Aliaje

Un aliaj este un amestec omogen obținut prin topirea împreună a unui metal cu alte metale sau cu nemetale, urmată de răcire. Materialul rezultat arată și se comportă ca un metal: are luciu, conduce căldura și curentul electric și se prelucrează prin turnare, forjare sau laminare. Nu este însă o substanță pură. Compoziția lui se exprimă în procente și se alege după scopul urmărit, de aceea un aliaj nu are formulă chimică și nu apare în tabelul periodic.

Metalele pure au limite: fierul ruginește, aurul pur și cuprul pur sunt moi, aluminiul pur are rezistență mecanică mică. Prin aliere se obțin materiale mai dure, mai rezistente la rugină sau mai ieftine decât metalul pur. Aliajele importante sunt:

• oțelul: fier cu sub $2\%$ carbon; este mai dur și mai elastic decât fierul, deci se folosește la șine, poduri, caroserii și unelte;
• fonta: fier cu peste $2\%$ carbon; este foarte dură, dar casantă, deci se toarnă în capace de canal, plite și radiatoare;
• oțelul inoxidabil: fier cu crom și nichel; nu ruginește, deci se folosește la tacâmuri, chiuvete și instrumente medicale;
• bronzul: cupru cu staniu; este dur și rezistent la coroziune, deci din el se fac statui, clopote și lagăre;
• alama: cupru cu zinc; are culoare galbenă și se prelucrează ușor, deci din ea se fac robineți, armături și instrumente muzicale de suflat;
• duraluminiul: aluminiu cu puțin cupru, magneziu și mangan; este ușor și rezistent, deci se folosește la piese de avion;
• aurul pentru bijuterii: aur cu cupru și argint; este mai dur decât aurul pur și se uzează mai greu la purtare.

Compoziția variază: există alame cu $70\%$ cupru și alame cu $60\%$ cupru, iar culoarea și duritatea diferă de la una la alta. Un compus chimic, în schimb, are mereu aceeași compoziție, cum are apa.

Exemplu rezolvat. Un inel de aur de $18$ carate are masa de $8$ g. Caratul arată câte din cele $24$ de părți ale aliajului sunt aur.

1. Aurul pur are $24$ de carate, deci $18$ carate înseamnă $\frac{18}{24}=0,75$, adică $75\%$ aur.
2. Masa aurului din inel este $0,75\cdot 8=6$ g.
3. Restul, $8-6=2$ g, sunt cupru și argint.

Verificare: $6/8\cdot 100=75\%$. Un clopoțel de bronz de $200$ g cu $10\%$ staniu conține $0,10\cdot 200=20$ g staniu și $200-20=180$ g cupru.

Greșeli frecvente

• Greșit: Bronzul este aliaj de cupru cu zinc.
  Corect: bronzul este aliaj de cupru cu staniu; cuprul cu zinc formează alama.
• Greșit: Oțelul are formula chimică fixă $\mathrm{FeC}$.
  Corect: oțelul este un aliaj de fier cu sub $2\%$ carbon, iar procentul de carbon diferă de la un tip de oțel la altul.
• Greșit: Un aliaj este o substanță compusă nouă, ca apa.
  Corect: aliajul este un amestec omogen, fără formulă fixă, iar compoziția lui se schimbă între limite.
• Greșit: Aurul de $18$ carate este aur pur.
  Corect: conține $75\%$ aur; aurul pur are $24$ de carate.

Înainte și după