو مظهر يتراوح بين الفضي والرمادي الداكن بحسب خشونة السطح. والألومنيوم غير ممغنط، وهو غير ذواب في الكحول، مع أنه يذوب في الماء في أشكال محددة. جيد التوصيل للحرارة والكهرباء. [[مقاومة الخضوع]] للألومنيوم النقي هي 7-11 [[باسكال (فيزياء)|ميغا باسكال]]، في حين أن سبائك الألومنيوم ذات [[مقاومة الخضوع|مقاومة خضوع]] تتراوح من 200 إلى 600 [[باسكال (فيزياء)|ميغاباسكال]]<ref name="polmear">{{citeمرجع bookكتاب|title = Light Alloys: Metallurgy of the Light Metals | first = I. J. | last = Polmear |publisher = Arnold |year = 1995 |isbn = 9780340632079}}</ref>.و للألومنيوم نحو ثلث [[كثافة]] و[[جساءة]] [[فولاذ|الفولاذ]]. فهو [[مطيلية|مطيلي]]، وسهل [[تشغيل المعادن|التشغيل]]، و[[سباكة|السباكة]]، و[[بثق|البثق]].
وهو [[قابلية السحب|قابل للسحب]] و[[قابلية الطرق|وللطرق]] حيث يمكن قولبته بشكل سهل نسبياً.
 
سطر 13:
تترتب ذرات الألومنيوم في بنية مكعب متمركز الوجوه (fcc).
 
الألومنيوم أحد المعادن القليلة التي تحافظ على انعكاسها الفضي الكامل عندما تكون بشكل مسحوق دقيق، مما يجعله مكونا هاما جدا في الطلاءات الفضية. ومرآة الألومنيوم ذات أعلى انعكاس من أي معدن عند أطوال موجات (200-400 نانومتر) (في مجال الأشعة فوق البنفسجية) وعند 3000- 10000 نانومتر (في مجال الأشعة تحت الحمراء)، في حين أن القصدير والفضة تتفوق عليه في مجال الضوء المرئي 400-700 نانومتر كما أن الفضة والذهب والنحاس تتفوق عليه في مجال الطول الموجي 700*3000.<ref>{{citeمرجع bookكتاب| title = Thin-film optical filters| author = H. A. Macleod| publisher = CRC Press| year = 2001| isbn =0750306882| pages = 158-159}}</ref>
 
الألومنيوم هو موصل جيد [[توصيل حراري|للحرارة]] و[[موصل كهربائي|الكهرباء]]، ووزنه أقل من [[نحاس|النحاس]]. يمكن للألومنيوم أن يكون [[موصلية فائقة|موصلا فائقا]]، مع درجة حرارة حرجة للتوصيل الفائق 1.2 [[كلفن]]، ومجال مغناطيسي حرج حوالي 100 [[غاوس (وحدة)|غاوس]].<ref>{{cite journal|author= John F. Cochran and D. E. Mapother|title=Superconducting Transition in Aluminum |doi=10.1103/PhysRev.111.132| journal=Physical Review |volume=111 |issue=1 |pages=132–142| month=July| year=1958}}</ref>
 
== النظائر ==
للألومنيوم تسعة [[نظير|نظائر]] يتراوح [[عدد الكتلة|عددها الكتلي]] بين 23 و 30. يوجد في الطبيعة نظيرين فقط هما Al<sup>27</sup> ([[نظير مستقر|نظير ثابت]]) وله وفرة طبيعية مقدارها 99.9%، وAl<sup>26</sup> ([[نشاط إشعاعي|مشع]] [[عمر النصف]] له 7.2 × 10<sup>5</sup> [[عام|سنة]]). ينتج النظير Al<sup>26</sup> من [[أرغون (عنصر)|الأرغون]] في [[الغلاف الجوي]] بواسطة [[تشظي|التشظي]] الذي تسببه بروتونات [[أشعة كونية|الأشعة الكونية]]. تستخدم نظائر الألومنيوم في التطبيقات العملية لتحديد تاريخ الترسبات البحرية، وعقيدات المنغنيز، والثلج الجليدي و[[مرو (معدن)|الكوارتز]] في القصف الصخري و[[نيزك|النيزكي]]. وقد استخدمت نسبة Al<sup>26</sup> إلى [[بيريليوم|Be]]<sup>10</sup> لدراسة دور نقل وترسيب وتخزين الرواسب وأوقات الدفن والتآكل على مدى 10<sup>5</sup> إلى 10<sup>6</sup> عام بالمقاييس الزمنية<ref>{{citeمرجع webويب|url=http://www.onafarawayday.com/Radiogenic/Ch14/Ch14-6.htm |title=Cosmogenic Isotopes and Aluminum}}</ref>. وقد استخدم النظير الكوني <sup>Al</sup>26 أول ما استخدم في دراسات القمر والنيازك. فشظايا النيازك، بعد انفصالها عن الجسد الأب، كانت معرضة لقصف مكثف من الأشعة الكونية خلال سفرها عبر الفضاء، مما تسبب في توليد Al<sup>26</sup>. وبعد سقوطها على الأرض، حجب الغلاف الجوي شظايا النيزك من إنتاج المزيد من Al<sup>26</sup>، وبذلك يمكن استخدام اضمحلاله في تحديد عمر النيازك الأرضية. وقد أظهرت الأبحاث النيزكية أن Al<sup>26</sup> كان وفيرا في وقت تكوين كوكبنا. ويعتقد معظم علماء النيازك أن الطاقة المنطلقة من اضمحلال Al<sup>26</sup> كانت مسؤولة عن ذوبان وتمايز بعض [[كويكب|الكويكبات]] بعد تشكيلهم منذ 4.55 مليار سنة<ref>{{citeمرجع bookكتاب|author=Robert T. Dodd|title=Thunderstones and Shooting Stars|pages= 89-90|isbn=0-674-89137-6}}</ref>.
 
== وجوده في الطبيعة ==
فلز الألمنيوم هو من أكثر العناصر الفلزية توافراً في القشرة الأرضية بعد [[أكسجين|الأكسجين]] و[[سيليكون|السيليكون]] <ref name="Greenwood1997">{{Greenwood&Earnshaw2nd}}{{inote|page 217}}</ref> بنسبة مقدارها 8.3%. لا يواجد فلز الألومنيوم في الطبيعة بشكله النقي الحر، ويعود ذلك إلى إلفته القوية للأوكسجين، فيكون في الأكاسيد أو السيليكات. [[مجموعة الفلدسبار|الفلسبار]]، وهي أكثر مجموعات الفلزات شيوعا في القشرة الأرضية، هي سيليكات الألومنيوم. يمكن لمعدن الألومنيوم الأصلي أن يوجد كحالة ثانوية في البيئات منخفضة الأكسجين، مثل داخل بعض البراكين<ref>{{citeمرجع webويب| title = Aluminum Mineral Data | url = http://webmineral.com/data/Aluminum.shtml | accessdate = 2008-07-09}}</ref>. كما يوجد أيضا في فلزات [[بريل|البريل]]، و[[كرايوليت|الكرايوليت]]، و[[غارنيت|الغارنيت]]، و[[إسبينل|الإسبينل]]، وال[[فيروز (حجر كريم)|فيروز]]<ref name="Greenwood1997"/>{{inote|page 218}}. الشوائب في [[أكسيد الألومنيوم]]، مثل [[كروم|الكروم]] أو [[كوبالت|الكوبالت]] تعطي الأحجار الكريمة مثل [[ياقوت|الياقوت]]{{inote|Greenwood 1997}}. [[أكسيد الألومنيوم]] النقي والمعروف باسم [[كوروند|الكوروند]]، هو أحد أقسى المواد المعروفة على الإطلاق<ref name="Greenwood1997"/>{{inote|page 218}}.
 
ومع أن الألومنيوم هو عنصر شائع ومنتشر وعلى نطاق واسع، إلا أن فلزات الألومنيوم لا تعتبر مصادرا اقتصادية للمعدن. فكل معدن الألومنيوم تقريبا ينتج من معدن خام [[بوكسيت|البوكسيت]] AlO<sub>x</sub>(OH)<sub>3-2x</sub>. يوجد البوكسيت نتيجة [[تجوية|التجوية]] أديم الأرض التي تحتوي على نسبة قليلة من الحديد والسيليكا في ظروف مناخية مدارية<ref>{{citeمرجع bookكتاب|author=Guilbert, John M. and Carles F. Park|title=The Geology of Ore Deposits|publisher=Freeman|year=1986|pages=774-795|isbn=0-7167-1456-6}}</ref>. وتوجد كميات كبيرة من البوكسيت في أستراليا، و[[البرازيل]]، و[[غينيا]]، و[[جامايكا]] ولكن مناجم المعدن الخام الرئيسية هي في [[غانا]]، و[[اندونيسيا]]، و[[جامايكا]]، و[[روسيا]]، و[[سورينام]]<ref name="Emsley2001">{{cite bookمرجع كتاب| title = Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements | last = Emsley | first = John | publisher = Oxford University Press | year = 2001|location = Oxford, UK | isbn = 0198503407 | chapter = Aluminium | page=24|url=http://books.google.com/books?id=j-Xu07p3cKwC&pg=PA24|ref = CITEREFEmsley2001}}</ref>{{inote|page 24}}. ويصهر المعدن الخام أساسا في [[أستراليا]] و[[البرازيل]] و[[كندا]] و[[النرويج]] و[[روسيا]] و[[الولايات المتحدة]]{{inote|Emsley 2001, p. 24}}. ونظرا لأن عملية الصهر هي عملية كثيفة الاستخدام للطاقة، فإن المناطق التي يزيد فيها إمدادات الغاز الطبيعي (مثل دولة [[الإمارات العربية]]) أصبحت أماكن تكرير للألومنيوم.
 
== إنتاج الألومنيوم ==
سطر 61:
الألومنيوم يكون قابل لإعادة التصنيع بنسبة 100% بدون أي فقد في خاماته الطبيعية.إعادة المعدن لطبيعته عن طريق إعادة التصنيع أصبح مظهر هام في صناعة الألومنيوم.
 
إعادة التصنيع تتضمن صهر الخردة, وهي عملية تحتاج إلى 5 في المائه فقط من الطاقة المستخدمة لإنتاج الألومنيوم من الخام.ولكن جزءا كبيرا (حوالي 15% من المواد الداخلية) تفقد كشوائب (رماد يشبه الأكسيد).<ref>{{cite webمرجع ويب| title = Benefits of Recycling | publisher = Ohio Department of Natural Resources | url = http://www.dnr.state.oh.us/recycling/awareness/facts/benefits.htm}}</ref>
 
وكانت إعادة التصنيع ذات نشاط منخفض وغير بارزة حتى أواخر 1960s، عندما أثارالاستخدام المتزايد لعلب المشروبات وعى العامة
 
يختبر الألومنيوم في أوروبا بمعدلات عالية من إعادة التصنيع، التي تتراوح بين 42% من علب المشروبات، 85% من مواد البناء و 95% من مركبات النقل.<ref>{{citeمرجع webويب|url=http://www.confemetal.es/aseral/recuperacion.htm |title=Reciclado del aluminio. Confemetal.es ASERAL}}</ref>
 
الألومنيوم المعاد تصنيعة يسمى ألومنيوم ثانوى, ولكنه يحافظ على نفس الخصائص الفيزيائية مثل الألومنيوم الأصلي.ويتم إنتاج الألمنيوم الثانوي على نطاق واسع من الأشكال ويستخدم في 80% من سبائك الحقن.وله استخدام هام آخر في النتوء.
سطر 313:
 
=== الاستخدام العام ===
الألومنيوم هو الأكثر استخداما من المعادن غير الحديدية.<ref>{{cite encyclopediaاستشهاد بموسوعة|year= |title = aluminum | encyclopedia=[[Encyclopædiaموسوعة Britannicaبريتانيكا]] |publisher= |location= |url = http://www.britannica.com/eb/art-64454}}</ref> العالمية لإنتاج الألمنيوم في عام 2005 كان 31.9 مليون طن. وهو تعدى أي معدن آخر إلا الحديد (837.5 مليون طن).<ref>{{cite bookمرجع كتاب| title = World Mineral Production: 2001 - 2005 | author = L E Hetherington, T J Brown, A J Benham, P A J Lusty, N E Idoine | year = 2007 | publisher = British Geological Survey | isbn = 978-0-85272-592-4 | format = available online | url = http://www.mineralsuk.com/britmin/wmp_2001_2005.pdf}}</ref>
والالومنيوم النقى أخذ في الاعتبار فقط عنما كانت مقاومة الصدأ و/أو قابيليته للشغل عليه أهم من القوة والصلابة.وهناك طبقة رقيقة من الألومنيوم يمكن أن تترسب على سطح مستوى بواسطة ترسيب البخار الفيزيائى أو (نادرا جدا) ترسيب البخار الكيميائى أو أي وسائل كيميائية أخرى لتكوين الطلاءات المرئية والمرايا.وعندما تترسب, فان فيلم الألومنيوم النقى والجديد يستخدم كعاكس (حوالى 92%) للضوء المرئى وعاكس ممتاز (فوق 98%) للأشعة تحت الحمراء المتوسطة والبعيدة.
 
الألمنيوم النقي له قوة شد منخفضة, ولكن عند اختلاطه بمعالجة حرارية- ميكانيكية، فان سبائك الالومنيوم تظهر تحسن كبير في الخصائص الميكانيكية, خصوصا عندما تسخن.سبائك الألومنيوم من المكونات الحيوية من الطائرات والصواريخ نتيجة لنسبة قوتهم العالية إلى وزنهم.الألومنيوم يون سبائك ع الفور مع العديد من العناصر مثل النحاس والزنك والمغنيسيوم والمنغنيز والسيليكون (على سبيل المثال (ديورالومين).اليوم، معظم المواد المعدنية التي يشار إلى أنها قريبة جدا مثل الالومنيوم, هي فعلا السبائك.على سبيل المثال، عام [[ورق الألومنيوم|الألومنيوم احباط]] ق هي سبائك من 92 ٪ إلى 99 ٪ من الألمنيوم.<ref>{{cite webمرجع ويب| publisher = How Products are Made | author = L. S. Millberg | url = http://www.madehow.com/Volume-1/Aluminum-Foil.html | title = Aluminum Foil | accessdate = 2007-08-11}}</ref>
[[ملف:Austin A40 Roadster ca 1951.jpg|thumb|أوستن بوديد الألومنيوم أ40 سيارات رياضية (1951)]]
[[ملف:AluminumSlab.JPG|thumb|لوح من الألمنيوم ينقل من المصاهر]]
سطر 379:
ولقد اختير الألومنيوم كمادة لاسنخدامه كرأس للنصب التذكارى واشنطن عام 1884, في هذا الوقت كانت الأونصة الواحدة (30 جرام) تغطى أجرة العامل القائم على هذا المشروع, وكان الألومنيوم له نفس قيمة الفضة.
 
وكانت شركات كاولز تورد سبائك النحاس في كمية إلى الولايات المتحدة وبريطانيا باستخدام المصاهر مثل الفرن من كارل فيلهلم سيمنز حوالى 1886.تشارلز مارتن هال من ولاية أوهايو في الولايات المتحدة وبول هيرولت من فرنسا طوروا مستقلين عن بعضهم عملية التحليل الكهربائى هال- هيرولت والتي جعلت استخراج الحديد من معادنه أرخص وهي الآن الطريقة الأساسية المستخدمة في جميع أنحاء العالم.ان عملية هال- هيرولت لايمكن أن تنتج الالومنيوم النقى مباشرة.قاعة للعملية، <ref name="Hall-patent">{{US patent reference|number = 400664|y = 1889 | m=04|d=02|inventor=[[Charles Martin Hall]]|title=Process of Reducing Aluminium from its Fluoride Salts by Electrolysis}}</ref> في عام 1888 مع دعم مالي من [[ألفريد E. هانت|ألفريد E. هنت]]، بدأت بيتسبرج لحد اليوم تعرف باسم شركة [[الكوا]]. عملية هيرولت استخدمت في الإنتاج عام 1889 في سويسرا في صناعة الألومنيوم، والآن الكان، والألومنيوم البريطانية، والآن مجموعة Luxfer والكوا، وفى عام 1896 في اسكتلندا.<ref name="Wallace">{{citeمرجع bookكتاب|author=Donald Holmes Wallace|title=Market Control in the Aluminum Industry|url=http://books.google.com/books?id=E-acdJWbo90C&pg=PA6|year=1977|origyear=1937|page=6|isbn=0-4050-9786-7|publisher=Harvard University Press via Ayer Publishing via Google Books limited view|accessdate=2007-10-27}}</ref>
 
وفى عام كان المعدن مستخدم كمواد للبناء بعيدا جدا في سيدنى, أستراليا في قبة مبنى سكرتارية الرئيس.
سطر 410:
على الرغم من وفرته في الطبيعية، فان الألمنيوم، لا يوجد له وظيفة معروفة في الخلايا الحية كما أن له بعض الآثار السمية عند وجوده بتركيزات مرتفعة وتعزى سميته إلى ترسبه في العظام والجهاز العصبي المركزي، والذي يزيد خصوصا في المرضى الذين يعانون من نقص في وظائف الكلى.ولان الالومنيوم ينافس الكالسيوم في الامتصاص, فان زيادة الكميات من الالومنيوم الغذائى يمكن أن يساهم في تقليل معادن الهيكل العظمى (osteopenia) والتي تلاحظ في الرضع مبكرى الولادة والأطفال الذين لديهم تاخر في النمو.في الجرعات العالية جدا ،فان الالومنيوم يمكن أن يسبب السمية العصبية، وهو متعلق بتغيير وظيفة حاجز الدماء بالمخ.نسبة صغيرة من الناس لديها حساسية من الالومنيوم واكزيما الاحتكاك، واضطرابات الهضم, والقئ أو أي اعراض أخرى عند ملامستهم أو حقنهم بأي منتج يحتوى على الالومنيوم, مثل مزيلات الروائح أو مضادات الحموضة.ولهؤلاء الذين لايوجد لديهم حساسية، فان الالومنيوم يكون غير سام مثل المعادن الثقيلة، ولكن هناك دلائل ببعض السمية إذا استهلك بكميات مفرطة.وعلى الرغم من أن استخدام الالومنيوم قيى تجهيزات المطابخ لم يثبت انه يؤدى إلى أنه سام عموما, فان الكميات المفرطة من استهلاك مضادات الحموضة التي تحتوى على الالومنيوم والاستخدام المفرط أيضا لمزيلات العرق التي تحتوى على الالومنيوم تزود بشكل ملحوظ من مستويات التعرض.وقد أظهرت الدراسات أن استهلاك الأطعمة الحامضية أو السوائل المحتوية على الألومنيوم تزود بشكل ملحوظ امتصاص الالومنيوم وأوضح مالتوا انها تزود ترسب الالومنيوم في الأعصاب والنسيج العظمى.[116] وعلاوة على ذلك، يزيد الألومنيوم من التعبير عن الجين المسئول عن هرمون الاستروجين في خلايا الثدى السرطانية في النساء التي تزرع في المعمل.هذه التأثيرات التي تشبه الاستروجين تقود إلى تصنفيها كاستروجين معدنى metalloestrogen.
 
ولما له من آثار سمية محتملة ،فان استخدام الألومنيوم في بعض مضادات العرق، والأصباغ (مثل بحيرة الألومنيوم)، والإضافات الغذائية يكون مثير للجدل.على الرغم من وجود أدلة كافية على أن التعرض الطبيعي للألمنيوم يمثل خطرا صحيا على البالغين، فان هناك دراسات عديدة اشارت إلى المخاطر المتعلقة بزيادة نسبة التعرض إلى المعدن.الألمنيوم في الطعام يمكن أن يمكن أن امتصاصه أكثر من الألومنيوم من المياه.[120] بعض الباحثين عبروا عن قلقهم بأن الألمنيوم الموجود في مضادات العرق يمكن أن يزيد من خطورة حدوث سرطان الثدى ,وهو في مجال للجدل أيضا انه له علاقة بمرض الزهايمر.<ref name="Ferreira2008">{{citeCite journal |author=Ferreira PC, Piai Kde A, Takayanagui AM, Segura-Muñoz SI |title=Aluminum as a risk factor for Alzheimer's disease |journal=Rev Lat Am Enfermagem |volume=16 |issue=1 |pages=151–7 |year=2008 |pmid=18392545 |doi= |url=http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0104-11692008000100023&lng=en&nrm=iso&tlng=en}}</ref>
 
ووفقا لجمعية مرض الزهايمر، فان الرأى الطبى والعلمى الغالب أن هذه الدراسات لم تقوم باقناعهم بوجود علاقة سببية ظاهرة بين الالومنيوم ومرض الزهايمر.[125] ومع ذلك، فإن بعض الدراسات استشهدت بأن التعرض للاألومنيوم يعتبر عامل من عوامل الخطورة المسببة مرض الزهايمر, كما وجد أن بعض من الصفائح الدماغية يزيد فيها نسبة المعدن.البحث في هذا المجال لم يكن حاسم؛ تراكمات الألومنيوم قد يكون نتيجة للمرض وليس المسبب.وعلى أي حال، إذا كان هناك أي سمية الألومنيوم، فانها يجدب ان تكون عبر آلية محددة للغاية, حيث أن نصيب الإنسان من التعرض لهذا العنصر في وجوده الطبيعى في الطين في التربة والغبار تكون كبيرة جدا تفوق مدى الحياة.وبالاجماع العلمى فانهم لم يثبتوا حتى الآن هل يمكن أن يؤثر التعرض للالومنيوم مباشرة على زيادة الخطورة من الاصابة بمرض الزهايمر.<ref name="alzheimersSociety"/>
سطر 466:
 
== وصلات خارجية ==
{{wiktionaryparويكاموس|aluminium}}
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Al/index.html WebElements.com -- الألومنيوم]
* [http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-a01-al-prod.htm الإنتاج الكهربائي]