Charles Martin Hall

Charles Martin Hall Amerikalı bir mucit, müzik meraklısı ve mühendisti. Charles Martin Hall, 6 Aralık 1863’de Thompson, Ohio’da doğdu. Rahibe Heman Bassett Hall ve Sophronia H. Brooks Hall’un oğluydu. 1873’de Hall ailesi, Charles Martin Hall’un Oberlin Lisesinde hazırlık çalışmalarını yürüten Ohio’daki Oberlin’e taşındı. Lise eğitimine Oberlin Akademisinde Müzik Konservatuvarı dersleri de dahil olmak üzere bir yıl eklendi. 1880’de Oberlin Koleji’ne girdi ve 1885’te bir lisans derecesi ile mezun oldu. O, 1886’da alaşımı üretmek için ucuz bir yöntem olan ve demirin tarih öncesi keşfinden bu yana yaygın olarak kullanılan ilk metal olan icadı en iyi bilinmektedir.

Charles Martin Hall, 6 Aralık 1863 tarihinde Thompson, Ohio’da Herman Bassett Hall ve Sophronia H. Brooks’un oğlu olarak dünyaya geldi. Kız kardeşlerinden biri Jules Brainerd Hall (1859-1925) idi ve Trescott 1977’ye göre deneylerinde ona yardım etmişti. Ailesi 1873’te Oberlin’e taşındı ve Oberlin Lisesi’nden mezun oldu. 1880’de girdiği Oberlin Koleji’nden 1885’de bir Bachelor of Arts derecesi aldı mezun olduktan sekiz ay sonra, Charles Martin Hall, alüminyum üretiminde ucuz bir yöntem icat etti. 23 Şubat 1886’da ailesinin evinin arkasındaki ormanda Charles Martin Hall, bir kriyolit-alüminyum florid karışımı içinde çözünmüş alüminyum oksit elektroliziyle alüminyum metal küreler üretti ve ertesi gün kız kardeşi Julia’nın tanık olması için bu deneyini tekrarladı. Erimiş fluorür tuzlarıyla çalışmak için, daha önceki deneylerinde kömürle çalışan fırından daha yüksek sıcaklık üreten ve sürdüren bir fırına ihtiyaç duydu. Bu amaçla, Hall, kil telli bir demir borunun iç kısmını ısıtmak için ikinci el bir benzinli ocak hazırladı. Bu ocağın daha yüksek sıcaklığına rağmen, kalsiyum, alüminyum veya magnezyum florürleri eritemedi. Potasyum ve sodyum florid eritildi, ancak yararlı miktarda alüminyum oksit çözülmedi. Bu başarı, bu sorun üzerinde birkaç yıllık yoğun çalışmanın doruk noktasıydı. Hall, süreci için 400.655 numaralı patenti aldı (1889). Aynı yıl, Hall, Alfred E. Hunt’da bir mali yardımcı buldu ve ikisi Pittsburgh Reduction Company’yi (daha sonra ALCOA) kurdula Hall, Profesör Frank Fanning Jewett’in (1844-1944) fikir ve materyalleri ile ailenin evinin arkasındaki bir odun ağacında gerçekleşen bilimsel deneylerinde cesaretlendirildi. Jewett evi, Oberlin’de Oberlin Miras Merkezi olarak korunmaktadır. Merkez, Aluminum adlı bir sergilere ev sahipliği yapıyor. Hall’un 1886 woodshed deneyinin yeniden yaratılmasını içeren Oberlin Connection. Hol House da Oberlin’de korundu, oysa ormancılık çoktan yıkıldı.

O zamana kadar, saf alüminyum değerli bir metal olarak kabul edildi, sadece güzel takılarda kullanıldı. Şimdi, alüminyum endüstride kullanılmaya başlandı. En önemlisi, alüminyum otomobil ve uçaklara daha hafif, daha az yakıt tüketimi, daha az paslanmaya ve daha az pahalı olmasına izin verdi. Salon sadece alüminyum metal kazanmak için bir yöntem icat etmekle kalmadı, aynı zamanda aletlerinin çoğunu imal etmek ve kimyasallarını hazırlamak zorunda kaldı. İlk deneylerinde, demir ve ara kimyasal aktivitenin diğer metallerinin metalürjisinde kullanılan yüksek sıcaklıklı karbon azaltma yöntemlerini uyarlamaya çalıştı. Ayrıca cryolite alüminyumunu sodyum metal ile azaltmaya çalıştı. Daha sonraki deneylerde, Kabine Salonu’ndaki Jewett’in laboratuvarında çalışan Hall, sudaki alüminyum florid elektrolizinin sadece alüminyum hidroksit verdiğini gösterdi. Elektrolizin kimyasal yöntemlerden daha güçlü indirgeme koşulları sağladığını anladılar. Günümüzde sudaki hidrojenin alüminyum iyonundan daha kolay indirgendiği iyi bilinmektedir.

Aparatlarının çoğunu imal etmek ve kimyasallarını hazırlamak zorunda kaldı ve ablası Julia Brainerd Hall’un yardımcısı vardı. Oberlin (Ohio) College Hall’de bir öğrenci alüminyuma ucuza girmekle ilgilenirken. 1885’te mezun olduktan sonra kolej laboratuvarını kullanmaya devam etmiş ve sekiz ay sonra yöntemini keşfetmiştir. Fransa’nın Paul-Louis-Toussaint Héroult bağımsız olarak aynı işlemi aynı anda keşfetti. Temel buluş, kriyolit içerisinde çözündürülmüş bir alümin banyosuna bir elektrik akımı geçirilmesini ve böylece imbik tabanımızda alüminyumun biriken bir su birikintisine neden olmasını içerir. 9 Temmuz 1886’da, Hall ilk patentini sundu. Bu süreç Fransız Paul Héroult tarafından da hemen hemen aynı anda keşfedildi ve Hall-Héroult süreci olarak biliniyor. Birkaç başarısızlıktan sonra finansal destekçilere ilgi duyan Hall, Mellon ailesinin desteğini aldı ve Pittsburgh Reduction Company (sonra Amerika’nın Alüminyum Şirketi) kuruldu. 1888 yazında Pittsburgh’taki metalurjik işle ilgili MIT mezunu Alfred E. Hunt önderliğindeki altı sanayiciden oluşan bir grup, Hall’ın Pittsburgh Reduction Company’yi 1888’de kurmasını sağlayan maddi destek sağladı. O yıl önce , Hall ve ilk çalışanı Arthur Vining Davis, Pittsburgh’daki Smallman Caddesi’ndeki bir pilot fabrikada ilk ticari alüminyum üretti. İşlem, erimiş hali elde etmek ve muhafaza etmek için reaksiyon kaplarında elektrik direncinden kaynaklanan dahili ısıtma kullanılarak yakında basitleştirildi. Buharlı Westinghouse dinamoları elektriği sağladı. Daha sonraki maliyet iyileştirmeleri daha sonra hidroelektrik kullanımından kaynaklanmıştır. Hall işlemi ilerledikçe, alüminyum külçelerin fiyatı 1888’de pound başına 4,86 liradan 1893’te liraya 78 cent’e düştü. Üreticiler, yabancı bir metal kullanmak konusunda isteksiz oldukları için, şirket, ilk döküm alüminyum çay su ısıtıcısı gibi prototip ürünler geliştirdi. Satış araçları olarak kullanıldı. 1890’da başkan vekili oldu. 1914 yılına kadar süreci alüminyumun maliyetini 1 sterlin yerine 18 sente indirdi.

Evde finansal destek bulamamış olan Hall, Pittsburgh’a giderek metalurji uzmanı Alfred E. Hunt ile temasa geçti. İlk büyük ölçekli alüminyum üretim tesislerini açan Pittsburgh Reduction Company’yi kurdular. Azaltma Şirketi daha sonra Alüminyum Şirketi, daha sonra Alcoa oldu. Salon büyük bir hissedardı ve zengin oldu.

Hall-Héroult süreci sonunda alüminyum fiyatını 200 faktöre indirdi ve pratik kullanımlar için uygun bir fiyat elde etti. 1900’da yıllık üretim yaklaşık 8 bin tona ulaştı. Günümüzde, diğer tüm demir dışı metallerin birleşmesinden daha fazla alüminyum üretilmektedir.

Salon, Amerikan alüminyum imla hattının yaratıcısı olarak düşünülür. Oberlin Koleji’ne göre, alüminyum arıtma sürecini kamuoyuna ilan eden bir el ilanında yanlış yazıyordu. Süreç o kadar devrimci ve metali böylesine öne çıkardı ki, Amerikalılar o zamandan beri bir “i” ile aliminyum yazmıştı. Birleşik Krallık’ta ve İngiliz yazım denetimini kullanan diğer ülkelerde sadece alüminyum kullanılır. Hemen hemen tüm diğer dillerdeki yazım, biten -iyuma benzemektedir.

Hall araştırma ve geliştirmeye hayatının sonuna kadar devam etti ve çoğu alüminyum üretimi için 22 ABD patenti aldı. Oberlin College Mütevelli Heyeti’nde görev yapmıştır. 1914’te Daytona, Florida’da ölümüne kadar Alcoa’nın başkan yardımcısıydı. Evli ve çocuksuz öldü ve Oberlin’deki Westwood Mezarlığı’na gömüldü. Hall, servetinin büyük çoğunluğunu hayır işlerine bıraktı. Cömertliği, Asya’da beşeri bilimler ve sosyal bilimler alanında yüksek öğrenim görmeyi teşvik eden Harvard Yenching Enstitüsünün kurulmasına katkıda bulundu.

Hall sonunda Oberlin College’ın en önemli yardımcısı oldu. Öğrenciler Alüminyumdan yapılmış Holü heykele bayılıyorlar. Hafifliğinden dolayı, Hall’un heykeli, sıklıkla öğrenci şakaları yüzünden sık sık yer değişikliği nedeniyle biliniyordu. Bugün heykel büyük bir granit blok üzerine yapıştırılmış ve öğrencilerin tatillerde ve diğer günlerde zeminleri süslemeye devam ettiği Oberlin’in yeni bilim merkezinin ikinci katında daha kalıcı olarak duruyor.

Hall, 1911’de Amerikan endüstriyel kimyasında en çok ödül alan Perkin Madalyasını kazandı. 1997’de, Salon tarafından keşfedilen elektrokimyayla alüminyum metal üretimi, ACS Ulusal Tarihi Kimyasal Yer İşareti olarak adlandırıldı.

US Patent 400,664, Alüminyumun elektroliz yoluyla florür tuzlarından indirgenmesi – C. M. Hall, 1886’da uygulanmış, USPTO’dan sayfa 1889 TIFF Image verilmiştir.

Alüminyum hakkında bilgiler

  • Her günün her saatinde ortalama 123.000’den fazla alüminyum kutu geri dönüşümlüdür.
  • 1972 yılından bu yana, yaklaşık 660-plus milyar içecek teneke kutusu uçtan uca geri dönüştürülmüş ve ayda yaklaşık 300 kez gerilebilecekti.
  • Bir alüminyum içecek kutusunun ortalama ömrü, üretilmesi, doldurulması, satılması, geri dönüştürülmesi ve yeniden üretilmesi gereken süre dahil olmak üzere altı haftadır.
  • Tek bir alüminyumun geri dönüşümü, 100-watt’lık bir ampulün neredeyse dört saat boyunca yanması veya bir televizyona üç saat boyunca yeterli güç sağlamak için yeterli enerji tasarrufu yapabilir.
  • Bir alüminyum telefondan atmak, bu teneke kutu hacminin yarısını boşaltmak kadar fazla enerji harcar. Her bir kişi bir ayda bir alüminyum kutuyu geri dönüştürürse, enerji tasarrufu 1,750 ila 3,500 galon arasında değişir.
  • Amerikan tüketicileri ve endüstrisi, her üç ayda bir ABD ticari hava filosunu yeniden inşa etmek için yeterince alüminyum dökülüyor.
  • Alüminyum, 1994 yılında Birleşik Devletlerde toplam belediye katı atık akımının yüzde 1,5’ini oluşturuyordu. Alüminyum ambalaj genel oranı yüzde 55 idi.
  • 1884 yılında toplam ABD alüminyum üretimi 125 lira oldu. O yıl, Washington Anıtı’nın üstünde temellendirilen 100 ons alüminyum piramit, bu üretimin % 20’sini temsil etti.
  • Dört ton boksit, bir ton alüminyum üretiyor – yedi tam boyutlu araba veya 40.000 bilgisayar hafıza diski için 60.000 içecek kutusu veya uzay çerçevesi üretmek için yeterli.
  • Çoğu uygulamada bir kilo alüminyum bu ağırlığın iki katı çelik yerine geçebilir.
  • Yakutlar, zümrütler ve safirler çoğunlukla kristalimsi alüminyum oksitten oluşur.
  • Üreticiler, Alüminyum’dan Little League sopalarını yapmak için Soğuk Savaş teknolojisini kullandılar.
  • Alüminyum hafif, güçlü, korozyona dayanıklı, non manyetik, toksik olmayan ve doğal olarak iyi görünümlüdür.
İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.
×
İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.