Ossido di alluminio

Ossido di alluminio
Nome IUPAC
triossido di dialluminio
Nomi alternativi
allumina
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	Al2O3
Massa molecolare (u)	101,94 g/mol
Aspetto	solido bianco
Numero CAS	1344-28-1
Numero EINECS	215-691-6
PubChem	9989226
DrugBank	DBDB11342
SMILES	[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	3,94 (20 °C)
Solubilità in acqua	~ 0,001 g/l (20 °C)
Temperatura di fusione	2050 °C (2323 K)
Temperatura di ebollizione	2980 °C (3253 K)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
Frasi H	350 - 312 - 410
Consigli P	---[1]
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Il triossido di dialluminio (o allumina^[2]) è l'ossido ceramico dell'alluminio caratterizzato da formula chimica Al₂O₃. Questo materiale, all'apparenza molto fragile e poco utilizzabile, risulta invece fondamentale in campo industriale, per le sue proprietà quali la resistenza agli acidi, l'elevata conducibilità termica, e la scarsa conducibilità elettrica, ed è anche catalizzatore d'interesse industriale.

Viene utilizzato in moltissimi campi, quali l'industria dei laterizi, dei refrattari e delle ceramiche, l'elettronica e la meccanica, oltre a essere usato nella biomedica come materiale di innesto. È la base di alcuni minerali come rubino e zaffiro, che si differenziano a seconda delle impurezze metalliche presenti nel reticolo cristallino. A temperatura ambiente si presenta come un solido bianco inodore. Dal punto di vista elettrico è un isolante. Viene utilizzato nella crescita epitassiale di dispositivi elettronici come substrato, considerando il buon matching reticolare che consente con alcuni dei semiconduttori più utilizzati.

L'allumina può presentarsi nelle seguenti forme polimorfe^[3], le quali si differenziano principalmente per la loro struttura cristallina:

• α-allumina
• β-allumina
• γ-allumina
• δ-allumina
• η-allumina
• θ-allumina
• χ-allumina.

La forma più stabile di Al₂O₃, α-allumina, è un materiale durissimo e refrattario. Nella forma minerale è nota come corindone e, fra le pietre preziose, come zaffiro; la colorazione azzurra di quest'ultimo si deve a una transizione di trasferimento di carica dall'impurezza Fe²⁺ a quella Ti⁴⁺.

Il rubino è allumina α nella quale una minuscola percentuale di Al³⁺ è sostituita da Cr³⁺. Il Cr(III) assume una colorazione rossa, dovuta alle transizioni elettroniche degli elettroni presenti negli orbitali d-d dello ione cromo.

La β-allumina è una particolare forma polimorfa dell'allumina che permette il passaggio di ioni all'interno della propria struttura cristallina; grazie a questa sua caratteristica, viene utilizzata come elettrolita all'interno di celle elettrolitiche o galvaniche.

Lo stesso argomento in dettaglio: Processo Bayer.

La produzione di alluminio metallico parte dalla produzione di allumina, che viene comunemente ricavata industrialmente tramite il processo Bayer a partire dal minerale bauxite in un processo che coinvolge l'Idrossido di sodio per alzare il pH della soluzione e sfrutta il comportamento anfotero dell'alluminio.

Produzione casalinga

Sciogliere la pellicola di alluminio in acido cloridrico per ottenere cloruro di alluminio che poi va fatto reagire con bicarbonato di sodio o carbonato di sodio. Successivamente basta filtrare il tutto per ottenere idrossido di alluminio, poi si ottiene l'ossido di alluminio riscaldando l'idrossido a 500 °C.

I campi di utilizzo dell'allumina sono molteplici, grazie a una serie di proprietà chimico-fisiche che rendono tale materiale adatto per svariate applicazioni. Le caratteristiche principali dell'allumina sono:

• buona stabilità termica: viene largamente utilizzata nella produzione di refrattari (cementi, calcestruzzi e mattoni);
• buona resistenza alla corrosione sia in ambienti acidi sia in ambienti alcalini;
• materiale non soggetto al fenomeno di ossidazione;
• ottime proprietà dielettriche (può essere utilizzata come isolante elettrico);
• ottimo grado di durezza: tale materiale è prossimo al diamante, l'allumina ha una durezza di Vickers di 18000 MPa, mentre un acciaio rapido è di soli 9000 MPa;
• ottima resistenza all'usura: la durata di un componente costituito da questo materiale ceramico è superiore di circa 10-13 volte (nelle stesse condizioni di impiego) rispetto a uno stesso componente realizzato in acciaio;
• elevata area superficiale interna: nelle forme micro- e nano-porose tale materiale raggiunge valori di aree superficiali di 300 m²/g;
• eccellente biocompatibilità: l'allumina viene impiegata per applicazioni biomedicali in quanto, oltre alle proprietà sopra citate, tale ceramica non presenta il fenomeno del rigetto quando è a contatto con i tessuti viventi.

Tra le caratteristiche negative sono una non elevata resistenza meccanica e una bassa resistenza agli shock termici.

Il 4 ottobre 2010 alle ore 12:25 il villaggio ungherese di Kolontár è stato distrutto da un'inondazione di circa un milione di metri cubi di fanghi color ruggine ad alta concentrazione di allumina. Il cedimento di una vasca di contenimento degli scarti di lavorazione della MAL, una fabbrica di alluminio nel vicino paese di Ajka, ha inondato l'intera zona coprendo un'area di 40 km² e il bacino del fiume Marcal, in cui il livello di pH si è alzato fino a 13. Nel fiume sono state versate ingenti quantità di acidi per evitare che il disastro colpisse il Danubio, di cui il Marcal è un affluente. Nella catastrofe ecologica, la più grande della storia ungherese, hanno perso la vita nove persone^[4] e ne sono state ferite un centinaio. Il danno principale è tuttavia quello all'ecosistema: nel suolo sono state riscontrate, assieme all'allumina, che di per sé stessa non è un materiale tossico o particolarmente nocivo, alte concentrazioni di materiali debolmente radioattivi, piombo, cadmio, arsenico, mercurio e nitrati.

• Wikizionario contiene il lemma di dizionario «ossido di alluminio»
• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sull'ossido di alluminio

• Allumina, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
• allumina, su sapere.it, De Agostini.
• (EN) alumina, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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D2O H2O                                 He Li2O BeO   B2O3 CO CO2 C2O3 NO · NO2 N2O · N2O3 N2O4 · N2O5 O F2O Ne Na2O MgO   Al2O3 SiO SiO2 PO · P2O3 P2O4 · P4O10 SO2 SO3 ClO2 · Cl2O Cl2O3 · Cl2O4 Cl2O6 · Cl2O7 Ar K2O CaO Sc2O3 TiO Ti2O3 TiO2 V2O3 VO2 V2O5 CrO · Cr2O3 CrO2 · CrO3 MnO · Mn3O4 Mn2O3 · Mn5O8 MnO2 · MnO3 Mn2O7 FeO Fe2O3 Fe3O4 CoO Co3O4 Co2O3 NiO Cu2O CuO ZnO Ga2O Ga2O3 GeO GeO2 As2O3 As2O5 SeO2 SeO3 BrO2 Br2O3 Br2O5 Kr Rb2O SrO Y2O3 ZrO2 NbO NbO2 MoO2 MoO3 Mo2O3 Tc2O7 Ru2O3 · RuO2 RuO3 · RuO4 Rh2O3 RhO2 PdO AgO CdO In2O3 SnO SnO2 Sb2O3 TeO TeO2 TeO3 I2O4 · I2O5 I2O6 · I4O9 XeO3 Cs2O3 BaO * HfO2 Ta2O5 W2O3 · WO2 WO3 · W2O5 ReO2 ReO3 Re2O7 OsO2 OsO4 IrO2 IrO4 PtO2 Au2O3 Hg2O HgO Tl2O Tl2O3 PbO PbO2 Pb3O4 Bi2O3 BiO2 Bi2O5 PoO PoO2 PoO3 At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og     ↓   * La2O3 Ce2O3 Ce3O4 CeO2 Pr2O3 PrO2 Pr6O11 Nd2O3 Pm2O3 Sm2O3 Eu2O3 Gd2O3 Tb2O3 Tb4O7 TbO2 Dy2O3 Ho2O3 Er2O3 Tm2O3 Yb2O3 Lu2O3   ** Ac2O3 ThO ThO2 PaO2 Pa2O5 UO2 · U2O5 U3O8 · UO3 UO4 · UO6 NpO2 PuO2 Am2O3 AmO2 Cm2O3 CmO2 Bk2O3 Cf2O3 CfO2 Es Fm Md No Lr

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