טיוטה:ההיסטוריה של האלומיניום

מתכת האלומיניום נדירה מאוד בצורתה הטבעית, ותהליך זיקוקה מעפרות הוא מורכב, ולכן במשך רוב ההיסטוריה האנושית לא ידעו על קיומה.

עם זאת, תרכובת האלום ידועה מאז המאה החמישית לפני הספירה והייתה בשימוש נרחב על ידי הקדמונים למטרות צביעה.

בימי הביניים, השימוש בו לצביעה הפך אותו לסחורה במסחר בינלאומי. מדעני הרנסאנס האמינו כי אלום הוא מלח של סוג אדמה חדש; בעידן הנאורות נקבע כי אדמה זו, האלומינה, היא תחמוצת של מתכת חדשה. גילוי המתכת הזו הוכרז בשנת 1825 על ידי הפיזיקאי הדני האנס כריסטיאן ארסטד, שעבודתו הורחבה על ידי הכימאי הגרמני פרידריך ולר.

אלומיניום היה קשה לזיקוק ולכן לא היה נפוץ לשימוש בפועל. זמן קצר לאחר גילויו, מחיר האלומיניום עלה על מחיר הזהב. מחירו ירד רק לאחר תחילת הייצור התעשייתי שלו על ידי הכימאי הצרפתי הנרי אטיין סנט-קלייר דוויל בשנת 1856.

אלומיניום הפך לזמין הרבה יותר לציבור עם תהליך הול-הרולט שפותח באופן עצמאי על ידי המנדס הצרפתי פול הרולט והמהנדס האמריקאי צ'ארלס מרטין הול בשנת 1986, וכן על ידי תהליך באייר שפותח על ידי הכימאי האוסטרי קארל ג'וזף באייר בשנת 1889. בהתליכים אלו נעשה שימוש לייצור אלומיניום עד היום.

הצגת שיטות אלו לצורך ייצור המוני של אלומיניום, הובילה לשימוש נרחב במתכת הקלה הזו והעמידה בפני קורוזיה, בתעשייה ובחיי היומיום. אלומיניום החל לשמש בהנדסה ובבנייה. במלחמת העולם הראשונה והשנייה היה האלומיניום משאב אסטרטגי מכריע לתעופה.

הייצור העולמי של המתכת צמח מ-6,800 טון מטרי בשנת 1900 ל-2,810,000 טון מטרי ב-1954, כאשר האלומיניום הפך למתכת המיוצרת ביותר שאינה ברזל, העולה על נחושת.

במחצית השנייה של המאה העשרים, נעשה שימוש באלומיניום בתחבורה ובאריזה. ייצור אלומיניום הפך למקור לדאגה בשל השפעתו על הסביבה, וחלה התקדמות במחזור אלומיניום. המתכת הפכה למצרך חליפין בשנות ה-70.

הייצור החל לעבור מהמדינות המפותחות למדינות המתפתחות; בשנת 2010 סין צברה חלק גדול במיוחד בייצור ובצריכה של אלומיניום. הייצור העולמי המשיך לעלות והגיע ל-58,500,000 טון מטרי בשנת 2015. ייצור האלומיניום עולה על ייצורן של כל המתכות שאינן ברזל יחד.

היסטוריה מוקדמת

היום אני מביא לך את הניצחון על הטורקי. מדי שנה הם סוחטים מהנוצרים יותר מ-300,000 דוקאטים עבור האלום שאיתו אנו צועים צמר. שכן אין הוא בנמצא בקרב הלטינים, למעט כמות קטנה מאוד. [...] אבל מצאתי שבעה הרים כל כך עשירים בחומר הזה שהם יכולים לתת אספקה לשבעה עולמות. אם תיתן פקודות להעסיק אנשי עבודה, לבנות תנורים ולהתיך את העפרות, תספק אלום לכל אירופה והטורקי יאבד את כל רווחיו. במקום זאת הם ייצטברו אצלך.

— -ג'ובאני דה קסטרו לאביו האפיפיור פיוס השני בשנת 1461, לאחר שגילה מקור עשיר של עלום בטולפה ליד רומא

ההיסטוריה של האלומיניום עוצבה על ידי השימוש בתרכובת האלום. התיעוד הראשון הכתוב של אלום היה במאה ה-5 לפני הספירה על ידי ההיסטוריון היווני הרודוטוס. הקדמונים השתמשו בו כחומר המקבע צבע, ברפואה, בעיבוד כימי של מתכות וכציפוי עמיד באש לעץ כדי להגן על מבצרים מפני הצתות של האויב.

מתכת האלומיניום לא הייתה ידועה. הסופר הרומאי פטרוניוס הזכיר ברומן שלו "סטיריקון" כי כוס יוצאת דופן הוצגה לקיסר: לאחר שהושלכה על המדרכה, היא לא נשברה, אלא רק התעוותה. היא הוחזרה לצורתה המקורית על ידי שימוש בפטיש. לאחר שנודע לקיסר מהממציא שאף אחד לא יודע לייצר חומר זה, הקיסר הוציא להורג את הממציא כדי שלא יפחית את מחיר הזהב. וריאציות של סיפור זה הוזכרו בקצרה בהיסטוריה של הטבע על ידי ההיסטוריון הרומאי פליניוס הזקן (שציין כי הסיפור היה "עדכני באמצעות חזרה תכופה יותר מאשר אותנטית") וההיסטוריה הרומית על ידי ההיסטוריון הרומאי דיו קסיוס. מקורות מסוימים טוענים כי זכוכית זו עשויה להיות אלומיניום. ייתכן וסגסוגות המכילות אלומיניום הופקו בסין בתקופת שלטון שושלת ג'ין הראשונה (265-420).

לאחר מסעות הצלב, אלום היה מצרך של מסחר בינלאומי; זה היה חיוני בתעשיית הבדים האירופאית. מכרות אלום קטנים פעלו באירופה הקטולית, אך מרבית האלום הגיע מהמזרח התיכון.

הסחר באלום נמשך דרך הים התיכון עד אמצע המאה ה-15 כאשר העות'מאנים הגדילו מאוד את מיסי הייצוא. בתוך כמה שנים התגלה אלום בשפע רב באיטליה. האפיפיור פיוס השני אסר על כל ייבוא מהמזרח והשתמש ברווחים מסחר האלום כדי להתחיל מלחמה עם העות'מאנים. האלום החדש שהתגלה מילא תפקיד ארוך וחשוב ברוקחות האירופאית, אך המחירים הגבוהים שקבעה ממשלת האפיפיור גרמו בסופו של דבר למדינות אחרות להתחיל בייצור משלהן; כריית אלום בקנה מידה גדול הגיעה לאזורים אחרים באירופה במאה ה-16.

ביסוס אופי האלום

אני חושב שזה לא יותר מדיי סיכון לחזות שיגיע יום שבו האופי המתכתי של בסיס האלום יוכח ללא עוררין

— הכימאי הצרפתי תיאודור ברון ד'ה נוויל בשנת 1760 באקדמיה למדע בפריז

בתחילת הרנסאנס, טיבו של האלום נותר עלום. בסביבות שנת 1530, הכיר הרופא השווייצרי פאראצלסוס באלום כנפרד מוויטריולה (סולפטים) והציע שמדובר במלח של אדמה. בשנת 1595, הרופא והכימאי הגרמני אנדראס ליבאביוס הדגים כי אלום וויטריולה ירוקה וכחולה נוצרו על ידי אותה חומצה, אך מאדמות שונות; לאדמה שממנה נוצר האלום הוא הציע את השם "אלומינה". הכימאי הגרמני גאורג ארנסט סטאהל הצהיר כי בסיס האלום הלא ידוע דומה לסיד או גיר בשנת 1702; תפיסה מוטעית זו שותפה על ידי מדענים רבים במשך חצי מאה. בשנת 1722, הכימאי הגרמני פרידריך הופמן הציע כי בסיס האלום הוא אדמה מובהקת. בשנת 1728, הכימאי הצרפתי אטיין ז'ופרואה סנט-אילר טען כי אלום נוצר על ידי אדמה לא ידועה וחומצה גופרתית; הוא האמין בטעות כי שריפת האדמה מניבה סיליקה. (טעותו של ז'ופרואה תוקנה רק בשנת 1785 על ידי הכימאי והרוקח הגרמני יוהאן כריסטיאן וויגלב. הוא קבע כי לא ניתן לסנתז את אדמת האלום מסיליקה ואלקלי, בניגוד לאמונה העכשווית.) הכימאי הגרמני יוהאן היינריך פוט הראה בשנת 1746 כי המשקע שהתקבל ממזיגת אלקלי לתמיסת אלום היה שונה מסיד וגיר.

הכימאי הגרמני אנדראס זיגיסמונד מרגרף סינתז בשנת 1754 את אדמת האלום על ידי הרתחת חימר בחומצה גופרתית והוספת אשלג. הוא הבין כי הוספת סודה, אשלג או אלקלי לתמיסת האדמה החדשה בחומצה גופרתית, מניבה אלום. הוא תיאר את האדמה כאלקליין, שכן גילה שהיא מומסת בחומצות כאשר היא מתייבשת. מרגרף תיאר גם מלחים של אדמה זו: כלוריד, חנקתי ואצטט. בשנת 1758 כתב הכימאי הצרפתי פייר מקקר כי אלומינה דומה לאדמה מתכתית. בשנת 1760 הכימאי הצרפתי תיאודור ברון ד'ה נוויל הביע את אמונו כי אלומינה היא אדמה מתכתית.

בשנת 1767, הכימאי השוודי טורברן ברגמן סינתז אלום על ידי הרתחת אלוניט בחומצה גופרתית והוספת אשלג לתמיסה. הוא גם סינתז אלום כתוצר תגובה בין סולפטים של אשלגן ואדמה של אלום, והוכיח שאלום הוא מלח כפול. בשנת 1776, כימאי התרופות הגרמני קרל וילהלם שלה הוכיח כי גם אלום וגם סיליקה מקורם בחימר, וכי אלום אינו מכיל סיליקון. בשנת 1782, הכימאי הצרפתי אנטואן לבואזיה ראה באלומינה תחמוצת של מתכת עם זיקה כה חזקה לחמצן, עד כי שום חומרי הפחתה ידועים לא יכלו להתגבר עליה.

בשנת 1815, הכימאי השוודי ינס יאקוב ברצליוס הציע את הנוסחה ${\ce {AlO3}}$ לאלומינה. הנוסחה הנכונה, ${\ce {Al2O3}}$, נקבעה על ידי הכימאי הגרמני אילהרד מיטשרליך בשנת 1821; זה עזר לברצליוס לקבוע את המשקל האטומי הנכון של המתכת, 27.

שימוש המוני

תן לנו אלומיניום בכמות הנכונה, ואנחנו נהיה מסוגלים להילחם עוד ארבע שנים נוספות.

— המנהיג הסובייטי יוסיף סטלין להארי הופקינס, הנציג האישי של נשיא ארצות הברית פרנקלין דלאנו רוזוולט באוגוסט 1941.

ראו גם

עיינו גם בפורטל פורטל כימיה מהווה שער לחובבי הכימיה ולמתעניינים בתחום. בפורטל תוכלו למצוא, בין היתר, מידע על כימאים חשובים, על ענפי הכימיה ועל ניסויים מעניינים.