Aluminium ist ein natürlicher Werkstoff, der wegen seiner guten Leitfähigkeit häufig verwendet wird. Es ist verformbar und mit einer sehr edlen Oberfläche ausgestattet. Das chemische Element Aluminium hat die Ordnungszahl 13. Der Name leitet sich von dem lateinischen Wort alumen oder alum ab.
In der Chemie gehört Aluminium zur Bordgruppe im Periodensystem der Elemente. Früher gehörte es zur Gruppe der Erdmetalle. Aluminium ist das dritthäufigste Element und das am häufigsten vorkommende Metall in der Erdkruste. Aufgrund seiner Reaktivität kommt es oft nur in chemisch gebundenem Zustand vor. Aluminiumfolie wird heute meist aus Reinaluminium (AI-Gehalt 99 bis 99,9 %) hergestellt. Zur Herstellung werden vorgewalzte Bänder mit einer Dicke von 0,6 bis 1,5 mm in mehreren Walzschritten auf die gewünschte Dicke gebracht.
Walzen von Aluminiumfolie
Wenn sehr dünne Folien für die chemische Industrie, die Industrie oder für den Haushalt benötigt werden
Dünne Aluminiumfolien werden in zwei Schichten gewalzt. Dadurch entstehen die zwei unterschiedlichen Oberflächen. Während die eine Oberfläche glänzend ist (manchmal auch glänzend genannt), ist die andere Seite durch die wiederholte Umformung eher matt. Durch den Walzvorgang wird das Aluminium etwas hart und spröde. Damit es wieder flexibel und weich wird, wird es anschließend weichgeglüht. Aluminiumfolie kann in der Chemie mit Kaliumamalgam und Aluminiumchlorid hergestellt werden. Kalium dient in diesem Fall als Reduktionsmittel. Die Formel in der Chemie für eine solche Folie lautet: 4AICI3+3K – AI + 3 KAICI4.
Eigenschaften von Aluminiumfolie in der Chemie- und Lebensmittelindustrie
Aluminiumfolie in der Chemie- und Haushaltsindustrie ist meist 0,010 bis 0,015 mm dünn. In der Gastronomie werden Alufolien oft auf 30 cm oder 50 cm Rollen verwendet. Viele Lebensmittel können in der Alufolie lichtdicht verpackt werden. Dadurch bleiben sie länger frisch. Das liegt vor allem daran, dass die Lebensmittel luftdicht abgedeckt sind. Aus diesem Grund wird Aluminium nicht nur in der chemischen Industrie, sondern auch im Haushalt eingesetzt.
Aluminiumfolie hat den Vorteil, dass sie nur wenig Aroma abgibt. Nur ein kleiner Teil der Feuchtigkeit in manchen Lebensmitteln kann entweichen. Deshalb trocknen die Lebensmittel nicht so schnell aus. Nur spezielle Lebensmittel, Laugengebäck, essigartige Marinaden, Sauerkraut, aufgeschnittene Zitrusfrüchte, Tomaten und Fruchtsäuren sollten vorsichtig mit Alufolie behandelt werden. In diesem Fall kommt es zu Korrosion und das Aluminium verfärbt sich dunkel bis schwarz.
Manchmal kann sich Aluminium sogar komplett auflösen, wenn es mit bestimmten Säuren in Berührung kommt.
In der Chemie ist Aluminium nicht sehr temperaturempfindlich. Viele Grillfans legen ihr Fleisch oder Gemüse auf eine Alufolie, damit die Feuchtigkeit nicht verloren geht und das Grillgut saftig bleibt. In der Chemie liegt der Schmelzpunkt von Aluminium bei 660,32 °C. Der Siedepunkt von Aluminium liegt dagegen bei 2.500° C. Aluminium wird deshalb oft für Kochtöpfe, Getränke- und Lebensmitteldosen verwendet.
Aluminiumtöpfe werden vor allem beim Camping oft verwendet
Wie reagiert Alufolie in der Chemie?
Chemiker testen oft, worauf Aluminium reagiert. Schließlich wird es vielfältig eingesetzt, zum Beispiel in Lebensmittelverpackungen, im Friseurhandwerk und in der Industrie.
Innerhalb kürzester Zeit bildet Aluminium an der Oberfläche eine mikrometerdicke Aluminiumoxidschicht. Sie schützt vor einer Reaktion mit Wasser. Wird diese dünne Schicht zerstört, lässt sich eine chemische Reaktion des Aluminiums nachweisen. In Verbindung mit Wasser bildet sich ein hochentzündliches Wasserstoffgas. Aluminiumchlorid gilt in Wasser als hydrolysierend. In der Luft bildet sich ein feiner Nebel. Die Reaktion mit Wasserdampf kann sogar dazu führen, dass sich auf der Aluminiumfolie kleine Tropfen Salzsäure bilden.
Die Aluminiumionen auf der Aluminiumfolie in Verbindung mit anderen Verbindungen werden ebenfalls hydrolysiert. Das kann so weit gehen, bis das Kation keine Ladung mehr hat. Diese Verbindung kann zur Bildung von unlöslichem Hydroxid führen. Der Beginn der Hydrolyse in der Chemie ist: Al3+(aq) + 6H2O(l) <-> 3+(aq).
In der Chemie reagiert Aluminiumfolie sehr heftig mit Natriumhydroxid. Diese Reaktion wird von vielen Rohrreinigungsmitteln genutzt. Aber auch die Reaktion in der Chemie mit Brom kann sehr heftig sein. Diese chemische Verbindung kann bei Raumtemperatur zu Flammenerscheinungen führen. Das entstehende Aluminiumbromid kann in der chemischen Industrie in Verbindung mit Wasser Aluminiumhydroxid und Bromwasserstoffsäure bilden. In Verbindung mit Quecksilber bildet Aluminiumfolie dagegen ein Amalgam.
Die leichte Aluminiumfolie hat oft ein silbergraues, mattes Aussehen, da sich an der Luft eine sehr dünne Oxidschicht bildet. Reine Aluminiumfolie hat eine undurchdringliche Oxidschicht. Daher ist diese Aluminiumfolie korrosionsbeständig. In der Chemie kann die schützende Oxidschicht durch elektrische Oxidation verstärkt werden. Obwohl Aluminiumfolie sehr weich ist, ist sie auch zäh. Die Zugfestigkeit von reinem Aluminium liegt in der Chemie bei 49 MPa. Die Zugfestigkeit der Legierung liegt zwischen 300 und 700 MPa.