Korrosion und chemische Veränderungen in Aluminiummetall

Aluminium ist ein Metall, das viele industrielle Anwendungen hat. Im reinen Zustand ist es sehr reaktiv. Es ist jedoch weniger reaktiv und korrosionsbeständig aufgrund einer Beschichtung, die auf seiner Oberfläche auftritt. Diese Beschichtung besteht aus Aluminiumoxid, das das darunter liegende Aluminium schützt. Verschiedene Chemikalien können mit dem Aluminiumoxid reagieren und dadurch möglicherweise weitere Korrosion und Veränderungen des darunter liegenden reinen Aluminiums fördern.

Die Reaktivität von Aluminium verhindert, dass es in reinem Zustand natürlich vorkommt. Stattdessen ist es in einem Erz namens Bauxit vorhanden. Um Aluminium für den industriellen Einsatz zu gewinnen, muss der Bauxit einem Reinigungsprozess namens Bayer-Prozess unterzogen werden. Aluminiumionen haben eine Ladung von +3. Das bedeutet, dass die Atome drei Protonen mehr als Elektronen haben. Um den Aluminiumionen Elektronen hinzuzufügen, benötigt der Reinigungsprozess daher viel Strom.

Aluminiumoxid hat die chemische Formel Al2O3. Die beiden Aluminiumionen haben eine Gesamtladung von +6 und die Sauerstoffionen eine Gesamtladung von -6. Reine Aluminiumatome reagieren mit Sauerstoffatomen, um eine Schicht aus Aluminiumoxid an der Oberfläche einer reinen Aluminiumprobe zu bilden. Aluminiumoxid ist eine sehr harte kristalline Verbindung mit einem Schmelzpunkt von über 2.000 Grad Celsius (3.632 Fahrenheit).

Die Entstehung von Aluminiumoxid ist ein Beispiel für Korrosion. Die Aluminiumatome verlieren Elektronen an Sauerstoffatome. Die sich auf der Oberfläche von Reinaluminium bildende Aluminiumoxidschicht schützt jedoch das darunter liegende Aluminium vor weiterer Korrosion. Das Aluminium kann durch eine dickere Aluminiumoxidschicht auf einer Probe noch besser geschützt werden. Dies wird durch Elektrolyse erreicht.

Aluminiumoxid ist gegenüber anderen chemischen Veränderungen nicht unempfindlich. Aluminiumoxid reagiert mit OH--Ionen zu Aluminiumhydroxid. Daher ist es keine gute Idee, Aluminiumtöpfe und -pfannen alkalischen oder basischen Lebensmitteln und Chemikalien auszusetzen. Durch den Abbau des Aluminiumoxids kann auch das darunter liegende reine Aluminium reagieren. Saure Verbindungen hingegen können die Aluminiumoxidschicht stärken und gegen Korrosion und andere chemische Reaktionen vorbeugen.