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L'alluminio non si trova naturalmente nella sua forma elementare perché la sua elevata reattività lo spinge a combinarsi con altri elementi. Viene tipicamente estratto dal minerale bauxite, che viene lavorato tramite il metodo Bayer per produrre allumina (Al₂O₃). La successiva riduzione elettrolitica Hall-Héroult converte l'allumina in alluminio metallico. Poiché gli ioni di alluminio trasportano una carica +3, il processo consuma grandi quantità di elettricità per aggiungere gli elettroni mancanti.
La formula chimica dell'ossido di alluminio è Al₂O₃. In questo composto, due ioni Al³⁺ bilanciano sei ioni O²⁻, risultando in un reticolo neutro. Quando esposto all'aria, l'alluminio puro reagisce con l'ossigeno per formare uno strato sottile e denso di Al₂O₃ sulla sua superficie. Questo ossido è un materiale cristallino duro con un punto di fusione superiore a 2.000°C (3.632°F), che contribuisce alle sue qualità protettive.
La formazione dello strato di ossido è un classico esempio di passivazione:il metallo cede elettroni a favore dell'ossigeno, ma l'Al₂O₃ appena formato aderisce fortemente alla superficie e protegge il metallo sottostante da ulteriori attacchi. Applicando l'elettrolisi controllata, i produttori possono deliberatamente ispessire questa barriera di ossido, migliorando la resistenza alla corrosione in ambienti difficili.
L'ossido di alluminio non è chimicamente inerte. In ambienti alcalini, l'ossido reagisce con gli ioni idrossido per produrre idrossido di alluminio solubile, compromettendo la pellicola protettiva ed esponendo il metallo base alla corrosione. Di conseguenza, si consiglia di evitare la cottura di pentole in alluminio in alimenti di base o l'uso di detergenti alcalini aggressivi. Al contrario, le soluzioni acide possono effettivamente rinforzare lo strato di ossido, rendendo il metallo più resistente alla successiva corrosione.
