Alumine

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Alumine
Structure cristalline du corindon
Structure cristalline du corindon
Identification
Synonymes

oxyde d'aluminium
bauxite

No CAS 1344-28-1
No EINECS 215-691-6
Code ATC D10AX04
PubChem 14769
SMILES
Apparence poudre blanche[1],
cristaux hexagonaux
Propriétés chimiques
Formule brute Al2O3  [Isomères]
Masse molaire[2] 101,9613 ± 0,0009 g/mol
Al 52,93 %, O 47,07 %,
Propriétés physiques
fusion 2 054 °C[1]
ébullition 3 000 °C[1]
Solubilité lentement soluble dans les solutions aqueuses alcalines; pratiquement insol. Dans les solvants organiques non polaires, l'éther diéthylique, l'éthanol (95 %), l'eau[3]
Masse volumique 3,97 g·cm-3[1]
Pression de vapeur saturante 133,3 Pa à 2 158 °C [3]
Conductivité thermique 10,9 W·m-1·K-1 (500 °C);
6,2 W·m-1·K-1 (1 000 °C)[4]
Thermochimie
S0liquide, 1 bar 67,24 J·K-1·mol-1 [5]
S0solide 50,92 ± 0,10 J·K-1·mol-1 [5]
ΔfH0liquide -1 620,57 kJ·mol-1 [5]
ΔfH0solide -1 675,7 ± 1,3 kJ·mol-1 [5]
Cp 795,6 J·K-1·kg-1 (25 à 1 800 °C)[4]
Précautions
SIMDUT[6]

Produit non contrôlé
Écotoxicologie
DL50 rats >5 000 mg·kg-1
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L’alumine ou oxyde d’aluminium, de formule chimique Al2O3, est un composé chimique qui existe à l'état naturel dans la bauxite, sous forme d'alumine hydratée mélangée avec de l'oxyde de fer.

L'alumine a été isolée en 1754 par le chimiste allemand Andreas Sigismund Marggraf à partir de l'alun. C'est Louis Guyton de Morveau (1737-1816), collaborateur de Antoine Lavoisier, qui baptisa alumine l'un des sulfates contenu dans l'alun.

L'extraction de l'alumine de la bauxite est réalisée suivant un procédé chimique appelé procédé Bayer inventé par l'Autrichien Karl Josef Bayer. La bauxite y est attaquée par la soude à haute température et sous pression. La première usine à exploiter ce procédé est l'usine de Gardanne (anciennement Pechiney) en 1894. Cette usine produit toujours à ce jour des alumines hydratées et calcinées suivant ce procédé. L'alumine d'une grande variété de sources peut être extraite par le biais du procédé Orbite, beaucoup moins polluant.

L'alumine est exploitée industriellement pour obtenir de l'aluminium par le procédé électrolytique Héroult-Hall. Elle est aussi utilisée comme matériau réfractaire (résistant aux très fortes températures) et comme céramique, et peut être également utilisée sous forme de corindon pour fabriquer des abrasifs.

Plusieurs pierres précieuses sont à base d'alumine anhydre, colorées ou non par des oxydes métalliques : rubis, topaze, saphir.

Propriétés de l'alumine[modifier | modifier le code]

Propriété Valeur
Coefficient de dilatation à 25 °C 7,1 10-6 K-1
Conductivité thermique à 25 °C 0,46 J.cm-1.s-1K-1
Constante diélectrique à 25 °C 10,6
Résistivité à 14 °C 1019 Ω.cm

De par ses propriétés physiques, l'alumine qui se forme naturellement à la surface de l'aluminium par exposition au dioxygène de l'air, forme, contrairement à la rouille dans le cas du fer, une couche hermétique protectrice qui empêche le reste de l'aluminium d'être oxydé.

Polymorphes de l'alumine[modifier | modifier le code]

Variété Réseau cristallin Désignation chimique Formule chimique Domaine de température
de formation (°C)
Densité
Alumine amorphe _ Oxyde d'aluminium Al2O3 < 50-60 3,40
Bayerite Monoclinique Trihydroxyde d'aluminium (alpha) α-Al(OH)3 60-90 2,53
Boehmite Orthorhombique Oxy-hydroxyde d'aluminium (gamma) γ-AlOOH >90 3,01
Corindon hexagonal Oxyde d'aluminium (alpha) α-Al2O3 >350 3,96

Statistiques de production[modifier | modifier le code]

Production mondiale d'alumine[7]
Unité : 1000 tonnes Afrique Amérique
du Nord
Amérique
latine
Asie Europe
(avec Russie)
Océanie Total
1974 655 8174 4226 2409 3961 4918 24343
1979 656 7344 4003 1877 4768 7386 26034
1984 550 5750 4604 2116 5232 8800 27052
1989 626 5942 6647 2493 5006 10823 31537
1994 648 5533 8177 2338 5975 12840 35511
1999 569 5915 10865 4050 10008 14378 45785
2003 731 6084 12477 5178 11319 16792 52581

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c et d OXYDE D'ALUMINIUM, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. a et b (en) Raymond C Rowe, Paul J Sheskey, Marian E Quinn, Handbook of Pharmaceutical Excipients, Pharmaceutical Press and American Pharmacists Association,‎ 2009, 6e éd., 888 p. (ISBN 978 0 85369 792 3), p. 377
  4. a et b « Aluminium Oxide » dans la base de données Hazardous Substances Data Bank, consulté le 4 juin 2010
  5. a, b, c et d (en) « Aluminum oxide » sur NIST/WebBook, consulté le 4 juin 2010
  6. « Oxyde d'aluminium (alpha-) » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  7. International Aluminium Institute

Source[modifier | modifier le code]

  • International Aluminium Institute (Les valeurs incluent l'alumine destinée à la production d'aluminium — la proportion la plus importante — ainsi que l'alumine destinée à d'autres utilisations.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographe[modifier | modifier le code]

  • (en) Handbook of Porous Solids, volume 3, Wiley-VCH, 2002

Article connexe[modifier | modifier le code]