Alumiini on luonnonmateriaali, jota käytetään usein sen hyvän johtavuuden vuoksi. Se on muokattavissa ja varustettu erittäin jalolla pinnalla. Kemiallisen alkuaineen alumiinin järjestysluku on 13. Nimi on peräisin latinankielisestä sanasta alumen tai alum.
Kemiassa alumiini kuuluu alkuaineiden jaksollisessa järjestelmässä on-ryhmään. Ennen se kuului maametallien ryhmään. Alumiini on kolmanneksi yleisin alkuaine ja yleisin maankuoressa esiintyvä metalli. Reaktiivisuutensa vuoksi se esiintyy usein vain kemiallisesti sidottuna. Nykyään alumiinifolio valmistetaan useimmiten puhtaasta alumiinista (AI-pitoisuus 99-99,9 %). Valmistusta varten valmistetaan esivalssattuja nauhoja, joiden paksuus on 0,6-1,5 mm, useilla valssausvaiheilla haluttuun paksuuteen.
Alumiinifolion jyrsintä
Jos kemianteollisuuteen, teollisuuteen tai kotitalouteen tarvitaan hyvin ohuita folioita
Ohut alumiinifoliot jyrsitään kahdessa kerroksessa. Näin syntyy kaksi erilaista pintaa. Kun toinen pinta on kiiltävä (joskus myös kiiltäväksi kutsuttu), toinen puoli on toistuvan muotoilun vuoksi melko matta. Valssausprosessi tekee alumiinista jonkin verran kovaa ja haurasta. Jotta alumiinista tulisi taas joustavaa ja pehmeää, se hehkutetaan pehmeäksi. Alumiinifoliota voidaan valmistaa kemiallisesti kaliumamalgaamin ja alumiinikloridin avulla. Tällöin kalium toimii pelkistävänä aineena. Tällaisen kalvon kaava kemiassa on: 4AICI3+3K – AI + 3 KAICI4.
Alumiinifolion ominaisuudet kemian- ja elintarviketeollisuudessa
Kemian- ja kotitaloustuoteteollisuudessa käytettävä alumiinifolio on tavallisesti 0,010-0,015 mm ohut. Ruokakulttuurissa alumiinifolioita käytetään usein 30 cm:n tai 50 cm:n rullina. Monet elintarvikkeet voidaan pakata alumiinifolioon valotiiviisti. Näin ne säilyvät tuoreina pidempään. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että elintarvikkeet peitetään ilmatiiviisti. Tästä syystä alumiinia käytetään kemianteollisuuden lisäksi myös kotitalouksissa.
Alumiinifoliolla on se etu, että siitä lähtee vain vähän hajua. Vain pieni osa joidenkin elintarvikkeiden kosteudesta pääsee ulos. Siksi ruoka ei kuivu nopeasti. Ainoastaan erikoisruokia, lipeäleivonnaisia, etikkapitoisia marinadeja, hapankaalia, viipaloituja sitrushedelmiä, tomaatteja ja hedelmähappoja on käsiteltävä varovasti alumiinifoliolla. Tällöin tapahtuu korroosiota ja alumiini värjäytyy tummasta mustaksi.
Joskus alumiini voi jopa liueta kokonaan, kun se joutuu kosketuksiin tiettyjen happojen kanssa.
Kemiassa alumiini ei ole kovin lämpötilaherkkä. Monet grillaajat laittavat lihat tai vihannekset alumiinifolion päälle, jotta kosteus ei häviä ja grilliruoka pysyy mehevänä. Kemiassa alumiinin sulamispiste on 660,32 °C. Alumiinin kiehumispiste taas on 2 500 °C. Alumiinia käytetäänkin usein keittoastioihin, juoma- ja ruokapurkkeihin.
Alumiiniruukkuja käytetään usein erityisesti retkeilytarkoituksiin
Miten alumiinifolio reagoi kemiassa?
Kemistit testaavat usein, mihin alumiini reagoi. Käytetäänhän sitä monin tavoin esimerkiksi elintarvikepakkauksissa, kampaamoissa ja teollisuudessa.
Alumiini muodostaa hyvin lyhyessä ajassa pinnalle mikrometrin paksuisen alumiinioksidikerroksen. Se suojaa reaktiolta veden kanssa. Jos tämä ohut kerros tuhoutuu, alumiinin kemiallinen reaktio voidaan havaita. Yhdessä veden kanssa muodostuu helposti syttyvää vetykaasua. Alumiinikloridin katsotaan hydrolysoituvan vedessä. Ilmaan muodostuu hienojakoista sumua. Reaktio vesihöyryn kanssa voi jopa johtaa siihen, että alumiinifolioon muodostuu pieniä suolahappopisaroita.
Alumiinifoliossa olevat alumiiniionit yhdessä muiden yhdisteiden kanssa myös hydrolysoituvat. Tämä voi edetä, kunnes kationilla ei enää ole varausta. Tämä yhdiste voi johtaa liukenemattoman hydroksidin muodostumiseen. Hydrolyysin alku kemiassa on: Al3+(aq) + 6H2O(l) <-> 3+(aq).
Kemiassa alumiinifolio reagoi hyvin voimakkaasti natriumhydroksidin kanssa. Tätä reaktiota käyttävät monet putkien puhdistusaineet. Mutta myös kemian reaktio bromin kanssa voi olla hyvin raju. Tämä kemiallinen yhdiste voi aiheuttaa liekki-ilmiöitä huoneenlämmössä. Syntyvä alumiinibromidi voi yhdessä veden kanssa muodostaa alumiinihydroksidia ja bromivetyhappoa kemianteollisuudessa. Yhdessä elohopean kanssa alumiinifolio puolestaan muodostaa amalgaamia.
Valkealla alumiinifoliolla on usein hopeanharmaa, himmeä ulkonäkö, joka johtuu hyvin ohuen oksidikerroksen muodostumisesta ilmassa. Puhtaassa alumiinifoliossa on läpäisemätön oksidikerros. Siksi tämä alumiinifolio on korroosionkestävä. Kemiassa suojaavaa oksidikerrosta voidaan vahvistaa sähköisellä hapetuksella. Vaikka alumiinifolio on hyvin pehmeä, se on myös sitkeä. Puhtaan alumiinin vetolujuus kemiassa on noin 49 MPa. Seoksen vetolujuus on 300-700 MPa.