The hliník Jedná se o kovový prvek, který patří do skupiny 13 (III A) periodické tabulky a který je reprezentován symbolem Al. Jedná se o lehký kov s nízkou hustotou a tvrdostí. Kvůli svým amfoterním vlastnostem byl některými vědci klasifikován jako metaloid.
Jedná se o tvárný a velmi tvárný kov, a proto se používá k výrobě drátu, tenkých hliníkových plechů i jakéhokoli typu předmětu nebo postavy; například slavné plechovky s jejich slitinami nebo hliníková fólie, kterou jsou zabaleny potraviny nebo dezerty.
Kamenec (hydratovaný síran hlinito-draselný) používal člověk od starověku v medicíně, při koželužství a jako mořidlo pro barvení látek. Jeho minerály byly tedy známy navždy.
Hliník jako kov však byl izolován velmi pozdě, v roce 1825, Øerstedem, což vedlo k vědecké činnosti, která umožňovala jeho průmyslové využití. V té době byl hliník po železa kovem s nejvyšší produkcí na světě..
Hliník se nachází hlavně v horní části zemské kůry, což představuje 8% hmotnosti. Odpovídá jeho třetímu nejhojnějšímu prvku, který je překonán kyslíkem a křemíkem ve svých křemičitých a křemičitanových minerálech..
Bauxit je sdružení minerálů, mezi které patří: oxid hlinitý (oxid hlinitý) a oxidy kovů železa, titanu a křemíku. Představuje hlavní přírodní zdroj pro těžbu hliníku.
Rejstřík článků
V Mezopotámii, 5000 let před naším letopočtem. C., Keramiku již vyráběli pomocí jílu, který obsahoval sloučeniny hliníku. Před 4000 lety Babylóňané a Egypťané používali hliník v některých chemických sloučeninách.
První písemný dokument týkající se kamence vytvořil Hérodotos, řecký historik, v 5. století před naším letopočtem. C. Kamenec [KAl (SO4)dva12HdvaO] byl použit jako mořidlo při barvení látek a k ochraně dřeva, kterým byly navrženy dveře pevností, před požáry.
Stejným způsobem označuje Plinius „Starší“ v 1. století alumen, dnes známý jako kamenec, jako látku používanou v medicíně a mořidlo.
Od 16. století se kamenec používal na činění a jako papír na papír. Jednalo se o želatinovou látku, která dodávala papíru konzistenci a umožňovala její použití při psaní..
V roce 1767 dosáhl švýcarský chemik Torbern Bergman syntézy kamence. Aby to udělal, zahřál měsíc [KAl3(SW4)dva(ACH)6] s kyselinou sírovou a poté se k roztoku přidá potaš.
V roce 1782 francouzský chemik Antoine Lavoisier zaznamenal, že oxid hlinitý (AldvaNEBO3) byl oxid nějakého prvku. To má takovou afinitu ke kyslíku, že jeho oddělení bylo obtížné. Lavoisier proto do té doby předpovídal existenci hliníku.
Později, v roce 1807, anglický chemik Sir Humphry Davy podrobil oxid hlinitý elektrolýze. Metoda, kterou použil, však vytvořila slitinu hliníku s draslíkem a sodíkem, takže nemohl izolovat kov.
Davy poznamenal, že oxid hlinitý měl kovovou základnu, kterou původně označil jako „alumium“, na základě latinského slova „alumen“, což je název používaný pro kamenec. Později Davy změnil název na „hliník“, aktuální název v angličtině..
V roce 1821 se německému chemikovi Eilhardovi Mitscherlichovi podařilo najít správný vzorec pro oxid hlinitý: AldvaNEBO3.
Téhož roku objevil francouzský geolog Pierre Berthier minerál hliníku na ložisku načervenalé jílovité skály ve Francii v oblasti Les Baux. Berthier označil minerál za bauxit. Tento minerál je v současné době hlavním zdrojem hliníku.
V roce 1825 vyrobil dánský chemik Hans Christian Øersted kovovou tyč z údajného hliníku. Popsal to jako „kus kovu, který svou barvou a leskem vypadá trochu jako cín.“ Øersted toho bylo možné dosáhnout redukcí chloridu hlinitého, AlCl3, s amalgámem draslíku.
Předpokládalo se však, že výzkumník nezískal čistý hliník, ale slitinu hliníku a draslíku..
V roce 1827 se německému chemikovi Friedrichovi Wöehlerovi podařilo vyrobit asi 30 gramů hliníkového materiálu. Poté, po 18 letech vyšetřovací práce, dosáhl Wöehler v roce 1845 výroby globulí o velikosti špendlíkové hlavičky s kovovým leskem a šedivou barvou..
Wöehler dokonce popsal některé vlastnosti kovu, jako je barva, měrná hmotnost, tažnost a stabilita..
V roce 1855 francouzský chemik Henri Sainte-Claire Deville vylepšil Wöehlerovu metodu. K tomu použil redukci chloridu hlinitého nebo chloridu hlinitého sodíku kovovým sodíkem pomocí kryolitu (Na3AlF6) jako tok.
To umožnilo průmyslovou výrobu hliníku ve francouzském Rouenu a mezi lety 1855 a 1890 bylo dosaženo produkce 200 tun hliníku..
V roce 1886 francouzský inženýr Paul Héroult a americký student Charles Hall nezávisle vytvořili metodu výroby hliníku. Tato metoda spočívá v elektrolytické redukci oxidu hlinitého v roztaveném kryolitu pomocí stejnosměrného proudu.
Metoda byla efektivní, ale měla problém s vysokou spotřebou elektřiny, což výrobu dražší. Héroult tento problém vyřešil založením svého průmyslu v Neuhausenu (Švýcarsko), čímž využil výhod Rýnských vodopádů jako generátorů elektřiny.
Hall se původně usadil v Pittsburgu (USA), ale později se přestěhoval do Niagarských vodopádů.
A konečně v roce 1889 vytvořil Karl Joseph Bayer způsob výroby oxidu hlinitého. Spočívá v zahřívání bauxitu v uzavřené nádobě s alkalickým roztokem. Během procesu zahřívání se frakce oxidu hlinitého izoluje ve fyziologickém roztoku..
Stříbrošedá pevná látka s kovovým leskem (horní obrázek). Je to měkký kov, ale tvrdne malým množstvím křemíku a železa. Kromě toho se vyznačuje tím, že je velmi tvárný a tvárný, protože lze vyrobit hliníkové plechy o tloušťce až 4 mikrony.
26 981 u
13
660,32 ° C
2 470 ° C
Okolní teplota: 2,70 g / ml
Teplota tání (kapalina): 2,375 g / ml
Jeho hustota je ve srovnání s jinými kovy značně nízká. Z tohoto důvodu je hliník poměrně lehký.
10,71 kJ / mol
284 kJ / mol
24,20 J / (mol K)
1,61 na Paulingově stupnici
-První: 577,5 kJ / mol
-Za druhé: 1 816,7 kJ / mol
-Za třetí: 2 744,8 kJ / mol
23,1 µm / (m K) při 25 ° C
237 W / (m K)
Hliník má trojnou tepelnou vodivost oproti oceli.
26,5 nΩ · m při 20 ° C
Jeho elektrická vodivost je 2/3 mědi.
Paramagnetické
2,75 Mohsovy stupnice
Hliník je odolný proti korozi, protože když je tenká vrstva oxidu hlinitého vystavena vzduchudvaNEBO3 který se tvoří na jeho povrchu, brání oxidaci v pokračování uvnitř kovu.
V kyselých roztocích reaguje s vodou za vzniku vodíku; zatímco v alkalických roztocích tvoří hlinitanový iont (AlOdva-).
Zředěné kyseliny jej nemohou rozpustit, ale mohou za přítomnosti koncentrované kyseliny chlorovodíkové. Hliník je však odolný vůči koncentrované kyselině dusičné, i když je vystaven působení hydroxidů za vzniku vodíku a hlinitanového iontu..
Práškový hliník se spaluje v přítomnosti kyslíku a oxidu uhličitého za vzniku oxidu hlinitého a karbidu hliníku. Může být korodován chloridem přítomným v roztoku chloridu sodného. Z tohoto důvodu se použití hliníku v potrubí nedoporučuje..
Hliník je oxidován vodou při teplotách pod 280 ° C.
2 Al (y) + 6 HdvaO (g) => 2 Al (OH)3(s) + 3Hdva(g) + teplo
Hliník, který je kovovým prvkem (u některých metalloidová barviva), jeho atomy Al interagují navzájem díky kovové vazbě. Tato nesměrová síla je řízena svými valenčními elektrony, které jsou rozptýleny po celém krystalu ve všech jeho rozměrech..
Tyto valenční elektrony jsou následující, podle elektronické konfigurace hliníku:
[Ne] 3 sdva 3p1
Proto je hliník trojmocný kov, protože má tři valenční elektrony; dva na orbitálu 3 s a jeden na 3 p. Tyto orbitaly se překrývají a vytvářejí molekulární orbitaly 3s a 3p, tak blízko u sebe, že nakonec tvoří vodivé pásy..
Pásmo s je plné, zatímco pásmo p má velkou rezervu pro více elektronů. Proto je hliník dobrým vodičem elektřiny..
Kovová vazba hliníku, poloměr jeho atomů a jeho elektronické charakteristiky definují krystal fcc (kubický střed). Takový krystal fcc je zjevně jediný známý allotrope hliníku, takže určitě vydrží vysoké tlaky, které na něj působí..
Elektronická konfigurace hliníku okamžitě naznačuje, že je schopen ztratit až tři elektrony; to znamená, že má vysokou tendenci tvořit Al kation3+. Když se předpokládá existence tohoto kationtu ve sloučenině odvozené od hliníku, říká se, že má oxidační číslo +3; jak je dobře známo, toto je nejběžnější pro hliník.
Existují však i jiná možná, ale vzácná oxidační čísla pro tento kov; jako: -2 (Aldva-), -1 (Al-), +1 (Al+) a +2 (Aldva+).
V AldvaNEBO3, Například hliník má oxidační číslo +3 (Aldva3+NEBO3dva-); zatímco v AlI a AlO, +1 (Al+F-) a +2 (Aldva+NEBOdva-). Avšak za normálních podmínek nebo situací je Al (III) nebo +3 zdaleka nejhojnější oxidační číslo; protože Al3+ je izoelektronický na neonový vzácný plyn.
Proto se ve školních učebnicích vždy předpokládá az dobrého důvodu, že hliník má +3 jako jediný počet nebo oxidační stav.
Hliník je koncentrován ve vnějším okraji zemské kůry, což je jeho třetí prvek, jen překonaný kyslíkem a křemíkem. Hliník představuje 8% hmotnosti zemské kůry.
Nachází se v magmatických horninách, hlavně: hlinitokřemičitany, živce, živce a slídy. Také v načervenalých jílech, jako je tomu u bauxitu.
Bauxity jsou minerální směs, která obsahuje hydratovaný oxid hlinitý a nečistoty; jako jsou oxidy železa a titanu a oxid křemičitý, s následujícími hmotnostními procenty:
-DodvaNEBO3 35-60%
-VíradvaNEBO3 10–30%
-Anodva 4–10%
-Strýcdva 2-5%
-HdvaNebo z ústavy 12-30%.
Oxid hlinitý se nachází v bauxitu v hydratované formě se dvěma variantami:
-monohydrátů (AldvaNEBO3HdvaO), které představují dvě krystalografické formy, boemit a diasporu
-Trihydráty (AldvaNEBO33HdvaO), představovaný gibbsitem.
Bauxit je hlavním zdrojem hliníku a dodává většinu hliníku získaného těžbou..
Hlavně bauxity tvořené 40-50% AldvaNEBO3, 20% FedvaNEBO3 a 3-10% SiOdva.
Alunite.
Hlinité horniny, které mají minerály jako syenity, nefelin a anorthity (20% AldvaNEBO3).
Křemičitany hlinité (andalusit, sillimanit a kyanit).
Kaolinové vklady a různé jíly (32% AldvaNEBO3).
Bauxit se těží v otevřené jámě. Jakmile jsou kameny nebo jíly, které ho obsahují, shromážděny, jsou rozdrceny a rozemlety v kulových a tyčových mlýnech, dokud nezískají částice o průměru 2 mm. V těchto procesech zůstává ošetřený materiál zvlhčený.
Při získávání oxidu hlinitého se postupuje podle postupu, který vytvořil Bayer v roce 1989. Mletý bauxit se štěpí přidáním hydroxidu sodného za vzniku hlinitanu sodného, který se solubilizuje; zatímco znečišťující látky železo, oxidy titanu a křemíku zůstávají v suspenzi.
Kontaminující látky se dekantují a trihydrát oxidu hlinitého se vysráží z hlinitanu sodného ochlazením a zředěním. Potom se trihydrátovaný oxid hlinitý suší za vzniku bezvodého oxidu hlinitého a vody..
K získání hliníku je oxid hlinitý podroben elektrolýze, obvykle podle metody, kterou vytvořil Hall-Héroult (1886). Proces spočívá v redukci roztaveného oxidu hlinitého na kryolit.
Kyslík se váže na uhlíkovou anodu a uvolňuje se jako oxid uhličitý. Uvolněný hliník se mezitím usazuje na dně elektrolytického článku, kde se hromadí.
Slitiny hliníku jsou obvykle označeny čtyřmi čísly.
Kód 1xxx odpovídá hliníku s 99% čistotou.
Kód 2xxx odpovídá slitině hliníku s mědí. Jsou to silné slitiny, které se používaly v kosmických vozidlech, ale praskly kvůli korozi. Tyto slitiny jsou známé jako dural.
Kód 3xxx zahrnuje slitiny, ve kterých se do hliníku přidává mangan a malé množství hořčíku. Jsou to slitiny velmi odolné proti opotřebení, používají se při výrobě kuchyňských potřeb slitiny 3003 a 3004 v plechovkách na nápoje..
Kód 4xxx představuje slitiny, ve kterých se do hliníku přidává křemík, což snižuje teplotu tání kovu. Tato slitina se používá při výrobě svařovacích drátů. Slitina 4043 se používá při svařování automobilů a konstrukčních prvků.
Kód 5xxx zahrnuje slitiny, kde se hořčík primárně přidává do hliníku..
Jsou to silné slitiny odolné vůči korozi z mořské vody, které se používají k výrobě tlakových nádob a různých námořních aplikací. Ze slitiny 5182 se vyrábí víčka na sodovky.
Kód 6xxx zahrnuje slitiny, ve kterých se ke slitině přidává křemík a hořčík s hliníkem. Tyto slitiny jsou odlévatelné, svařitelné a odolné proti korozi. Nejběžnější slitina v této řadě se používá v architektuře, rámech jízdních kol a při výrobě iPhone 6..
Kód 7xxx označuje slitiny, ve kterých se zinek přidává do hliníku. Tyto slitiny, také nazývané Ergal, jsou odolné proti rozbití a jsou velmi tvrdé, používají slitiny 7050 a 7075 v konstrukci letadel..
Kontakt s hliníkovým práškem může způsobit podráždění kůže a očí. Dlouhodobé a vysoké vystavení působení hliníku může způsobit příznaky podobné chřipce, bolesti hlavy, horečku a zimnici; Kromě toho se může objevit bolest na hrudi a napětí.
Vystavení jemnému hliníkovému prachu může způsobit zjizvení plic (plicní fibrózu) s příznaky kašle a dušnosti. OSHA stanovil limit 5 mg / m3 pro vystavení hliníkovému prachu za 8 hodin denně.
Hodnota biologické tolerance pro pracovní expozici hliníku byla stanovena na 50 µg / g kreatininu v moči. K poklesu výkonu v neuropsychologických testech dochází, když koncentrace hliníku v moči překročí 100 µg / g kreatininu.
Hliník se používá jako hydrochlorid hlinitý v antiperspirantních deodorantech, což souvisí s rozvojem rakoviny prsu. Tento vztah však nebyl jasně stanoven, mimo jiné proto, že absorpce hydrochloridu hlinitého kůží je pouze 0,01%..
Hliník je neurotoxický a byl spojován s neurologickými chorobami, včetně Alzheimerovy choroby, u lidí s expozicí na pracovišti..
Mozek pacientů s Alzheimerovou chorobou má vysokou koncentraci hliníku; ale není známo, zda je příčinou nemoci nebo jejím následkem.
U pacientů na dialýze byla stanovena přítomnost neurotoxických účinků. V tomto postupu byly jako fosfátové pojivo použity hliníkové soli, které produkovaly vysoké koncentrace hliníku v krvi (> 100 ug / l plazmy)..
Postižení pacienti vykazovali dezorientaci, problémy s pamětí a v pokročilých stádiích demenci. Neurotoxicita hliníku je vysvětlena, protože je obtížné ji eliminovat mozkem a ovlivňuje jeho fungování.
Hliník je přítomen v mnoha potravinách, zejména v čaji, koření a obecně v zelenině. Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) stanovil toleranční limit pro příjem hliníku v potravinách 1 mg / kg tělesné hmotnosti denně.
V roce 2008 EFSA odhadl, že denní příjem hliníku v potravinách se pohyboval mezi 3 a 10 mg denně, a proto se dospělo k závěru, že nepředstavuje zdravotní riziko; stejně jako použití hliníkového nádobí k vaření jídla.
Hliník je dobrý elektrický vodič, a proto se používá ve slitinách v elektrických přenosových vedeních, motorech, generátorech, transformátorech a kondenzátorech..
Hliník se používá při výrobě rámů dveří a oken, příček, plotů, nátěrů, tepelných izolátorů, stropů atd..
Hliník se používá při výrobě dílů pro automobily, letadla, nákladní automobily, jízdní kola, motocykly, lodě, kosmické lodě, železniční vozy atd..
Z hliníku lze vyrábět nápojové plechovky, pivní sudy, podnosy atd..
Z hliníku se vyrábí kuchyňské náčiní: hrnce, pánve, pánve a balicí papír; kromě nábytku, lamp atd..
Hliník účinně odráží sálavou energii; od ultrafialového světla po infračervené záření. Reflexní síla hliníku ve viditelném světle je kolem 80%, což umožňuje jeho použití jako stínidla..
Hliník si navíc zachovává svou stříbrnou reflexní charakteristiku i ve formě jemného prášku, takže jej lze použít při výrobě stříbrných barev..
Používá se k výrobě kovového hliníku, izolátorů a zapalovacích svíček. Při zahřátí oxidu hlinitého se vytvoří porézní struktura, která absorbuje vodu a která se používá k vysychání plynů a slouží jako místo pro působení katalyzátorů při různých chemických reakcích..
Používá se při výrobě papíru a jako povrchová výplň. Síran hlinitý slouží k tvorbě kamence hlinitodraselného [KAl (SO4)dva12HdvaNEBO]. Toto je nejpoužívanější kamenec s mnoha aplikacemi; jako je výroba léčiv, barev a mořidel pro barvení tkanin.
Je to nejpoužívanější katalyzátor při Friedel-Craftsových reakcích. Jedná se o syntetické organické reakce používané při přípravě aromatických ketonů a antrachinonu. Hydratovaný chlorid hlinitý se používá jako topický antiperspirant a deodorant.
Používá se k nepromokavým látkám a výrobě hlinitanů.
Zatím žádné komentáře