aluminium - Aluminium


Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

Aluminium,   13 Al
Aluminiowo-4.jpg
właściwości ogólne
Wymowa
alternatywne imie aluminium (USA, Kanada)
Wygląd srebrzysty szary metaliczny
Średnia masa atomowa ( R standard ) 26,981 5384 (3)
Aluminium w okresowym
Wodór Hel
Lit Beryl Bor Węgiel Azot Tlen Fluor Neon
Sód Magnez Aluminium Krzem Fosfor Siarka Chlor Argon
Potas Wapń skand Tytan Wanad Chrom Mangan Żelazo Kobalt Nikiel Miedź Cynk Gal German Arsen Selen Brom Krypton
Rubid Stront Itr Cyrkon niobu molibden technet Ruten Rod Paladium Srebro Kadm Ind Cyna Antymon Tellur Jod Ksenon
Cez Bar Lantan Cer prazeodym neodym promet Samar Europ Gadolin Terb Dysproz Holmium Erb Tul Iterb lutet Hafn Tantal Wolfram Ren Osm iryd Platyna Złoto Rtęć (element) Tal Prowadzić Bizmut Polon Astat Radon
francium Rad Aktyn Tor Protaktyn Uran Neptun Pluton ameryk Kiur Berkelium kaliforn einstein Fermium mendelew Nobelium Lawrencium rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium has Meitner Darmstadtium roentgenium copernicium Nihonium flerow Moscovium liwermor Tennessine Oganesson
B

Al

Ga
magnezualuminiumkrzem
Liczba atomowa ( Z ) 13
Grupa grupy 13 (grupa boru)
Kropka okres 3
Blok P blok
kategoria elementem   Metal po transformacji , czasem uważany za metaloidu
Konfiguracja elektronów [ Ne ] 3s 2 3p 1
Elektronów na powłoce
2, 8, 3
Właściwości fizyczne
Fazę STP solidny
Temperatura topnienia 933,47  K (660,32 ° C 1220,58 ° K)
Temperatura wrzenia 2743 ° K (2470 ° C-4478 ° C)
Gęstość (w pobliżu  temperatury pokojowej ) 2,70 g / cm 3
gdy ciecz (w  MP ) 2,375 g / cm 3
Ciepło topnienia 10,71  kJ / mol
Ciepło parowania 284 kJ / mol
Molowa pojemność cieplna 24,20 J / (mol • K)
Ciśnienie pary
P  (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T  (K) 1482 1632 1817 2054 2364 2790
własności atomowe
stopniach utlenienia -2, -1, +1, +2, +3 (e  amfoteryczny tlenek)
elektroujemność Paulinga: 1,61
energie jonizacji
  • 1-te: 577,5 kJ / mol
  • 2-gi: 1816,7 kJ / mol
  • 3: podłoże 2744,8 kJ / mol
  • ( Więcej )
Promień atomowy empiryczny: 143  pm
promień kowalencyjne 121 ± godzina szesnasta
Van der Waalsa promień 184 pm
kolorowe linie w zakresie widmowym
Linie widmowe aluminium
Inne właściwości
Struktura krystaliczna centrowaną sześcienny (FCC)
Płaskocentryczną sześcienną strukturę kryształu z aluminium
Prędkość dźwięku cienkiego pręta (gorąco) 5000 m / s (w  temperaturze pokojowej )
Rozszerzalność termiczna 23,1 um / (m • K), (25 ° C)
Przewodność cieplna 237 W / (m-K)
Rezystancja 26,5 nΩ-m (przy 20 ° C)
uporządkowanie magnetyczne paramagnetyczny
podatność magnetyczna + 16,5 x 10 -6  cm 3 / mol
Moduł Younga 70 GPa
ścinanie moduł 26 GPa
współczynnik sprężystości objętościowej 76 GPa
współczynnik Poissona 0,35
twardość w skali Mohsa 2,75
twardość Vickersa 160-350 MPa
twardość Brinella 160-550 MPa
Numer CAS 7429-90-5
Historia
Naming Po tlenku glinu ( tlenek glinu ), który sam pochodzi od mineralnego ałunu
Prognoza Antoine Lavoisier (1782)
Odkrycie i pierwszy izolacja Hans Christian Ørsted (1824)
nazwany przez Humphry Davy (1812)
Główne izotopy aluminium
Izotop Obfitość Okres półtrwania ( t 1/2 ) tryb Decay Produkt
26 Al ślad 7,17 x 10 5  r β + 26 Mg
ε 26 Mg
γ -
27 Al 100% stabilny
| referencje

Aluminium lub aluminium jest pierwiastkiem o symbolu  Al i liczbie atomowej  13. Jest srebrzystobiałym miękkie niemagnetyczne i ciągliwego metalu w grupie boru . Wagowo, aluminium stanowi około 8% skorupy ziemskiej ; Jest to trzecie najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków po tlenu i krzemu , a najbardziej obfitych metalu w skorupie, chociaż jest mniej rozpowszechnione w poniższej płaszcza. Szef rudy aluminium jest boksytu . Aluminiowej jest bardzo reaktywny chemicznie że natywne próbki są rzadkie i ogranicza się do ekstremalnych redukujących warunkach. Zamiast tego stwierdzono, połączone w ponad 270 różnych minerałów .

Aluminium jest godne uwagi na niską gęstość i jej odporność na korozję poprzez zjawisko pasywacji . Aluminium i jego stopy są niezbędne do lotniczym przemyśle i ważne transportowych i budowlanych branżach, takich jak elewacje i ram okiennych budowlanych. W tlenków i siarczanów są najbardziej użyteczne związki glinu.

Pomimo występowania w jego otoczeniu, nie jest znane formy życia wykorzystuje aluminium sole metabolicznie , a aluminium jest dobrze tolerowany przez rośliny i zwierzęta. Ze względu na obfitość tych soli, potencjał biologiczny roli nich jest z ciągłym zainteresowaniem, a badania kontynuować.

Charakterystyka fizyczna

Jądra i izotopy

Aluminium jest liczba atomowa wynosi 13. izotopów aluminiowych, tylko jeden jest stabilny: 27 Al. Jest to zgodne z faktem, liczba atomowa Aluminium jest dziwne. To jest tylko izotop, który istniał na Ziemi w jej obecnej formie od czasu powstania naszej planety . Jest to w zasadzie tylko izotop reprezentujący element na Ziemi, co sprawia, że aluminium jest mononuclidic elementu i praktycznie zrównuje swoją standardową masę atomową do tego izotopu. Taki niski poziom ciężar atomowy glinu ma pewne działanie na właściwości elementu (patrz poniżej ).

Wszystkie inne izotopy są promieniotwórcze i nie mógł przeżyć; najbardziej stabilny izotop z nich jest 26 Al ( okres półtrwania  720.000 lat). 26 Al jest wytwarzany z argonem w atmosferze o kruszenia spowodowane promieniowania kosmicznego protonów i stosowane w radiodating . Stosunek 26 Al do 10 Bądź został wykorzystany do badania transport, osadzanie osadów przechowywanie, pogrzeb razy i erozji na 10 5 do 10 6 letnich skalach czasowych. Większość naukowców meteorytów uwierzyć, że energia wyzwolona przez rozpad 26 Al był odpowiedzialny za topienia i różnicowania niektórych planetoid po ich powstawania 4,55 mld lat temu.

Pozostałe izotopy aluminium o numerach masy od 21 do 43, mają czas połowicznego rozpadu poniżej godziny. Trzy metastabilne stany są znane wszystkim z półtrwania krótszym niż minuta.

Powłoka elektronowa

Atom glinu ma 13 elektronów, umieszczone w konfiguracji elektronowej w [ Ne ] 3s 2 3p 1 z trzema elektronów poza stabilnej konfiguracji gazu szlachetnego. Zgodnie z tym, połączone pierwsze trzy energia jonizacji aluminium są znacznie niższe niż sam IV energia jonizacji. Aluminium można stosunkowo łatwo poddać swoje trzy elektrony najbardziej oddalone w wielu reakcjach chemicznych (patrz poniżej ). Elektroujemności aluminium jest 1,61 (Paulinga).

Wolna atom glinu ma promień 143  pm . Usuwane trzy elektrony peryferyjnym promień maleje do 39 PM 4-skoordynowanym atomem lub 53,5 pm do 6 skoordynowany atom. W normalnych warunkach temperatury i ciśnienia , atomów glinu (jeśli nie wpływa przez atomy innych pierwiastków) tworzą centrowaną układ regularny związany przez wiązanie metaliczne dostarczonych przez peryferyjnych elektronów atomów; Stąd glinu (w tych warunkach) jest metalowa. System ten kryształ jest wspólna innych metali, takich jak ołów i miedź ; wielkość komórki jednostkowej aluminium jest porównywalna z tych innych metali.

Objętość

Wytrawionej powierzchni z wysoką czystością (99,9998%) paska aluminium wielkości 55 x 37 mm

Aluminiowej, podczas gdy w ilości, bardzo błyszcząca i przypomina srebra , ponieważ korzystnie absorbuje znacznie ultrafioletowego promieniowania, a odzwierciedlających wszystkie światła widzialnego , tak że nie nadają żadnej barwy światła odbitego, w przeciwieństwie do widma odbicia z miedzi i złota . Inną ważną cechą glinu jest niska gęstość 2,70 g / cm 3 . Aluminium jest stosunkowo miękkie, wytrzymałe, lekkie, sferoidalnego i ciągliwego z wyglądu począwszy od srebrzyste szarości do nudnego, w zależności od chropowatości powierzchni. Jest niemagnetyczna i nie łatwo zapalić. Świeży folia z aluminium stanowi dobry reflektora (około 92%) światła widzialnego i doskonałe reflektora (aż 98%) o średniej i dalekiej podczerwieni promieniowania. Plastyczności czystego aluminium wynosi 7-11 MPa , a stopy aluminium ma granice plastyczności w zakresie od 200 MPa do 600 MPa. Aluminium ma w przybliżeniu jedną trzecią gęstość i sztywność w stali . Jest łatwo obrabiać , odlewane , ciągnione i wyciskane .

Atomy glinu są umieszczone w sześcienny centrowaną strukturę (fcc). Aluminium ma energię Stacja-błędów około 200 mJ / m 2 .

Aluminium jest dobra termiczna i przewodu elektrycznego , z 59% przewodności miedzi zarówno cieplną i elektryczną, natomiast mający tylko 30% miedzi w gęstości. Aluminium jest w stanie nadprzewodnictwa , z nadprzewodzącym temperatury krytycznej 1,2 stopni Kelvina , a krytyczne polu magnetycznym około 100 gausów (10 milliteslas ). Aluminium jest najbardziej popularnym materiałem do wytwarzania nadprzewodzących qubitach .

Chemia

Aluminium jest korozja opór może być doskonały ze względu na cienką powierzchniową warstwą tlenku glinu , który stanowi, kiedy metal został odsłonięty na działanie powietrza, co skutecznie zapobiega dalszemu utlenianiu w procesie określany pasywacji . Najsilniejsze stopy aluminium są mniej odporne na korozję ze względu na galwanicznej reakcji z stopowych miedź . Ta odporność na korozję jest znacznie zmniejszona przez sole wodnych, zwłaszcza w obecności metali.

W silnie kwaśnych roztworach, aluminium reaguje z wodą, z wytworzeniem wodoru i w tych silnie zasadowych w celu utworzenia gliniany - ochronnego pasywacja w tych warunkach, jest znikomy. Przede wszystkim dlatego, że są skorodowane przez rozpuszczone chlorki , takie jak zwykłe chlorku sodu hydraulicznego gospodarstwa domowego nie jest wykonana z aluminium.

Jednakże, ze względu na jego odporność na ogólną korozję aluminium jest jednym z kilku metali, które zachowuje srebrzysty odbicia w postaci subtelnie rozdrobnionego proszku, co jest ważnym składnikiem w kolorze srebrnym farby. Folia aluminiowa lusterko ma najwyższy współczynnik odbicia dowolnego metalu w 200-400 nm ( UV ) i 3,000-10,000 nm (daleko IR ) regiony; 400-700 nm w zakresie widzialnym jest nieco lepsza niż w cyny i srebra oraz w 700-3000 nm (bliskiej podczerwieni) przez srebra , złota i miedzi .

Aluminium jest utleniane w wodzie w temperaturze poniżej 280 ° C, w celu wytworzenia wodoru , wodorotlenek glinu i ciepła:

2 Al + 6 H 2 O → 2 AI (OH) 3 + 3 H 2

Konwersja ta jest interesujące dla wytwarzania wodoru. Jednakże zastosowanie komercyjne Fakt ten wyzwania obejście pasywującego warstwę tlenku, która hamuje reakcji i w przechowywaniu energii niezbędnej do regeneracji metalu glinu.

związki nieorganiczne

Przeważająca większość związków, w tym wszystkich minerałów zawierających Al i wszystkich istotnych handlu związków aluminium wyposażone aluminium w stanie utlenienia 3+. Liczba koordynacyjna z tych związków jest różna, ale zwykle Al 3+ jest sześć współrzędnych lub tetracoordinate. Prawie wszystkie związki glinu (III) są bezbarwne.

Wszystkie cztery trihalogenki są dobrze znane. W przeciwieństwie do struktur trzech cięższych trihalogenków, fluorek glinu (ALF 3 ) posiada sześć współrzędnych Al. Środowisko koordynacja ośmiościenny na alf 3 odnosi się do zwartości fluorku jonów, z których sześć można dopasować wokół małej Al 3+ środka. ALF 3 sublimuje (z krakingu) co 1,291 ° C (2356 ° F). Cięższymi halogenków, numery koordynacyjne są niższe. Inne trihalogenki jest dimeryczna lub polimerowe z czworościennych centrów Al. Materiały te są wytwarzane przez poddanie aluminiowego metalu z halogenu, ale istnieją również inne metody. Zakwaszenie tlenków lub wodorotlenków daje hydraty. W roztworze wodnym, halogenki często tworzą mieszaniny, na ogół zawierający od sześciu współrzędnych centra Al, które wyposażone są zarówno halogenki i uwodnionych ligandów . W przypadku glinu i fluorek są razem w roztworze wodnym łatwo tworzą one złożone, takie jak jon [ALF (H
2
O)
5
] 2+
, Alf
3
(H
2
O)
3
i[ALF
6
] 3-
, W przypadku chlorku, tworzą skupiska poliglinowe, takie jak [Al 13 O 4 (OH) 24 (H 2 O) 12 ] 7+ .

Aluminium hydrolizie jako funkcję pH. Koordynowanych cząsteczek wody, zostały pominięte.

Aluminium stanowi jeden trwały tlenek z wzoru chemicznego Al 2 O 3 może być znaleziony w naturze w mineralnym korundu . Tlenek glinu jest powszechnie nazywany glinu . Szafir i rubin jest zanieczyszczony korund zanieczyszczona śladowymi ilościami innych metali. Dwa-tlenek wodorotlenki ALo (OH) są bemit i diaspor . Istnieją trzy trihydroxides: bajeryt , gibsyt i nordstrandite , które różnią się w swej strukturze krystalicznej ( polimorfy ). Większość z nich wytwarza się z rud za pomocą różnych procesów mokrych za pomocą kwasu i zasady. Podgrzanie wodorotlenków prowadzi do powstawania korundu. Materiały te mają kluczowe znaczenie dla produkcji aluminium i sami są niezwykle użyteczne.

Węglik aluminium (Al 4 C 3 ) jest wykonane za pomocą ogrzewania mieszaniny pierwiastków powyżej 1000 ° C (1832 ° F). Jasnożółty Kryształy składają czworościennych centrów aluminium. Reaguje z wodą lub rozcieńczone kwasy otrzymując metan . Acetylenku Al 2 (C, 2 ), 3 , jest wykonane poprzez przepuszczanie acetylen przegrzany aluminium.

Azotek glinu (AIN) jest jedynym znanym azotek aluminium. W przeciwieństwie do tlenków, to cechy czworościennej centra Al. Może ona być wykonana z elementów w temperaturze 800 ° C (1472 ° F). To powietrze stabilny materiał z pożytkiem wysokiej przewodności cieplnej . Fosforek glinu (ALP) jest wykonany w podobny sposób; że hydrolizuje się otrzymując fosfinę :

ALP + 3 H 2 O → Al (OH) 3 + PH 3

Rzadziej stany utleniania

Choć zdecydowana większość związków glinu wyposażone Al 3+ ośrodki, związki o niższych stopniach utlenienia są znane i kiedyś znaczenia jako prekursorów do Al 3+ gatunków.

Aluminium (I)

Alf, AlCl i AlBr występować w fazie gazowej, gdy trihalogenek ogrzewa się aluminium. Kompozycja Ali jest niestabilne w temperaturze pokojowej, przekształca się trójjodek:

Stabilne pochodną glinu monoiodide jest cyklicznym addukt utworzone z trietyloaminy , Al 4 I 4 (NEt 3 ) 4 . Również w interesie teoretycznej lecz ulotnej egzystencji Al 2 O i Al 2 S. Al 2 O jest wykonana poprzez ogrzewanie normalnego tlenek, AI 2 O 3 z krzemu przy 1800 ° C (3272 ° F) w próżni . Takie materiały szybko nieproporcjonalne do materiałów wyjściowych.

Aluminium (II),

Bardzo proste AI (II), są wywoływane lub obserwowany w reakcjach Al metali z utleniaczami. Przykładowo, tlenek glinu , ALO wykryto w fazie gazowej, po wybuchu i widmem absorpcji gwiazdowego. Dokładniej badane są związki o wzorze 4 Al- 2 , które zawierają wiązania al-Ala i gdzie R jest duża organiczny ligand .

związki glinoorganiczne i powiązane wodorki

Struktura trimetyloglinu , związek, który wyposażony węgla pentakoordynacyjny.

Szereg związków o wzorze empirycznym ALR 3 i ALR 1,5 Cl 1,5 istnieją. Gatunki te zawierają zwykle tetraedrycznego Al centra utworzone przez dimeryzację z niektórych R lub Cl mostkową pomiędzy obu atomów Al, na przykład „ trimetyloglinu ” ma wzór AI 2 (CH 3 ) 6 (patrz rysunek). W przypadku dużych grup organicznych związków triorganoaluminium występować w trzech współrzędnych monomerów, takich jak triizobutyloglinu . Takie związki są powszechnie stosowane w chemii przemysłowej pomimo tego, że są one często bardzo piroforyczne . Kilka analogów istnieje pomiędzy glinoorganicznych i boroorganiczne związków innych niż dużych grup organicznych.

Ważny wodorek glinu jest wodorek litowo-glinowy (LiAlH 4 ), który stosuje się jako środek redukujący w chemii organicznej . Może on być wytwarzany z wodorku litu i trichlorku glinu :

4 LiH + AlCl 3 → LiAlH 4 + 3 LiCI

Kilka użytecznych pochodnych LiAlH 4 są znane, na przykład sodu, bis (2-metoksyetoksy) dihydridoaluminate . Najprostszym wodorek glinowo lub Alane pozostaje laboratorium ciekawość. Jest to polimer o wzorze (ALH 3 ) n , w przeciwieństwie do odpowiadającej wodorek boru, który jest dimerem o wzorze (BH 3 ) 2 .

występowanie naturalne

W kosmosie

Obfitość Aluminium per cząstek w układzie słonecznym 3,15 ppm (części na milion). Jest dwunastym najobficiej wszystkich elementów i trzecim najczęściej występującym między elementami, które nieparzystych liczb atomowych po wodór i azot. Jedynym stabilnym izotopem aluminium 27 Al jest XVIII najobficiej jądro w Wszechświata. Jest on tworzony prawie całkowicie po fuzji węgla w masywnych gwiazd, które później stają Type II supernowych : ta fuzja tworzy 26 Mg, która po przechwytywanie wolne protony i neutrony staje aluminium. Niektóre mniejsze ilości 27 Al tworzy się wodór spalania muszli wydzielonego gwiazdy, gdzie 26 Mg można wychwytywać wolne protony. Zasadniczo wszystko aluminium teraz w istnieniu jest 27 Al; 26 Al był obecny we wczesnym Układzie Słonecznym, ale jest obecnie wymarły . Jednakże, śladowe ilości od 26 Al, które nie istnieją, najczęściej gamma emiter w międzygwiezdnego gazu .

Na ziemi

Boksyt głównym rudy glinu. Czerwono-brązowy kolor jest ze względu na obecność żelaza minerałów.

Ogólnie rzecz biorąc, każdy około 1,59% wagowych aluminium (siódmego w nadmiarze masy). Aluminium występuje w większej ilości niż w Ziemi we Wszechświecie, ponieważ aluminium łatwo tworzy się tlenek i związaniem się do skał i pobyty aluminium w skorupie ziemskiej , podczas gdy metale mniej reaktywne opadają na rdzeniu. W skorupie ziemskiej, aluminium jest najliczniejszym (8,3% wagowo), pierwiastek metaliczny, a trzeci najobficiej wszystkich elementów (po tlenu i krzemu). Duża ilość krzemianów w skorupie ziemskiej zawierają aluminium. W przeciwieństwie do Ziemi płaszcz jest tylko 2,38% aluminium masowych.

Ze względu na jej silne powinowactwo do tlenu, aluminium jest prawie nigdy nie znajduje się w stanie wolnym; Zamiast tego występuje w tlenki lub krzemiany. Skalenie , najczęściej grupa minerałów w skorupie ziemskiej, są glinokrzemiany. Aluminium występuje również w minerały beryl , kriolit , granat , spinel oraz turkusu . Zanieczyszczenia AI 2 O 3 , takie jak chrom i żelazo , otrzymując kamieni szlachetnych rubin i szafir , odpowiednio. Natywny aluminiowej można znaleźć tylko w niewielkim etapu niskiej zawartości tlenu lotności środowiskach, takich jak wnętrza niektórych wulkanu. Native aluminium odnotowano w zimne wysięki w północno-wschodniej części kontynentalnej stoku na Morzu Południowochińskim . Jest możliwe, że te złoża wynikiem bakteryjnej redukcji z tetrahydroxoaluminate Al (OH) 4 - .

Chociaż aluminium jest częstym i powszechnym elementem, nie wszystkie minerały aluminiowe są rentowne źródła metalu. Prawie wszystkie metaliczne aluminium jest wytwarzany z rudy boksytu (ALO x (OH) 3-2 x ). Boksyt występuje jako atmosferycznych produktu o niskiej żelaza i skalne krzemionkowym w tropikalnych warunkach klimatycznych. W 2017 roku, najbardziej boksytów wydobywa się w Australii, Chinach, Gwinei i Indii.

Historia

Friedrich Wöhler , chemik, który jako pierwszy dokładnie opisane metaliczny glin pierwiastkowy

Historia aluminium została ukształtowana przez wykorzystanie ałunu . Pierwsza pisemna wzmianka o ałunu, wykonane przez grecki historyk Herodot , sięga 5 wieku pne. Starożytni znane są używane ałunu jako zaprawa do farbowania i dla miasta obrony. Po Crusades , ałunu, nieodzownym dobry w europejskiej branży tkanin, był przedmiotem handlu międzynarodowego; zostało sprowadzone do Europy ze wschodniej części Morza Śródziemnego aż do połowy 15 wieku.

Charakter ałunu pozostawał nieznany. Około 1530 roku, szwajcarski lekarz Paracelsus zasugerował ałunu była sól ziemi ałunu. W 1595 roku, niemiecki lekarz i chemik Andreas Libavius doświadczalnie potwierdził to; W 1722, niemiecki chemik Friedrich Hoffmann ogłosił swoje przekonanie, że podstawa ałunu miał charakterystyczny ziemia. 1754, niemiecki chemik Andreas Zygmunt Marggraf syntetyzowane glinu przez gotowanie gliny w kwasie siarkowym, a następnie dodanie potas .

Próby wytwarzania aluminium datę metalu z powrotem do 1760 roku Pierwsza udana próba została jednak zakończona w 1824 roku przez duński fizyk i chemik Hans Christian Ørsted . Reagował bezwodny chlorek glinu potasowego amalgamatu , otrzymując bryłę metalu patrząc podobny do cyny. On przedstawił swoje wyniki i zademonstrował próbkę nowego metalu w 1825 roku W 1827 roku niemiecki chemik Friedrich Wöhler powtarzane eksperymenty Ørsted, ale nie identyfikują każdą aluminium. (Powodem tej niezgodności został odkryty w 1921 roku), który przeprowadzono podobne badanie w 1827 przez zmieszanie bezwodnego chlorku glinu i potasu wytwarza się proszek aluminium. W 1845 roku, był on w stanie produkować małe kawałki metalu i opisane pewne fizyczne właściwości tego metalu. Przez wiele lat po tym, Wöhler została zaksięgowana jako odkrywcy aluminium. Jako metoda WöHLER nie może przynieść duże ilości aluminium metalu pozostawała rzadka; jego koszt przekroczył że złota.

Posąg Anterosa w Piccadilly Circus w Londynie, powstał w 1893 roku i jest jednym z pierwszych rzeźb odlanych w aluminium.

Francuski chemik Henri Etienne Sainte-Claire Deville ogłosił metodę przemysłowej produkcji aluminium w 1854 roku na Akademii Nauk w Paryżu . Trichlorek glinu może być zmniejszona o sodu, a bardziej wygodne i mniej kosztowne niż potas, który używany Wöhler. W 1856 roku, wraz z towarzyszami Deville powstała pierwsza na świecie produkcję przemysłową aluminium. Od 1855 do 1859 roku cena aluminium spadła o rząd wielkości, od US $ 500 do $ 40 funt. Nawet wtedy, aluminium nadal nie było wielkiej czystości i wyprodukowanego aluminium różniły się właściwościami przez próbkę.

Pierwsza metoda produkcji na dużą skalę przemysłową niezależnie opracowany w 1886 roku przez francuskiego inżyniera Pawła Heroulta i amerykański inżynier Charles Martin Hall ; jest obecnie znany jako proces Hall-Heroulta . Sposobem Halla-Heroulta konwersji tlenku glinu do metalu. Austriacki chemik Carl Joseph Bayer odkryli sposób oczyszczania boksytu otrzymując tlenek glinowy, obecnie znany jako proces Bayera w 1889 nowoczesnej produkcji metalicznego aluminium jest oparty na procesie Bayera i Hall-Heroulta.

Ceny aluminium spadły i aluminium stała szeroko stosowane w biżuterii, przedmiotów codziennego użytku, oprawek do okularów, przyrządów optycznych, zastawy stołowej i folii w 1890 i na początku 20 wieku. Aluminium zdolność do utworzenia twardych stopów lekkich jeszcze z innymi metalami warunkiem metalowych wiele zastosowań w tym czasie. Podczas I wojny światowej , główne rządy zażądał dużych wysyłek aluminium dla lekkich silnych kadłubów.

W połowie 20 wieku, aluminium stała się częścią codziennego życia i istotny składnik AGD. W połowie 20 wieku, aluminium pojawiła się jako materiał inżynierii lądowej i wodnej, z zastosowań w budownictwie, zarówno w podstawowej konstrukcji i wykończenia wnętrz pracy, a coraz częściej stosowane w inżynierii wojskowej, zarówno dla samolotów i silników pojazd pancerz. Pierwszy sztuczny satelita Ziemi , rozpoczęła się w 1957 roku, składał się z dwóch oddzielnych aluminiowych naczep sferach połączone ze sobą i wszystkie kolejne pojazdy kosmiczne zostały wykonane z aluminium. Aluminium może wynaleziono 1956 i stosuje się jako przechowywania napojów w 1958 roku.

Światowa produkcja aluminium od 1900 roku

W całej 20 wieku, produkcja aluminium wzrosła gwałtownie: podczas gdy światowa produkcja aluminium w 1900 roku było 6.800 ton, roczna produkcja przekroczyła 100.000 pierwszy ton w 1916 roku; 1.000.000 ton w 1941 roku; 10,000,000 ton w roku 1971. W roku 1970, wzrost popytu na aluminium wykonany, że jest to towar wymiany; wszedł na London Metal Exchange , najstarszy wymiana metalowej powierzchni przemysłowych na świecie, w 1978 roku Wyjście dalszy wzrost: roczna produkcja aluminium przekroczyła 50,000,000 ton w 2013 roku.

Realna cena aluminium spadła z $ +14.000 za tonę w roku 1900 do $ 2.340 w roku 1948 (w 1998 dolarów amerykańskich). Koszty wydobycia i przetwarzania zostały obniżone przez postęp technologiczny i skali gospodarek. Jednak konieczność wykorzystania niższej klasy uboższe złoża jakości oraz stosowanie szybko rosnących kosztów produkcji (przede wszystkim energii) wzrósł koszt netto aluminium; realna cena zaczęła rosnąć w 1970 roku wraz ze wzrostem kosztów energii. Produkcja przeniesiona z krajów uprzemysłowionych do krajów, gdzie produkcja była tańsza. Koszty produkcji w późnym 20 wieku zmienił się z powodu postępu w technologii, niższe ceny energii, kursów dolara amerykańskiego i cen glinu. The Bric łączny udział krajów wzrósł w pierwszej dekadzie 21 wieku z 32,6% do 56,5% w produkcji podstawowej i 21,4% do 47,8% w zużyciu pierwotnym. Chiny gromadzenia szczególnie duży udział w światowej produkcji dzięki obfitości zasobów, taniej energii, a także bodźce rządowe; to także zwiększył swój udział konsumpcji z 2% w 1972 do 40% w roku 2010. W Stanach Zjednoczonych, Europie Zachodniej i Japonii, najbardziej aluminium zostało zużyte w transporcie, inżynierii, budownictwa i opakowań.

Etymologia

Aluminium jest nazwany glinu lub tlenku glinu w nowoczesnej nomenklatury. Określenie „tlenek glinowy” pochodzi z „ałun” minerał z którego zostały zebrane. Słowo „ałun” pochodzi od Alumen , do łacińskiego słowa oznaczającego „gorzką sól”. Słowo Alumen wynika z Proto-indoeuropejskiego korzenia * alu- znaczy „gorzki” lub „piwo”.

1897 amerykański reklama featuring aluminium pisowni

Brytyjski chemik Humphry Davy , który przeprowadził szereg eksperymentów zmierzających do syntezy metalu, jest uznawany za osobę, która o nazwie elementu. W 1808 roku zaproponował metal być nazwany alumium . Propozycja ta została skrytykowana przez współczesnych chemików z Francji, Niemiec i Szwecji, którzy nalegali metal powinien być nazwany na tlenku glinu,, z którego byłoby samodzielnie. W 1812 roku, Davy wybrała aluminium , wytwarzając w ten sposób nowoczesne nazwę. Jednak to jest pisane i wymawiane inaczej poza Ameryką Północną: aluminium jest używane w USA i Kanadzie, podczas gdy aluminium jest używany w innym miejscu.

Pisownia

-Ium sufiks następnie zawieszającego ustalona w inny niedawno odkryte elementy czasie jak potas, sód, magnez, wapń i stront (wszystkie Davy pojedyncze siebie). Niemniej jednak, nazwy elementów kończące się -um były znane w czasie; Na przykład, platyna (znany Europejczyków od 16 wieku), molibdenu (odkryty w 1778 roku) i tantal (odkryty w 1802 roku). -Um przyrostek jest zgodny z uniwersalnym pisowni glinu na tlenek (w przeciwieństwie do tlenku glinowego); porównaniu do lantanu , z tlenku lantanu i tlenek magnezu , tlenek ceru i tlenek toru , tlenki magnezu , ceru i toru , odpowiednio.

W 1812 roku, brytyjski naukowiec Thomas Young napisał anonimowy przegląd książki Davy'ego, w którym sprzeciwił się aluminium i proponowaną nazwę aluminium : „tak weźmiemy wolność wpisywać słowo, zamiast do aluminium, który ma mniej klasyczne dźwięk." Nazwa ta nie złapać się na: a -um pisownia była sporadycznie używana w Wielkiej Brytanii, amerykańskiego języka naukowego stosowanego -ium od samego początku. Większość naukowców wykorzystywane -ium na całym świecie w 19 wieku; nadal pozostaje standardem w większości innych języków. W 1828 roku amerykański leksykograf Noah Webster wykorzystywane wyłącznie aluminium pisowni w swoim amerykańskim Słownika języka angielskiego . W 1830 The -um pisownia zaczął zyskać zastosowanie w Stanach Zjednoczonych; przez 1860, to stała się bardziej powszechna pisownia tam poza nauką. W 1892 roku Hall wykorzystał -um pisowni w swoim ulotkę reklamową dla swojej nowej metody elektrolitycznej produkcji metalu, mimo ciągłego użytkowania -ium pisowni we wszystkich patentów zgłoszonych on między 1886 i 1903. Został on następnie zasugerował, że był to typo niż zamierzony. Przez 1890, obie pisownie było powszechne w Stanach Zjednoczonych ogólnie, -ium pisowni była nieco bardziej powszechne; od 1895 roku sytuacja uległa odwróceniu; Do roku 1900, aluminium była dwukrotnie tak często jak aluminium ; w ciągu następnego dziesięciolecia -um pisownia dominują amerykańskie użycie. W 1925 roku, American Chemical Society przyjęła tę pisownię.

Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) przyjęła aluminium jako standardową nazwą międzynarodową dla elementu w roku 1990. W 1993 roku, poznali aluminium jako dopuszczalny wariant; to samo odnosi się do najnowszej 2005 Wydanie nomenklatury IUPAC chemii nieorganicznej . Oficjalne publikacje IUPAC użyć -ium pisowni jako podstawowy, ale liście zarówno w stosownych przypadkach.

Produkcja i rafinacja

Najlepszych na świecie producentów aluminium pierwotnego, 2016
Kraj Wyjście
(tysiące
ton)
 Chiny 31873
 Rosja 3561
 Kanada 3208
 Indie 2896
 Zjednoczone Emiraty Arabskie 2471
 Australia 1635
 Norwegia 1247
 Bahrajn 971
 Arabia Saudyjska 869
 Stany Zjednoczone 818
 Brazylia 793
 Afryka Południowa 701
 Islandia 700
całkowity świat 58800

Produkcja aluminium jest bardzo energochłonny, a więc producenci mają tendencję do zlokalizowania huty w miejscach, gdzie energia elektryczna jest zarówno obfite i niedrogie. Począwszy od 2012 roku, największe na świecie hut aluminium znajdują się w Chinach, Rosji, Bahrajnie, Zjednoczonych Emiratach Arabskich i Afryce Południowej.

W 2016 roku Chiny były top producent aluminium z udziałem światowej pięćdziesiąt pięć procent; następna największa kraje produkujące były Rosja, Indii, Kanady i Zjednoczonych Emiratów Arabskich.

Według Międzynarodowego Panelu Zasobów „s Metal Zapasy w raporcie Society , globalny per capita Zdjęcie z aluminium używanego w społeczeństwie (czyli w samochodach, budynkach, elektronika etc.) 80 kg (180 lb). Dużo tego jest w krajach bardziej rozwiniętych (350-500 kg (770-1,100 lb) na mieszkańca) niż krajów słabiej rozwiniętych (35 kg (77 lb) na mieszkańca).

procesie Bayera

Boksyt przekształcony do tlenku glinu w procesie Bayera. Boksyt mieszano przez jednolitym składzie, a następnie miele. Otrzymaną zawiesinę miesza się z gorącym roztworem wodorotlenku sodu ; Mieszaninę poddaje się następnie obróbce w reaktorze warniku pod ciśnieniem powyżej ciśnienia atmosferycznego oraz rozpuszczenie wodorotlenku glinu w boksytu podczas konwersji zanieczyszczeń w stosunkowo nierozpuszczalnych związków:

Al (OH) 3 + Na + + OH - → Na + + [AI (OH) 4 ] -

Po tej reakcji, zawiesina jest w temperaturze powyżej jej temperatury wrzenia atmosferycznym. Całość chłodzi się poprzez usunięcie pary gdy ciśnienie jest zmniejszone. Boksyt osad oddziela się od roztworu i odrzucono. Rozwiązanie, wolny od substancji stałych, zaszczepia kryształkami wodorotlenku glinu; powoduje to rozkład w [AI (OH) 4 ] - jonów wodorotlenku glinu. Po około pół glinu wytrąca mieszaninę wysyłane do klasyfikatora. Małe kryształy wodorotlenku glinu są zbierane, aby służyć jako środki zaszczepiających; grube cząstki są ograniczone do tlenku glinu; nadmiar roztworu jest usuwany przez odparowanie (w razie potrzeby) oczyszczany, a recyklingowi.

Proces Halla-Heroulta

Konwersja tlenku glinu do metalu aluminium uzyskuje się przez sposobem Halla-Heroulta . W tym energochłonnego procesu roztwór tlenku glinu w stanie stopionym (950 do 980 ° C (1740 do 1800 ° F)) mieszaniny kriolit (N 3 alf 6 ) z fluorkiem wapnia się elektrolizie w celu wytworzenia metalicznego aluminium. Ciekłe umywalki metalu-glinu do spodzie roztworu i jest odprowadzany na zewnątrz i zwykle odlewane w duże bloki zwane kęsów aluminiowych do dalszego przetwarzania.

Wytłaczania Półprodukty z aluminium

Anody elektrolizera są wykonane z materiału węglowego najbardziej odpornego na korozję i fluoru albo piec na proces lub są zapiekać. Pierwszy z nich, zwane również anody Soderberg, są mniej energooszczędne i opary uwalniane podczas pieczenia są kosztowne do zbierania, dlatego są one zastąpione przez wstępnie wypalonych anod choć oszczędzać energię, energię i siłę roboczą do wstępnego spiekania katod. Węglowy do anody powinny być czyste, aby nie aluminium, ani elektrolitu zanieczyszczone pyłem. Pomimo oporu Carbon przed korozją, jest pobierana z szybkością 0,4-0,5 kg na kilogram wytworzonego aluminium. Katody wykonane są z antracytu ; wysokiej czystości dla nich nie jest wymagane, ponieważ nieczystości ługowania tylko bardzo powoli. Katoda jest zużywana w ilości 0,02-0,04 kg na kilogram wytworzonego aluminium. Komórka jest zazwyczaj kończy się po 2-6 latach po awarii katody.

Sposobem Halla-Heroulta wytwarza aluminium o czystości powyżej 99%. Dalsze oczyszczanie można prowadzić przez proces Hoopes . Proces ten wiąże się z elektrolizy roztopionego aluminium z sodu, baru i fluorku aluminium elektrolitu. Otrzymany aluminium o czystości 99,99%.

Elektryczny stanowi około 20 do 40% całkowitych kosztów produkcji aluminium, w zależności od położenia części pieca. Produkcja aluminium zużywa mniej więcej 5% energii elektrycznej wytwarzanej w Stanach Zjednoczonych. Z tego powodu alternatywy procesie Hall-Heroulta zostały zbadane, ale żadna z nich nie okazała się ekonomicznie.

Wspólne pojemniki na surowce wtórne wraz z koszem na odpady unrecyclable. Pojemnik z żółtym góry oznaczony jest jako „aluminium”. Rodos, Grecja.

Recykling

Odzysk metalu poprzez recykling stał się ważnym zadaniem przemysłu aluminiowego. Recykling była aktywność niskoprofilowe aż do końca 1960 roku, kiedy to rosnące wykorzystanie aluminiowych puszek do napojów przyniósł go do świadomości społecznej. Recykling obejmuje topienie złomu, który to proces, który wymaga tylko 5% energii zużywanej do wytwarzania glinu z rudy, że znaczna część (nawet do 15% materiału wejściowego) jest utracone żużla (tlenki popiołu podobne). Aluminiowy stos topiące produkuje znacznie mniej żużla, z wartości podanych poniżej 1%.

Biały żużel z produkcji aluminium podstawowym oraz operacji odzysku wtórnego nadal zawiera użytecznych ilości glinu, które mogą być wyodrębnione w przemyśle . Proces daje wlewków aluminiowych, a także wysoce złożonej materiału odpadowego. Ta strata jest trudna do opanowania. Reaguje on z wodą, uwalniając mieszaniny gazów (w tym, między innymi, wodór , acetylen i amoniaku ), które spontanicznie zapala się w kontakcie z powietrzem; kontaktu z wilgotnym powietrza powoduje uwolnienie dużą ilością gazowego amoniaku. Pomimo tych trudności odpady stosuje się jako wypełniacz w asfalcie i betonu .

Aplikacje

Aluminium treściwe Austin A40 Sports (ok. 1951)

Metal

Aluminium jest najszerzej stosowane metale nieżelazne . Globalna produkcja aluminium w 2016 roku było 58,8 miliona ton. To przekroczenie jakiegokolwiek innego metalu, z wyjątkiem żelaza (1,231 mln ton).

Aluminium jest prawie zawsze stopowych, który znacznie poprawia jego właściwości mechaniczne, zwłaszcza gdy hartowanego . Na przykład, typowe folie aluminiowe i puszki do napojów są stopy z 92% do 99% aluminium. Główne stopowe środkami są miedź , cynk , magnez , mangan i krzem (np duraluminium ) przy ilości innych metali w kilku procent wagowych.

Główne zastosowanie metalicznego glinu są:

  • Transport ( samochody , samoloty, ciężarówki , wagonów kolejowych , statków morskich, rowery , statki kosmiczne, etc.). Aluminium jest stosowany ze względu na swoją niską gęstość;
  • Opakowania ( pojemniki , folie, ramki itd). Aluminium jest stosowane, ponieważ nie jest toksyczny, nie- adsorpcyjnego i odłamek -proof;
  • Budownictwo ( okna , drzwi , siding , drut budynku, poszycie dachowe, itp). Ponieważ stal jest tańsza, aluminium jest używany, gdy lekkość, odporność na korozję, lub inżynierii cechy są ważne;
  • zastosowań związanych elektryczność (stopy dyrygent, silniki i generatory, transformatory, kondensatory, itp). Aluminium jest stosowany, ponieważ jest on stosunkowo tani, dobrze przewodzącego, ma odpowiednią wytrzymałość mechaniczną i niską gęstość i jest odporny na korozję;
  • Szeroka gama domowych przedmiotów, z naczyniami do mebli . Niskiej gęstości, dobry wygląd, łatwość produkcji i trwałość są kluczowymi czynnikami użytkowania aluminium;
  • Maszyny i urządzenia (przetwarzanie sprzęt, rury, narzędzia). Aluminium jest stosowane ze względu na ich odporność na korozję, nie-piroforyczności i wytrzymałości mechanicznej.

związki

Zdecydowana większość (około 90%), z tlenku glinu przekształca się do metalicznego aluminium. Jako bardzo twardego materiału ( Mohsa twardości 9), tlenek glinu jest szeroko stosowana jako środek ścierny; jest nadzwyczaj chemicznie obojętne, dobrze jest, w warunkach wysoce reaktywnych, takich jak sodowe wysokociśnieniowych lamp. Tlenek glinu jest powszechnie stosowany jako katalizator dla procesów przemysłowych; np procesu Clausa do konwersji siarkowodoru do siarki w rafineriach i alkilowania amin . Wiele przemysłowe katalizatoryobsługiwane przez tlenek glinu, co oznacza, że droższe materiały katalizator dysperguje się na powierzchni obojętnego tlenku glinu. Innym głównym zastosowaniem jest środek osuszający lub absorbent.

Osadzanie lasera z tlenku glinu na podłożu

Kilka siarczany glinu mają zastosowanie przemysłowej i handlowej. Siarczan glinu (w postaci uwodnionej) jest produkowany w skali rocznej kilku milionów ton. Około dwie trzecie jest zużywana w uzdatnianiu wody . Kolejnym ważnym zastosowaniem jest w produkcji papieru. Jest on również stosowany jako zaprawa w barwienia nasion wytrawiania dezodoryzacji olejów mineralnych, w skóry garbowania , w wytwarzaniu innych związków glinu. Dwa rodzaje ałun, ałun amonowy i ałunu potasowego były wcześniej stosowane jako zaprawy, w garbowaniu skóry, ale ich stosowanie jest znaczny spadek po dostępność wysokiej czystości siarczanu glinu. Bezwodny chlorek glinu stosuje się jako katalizator w przemyśle chemicznym i petrochemicznym, w przemyśle do farbowania, w syntezie różnych związków organicznych i nieorganicznych. Hydroksychlorki aluminiowe są wykorzystywane w oczyszczaniu wody, w przemyśle papierniczym oraz jako antyperspiranty. Glinian sodu stosuje się w leczeniu i wody jako przyspieszacz zestalania cementu.

Wiele związków glinu mają niszowych zastosowań, na przykład:

Biologia

Schemat absorpcji aluminium przez ludzką skórę.

Pomimo jego powszechnego występowania w skorupie ziemskiej, aluminium ma znaną funkcję w biologii. Sole glinu są wyjątkowo nietoksyczne, siarczan glinu mający LD 50 z 6207 mg / kg (doustnie, myszy), co odpowiada 500 g do 80 kg (180 funtów) użytkownika.

Toksyczność

U większości ludzi, aluminium nie jest tak toksyczna jak metale ciężkie . Aluminium jest klasyfikowany jako nie-rakotwórczy przez Amerykański Departament Zdrowia i Opieki Społecznej . Istnieje niewiele dowodów, że normalne narażenie na aluminium stwarza zagrożenie dla zdrowego dorosłego, i nie ma dowodów na brak toksyczności, jeżeli jest spożywany w ilościach nie większych niż 40 mg / dziennie na kilogram masy ciała . Większość aluminium zużyte opuści ciało w kale; mała część, która wprowadza się do organizmu, będą wydalane z moczem. Aluminium, które ma pozostać w ciele gromadzi się przede wszystkim kości; a poza tym, w mózgu, wątrobie i nerkach. Aluminiowej nie przechodzą przez barierę krew-mózg i naturalne filtry przed mózgu, ale niektóre związki, takie jak fluor, mogą.

Ruchomości

Glinu, chociaż rzadko, może spowodować witaminy D odporne osteomalacji , erytropoetyny ognioodporne niedokrwistość mikrocytarną i ośrodkowego układu nerwowego zmiany systemowe. Osoby z niewydolnością nerek są przede wszystkim na ryzyko. Chronicznego uwodnionych krzemianów glinu (do kontroli nadmiernej kwasowości żołądka) mogą powodować wiązanie się aluminium zawartości jelitowych i zwiększone eliminowanie z innych metali, takich jak żelazo lub cynk ; dostatecznie wysokie dawki (> 50 g / dzień) mogą powodować anemię. Aluminium jest wydalana przez nerki, jego funkcja może być zaburzona przez toksyczne ilości aluminium.

Istnieje pięć głównych postaci aluminium absorbowane przez organizm,: wolne solwatowane trójwartościowego kationu (Al 3+ (roztwór wodny) ); o niskiej masie cząsteczkowej, obojętne, rozpuszczalne kompleksy (LMW-Al 0 (roztwór wodny) ); wysokiej masie cząsteczkowej, obojętne, rozpuszczalne kompleksy (HMW-Al 0 (roztwór wodny) ); o niskiej masie cząsteczkowej, naładowane rozpuszczalne kompleksy (LMW-Al (l) n +/- (roztwór wodny) ); nano i mikro-cząstki (Al (l) -N (e) ). Są one transportowane przez błonę komórki lub komórki onego w / śródbłonka przez pięć głównych dróg: (1) parakomórkowej ; (2) przezkomórkowa ; (3) aktywne transportu ; (4) kanałów; (5) adsorpcyjnego lub od receptora endocytoza .

Wypadek w Anglii wykazały, że milimolarne ilości aluminium w wodzie pitnej powodują znaczne deficyty poznawcze. Podany doustnie sole glinu mogą zdeponować w mózgu. Jest badania korelacji pomiędzy zaburzeniami neurologicznymi, w tym choroby Alzheimera , a poziomy aluminium, ale to było dotychczas niejednoznaczne.

Aluminium zwiększa estrogenu kondensatorem ekspresję genu w ludzkich nowotworów sutka komórek hodowanych w laboratorium. W bardzo wysokich dawkach, aluminium jest związana ze zmienioną funkcję bariery krew-mózg . Niewielki procent ludzi ma kontaktowe alergie na aluminium i doświadczenie czerwone swędzące wysypki, ból głowy, bóle mięśni, bóle stawów, słaba pamięć, bezsenność, depresja, astma, zespół jelita drażliwego, lub innych objawów po kontakcie z produktami zawierającymi aluminium.

Ekspozycja na sproszkowane aluminium lub zgrzewania aluminium oparów może powodować zwłóknienie płuc . Grzywny proszek aluminiowy mogą się zapalić lub wybuchnąć, co stanowi kolejne zagrożenie w miejscu pracy.

Droga narażenia

Jedzenie jest głównym źródłem aluminium. Woda pitna zawiera więcej aluminium niż stałych pokarmów; jednakże, aluminium w żywności mogą być absorbowane niż glinu z wodą. Głównymi źródłami narażenia ludzi doustnie glinu obejmuje żywności (ze względu na jej stosowanie w dodatkach do żywności, żywności i napojów, opakowania, i naczynia kuchenne), w wodzie do picia (ze względu na jej stosowanie w miejskiej oczyszczalni wody) i leki zawierające glin (w szczególności leków zobojętniających / przeciwwrzodowe i buforowane preparaty aspiryny). Ekspozycja pokarmowy w średnich Europejczyków do 0,2-1,5 mg / kg / tydzień, ale może być tak wysoka, jak 2,3 mg / kg / tydzień. Wyższe poziomy narażenia aluminium są najczęściej ograniczone do górników, pracowników produkcji aluminium i dializowanych pacjentów.

Nadmierna konsumpcja leków zobojętniających , antyperspiranty , szczepionek i kosmetyków zapewniają znaczące poziomy ekspozycji. Spożywanie pokarmów lub kwaśnych płynów z aluminium zwiększa wchłanianie aluminium i maltol wykazano wzrost nagromadzenia glinu w tkankach nerwowych i kości.

Leczenie

W przypadku podejrzenia nagłego spożyciu dużej ilości glinu, jedyne leczenie jest deferoksaminy mesylan , który może być podawany w celu usunięcia aluminium z organizmu przez chelatowanie . Jednakże, należy stosować ostrożnie, ponieważ zmniejsza nie tylko poziomy korpus z aluminium, ale także innych metali takich jak miedź lub żelazo. Odżywczym leczenie podobne do tych z innych metali toksycznych i obejmuje usunięcie źródła glinu z otoczenia, zwiększając produkcję energii komórkowej, zwiększenie aktywności narządów eliminacyjnych i chelatujące aluminium o substancje odżywcze.

skutki środowiskowe

Boksytowe odpady ” magazyn w Stade , Niemcy. Przemysł aluminiowy wytwarza około 70 milionów ton odpadów rocznie.

Wysoki poziom aluminium występują w pobliżu terenów górniczych; niewielkie ilości aluminium są uwalniane do środowiska Pod węglowych elektrowniach lub spalarniach . Aluminium w powietrzu, myje się przez deszcz lub zwykle osadza się jednak małe cząstki aluminium nadal w powietrzu przez dłuższy czas.

Kwaśne opady to główny czynnik naturalny zmobilizować aluminium z naturalnych źródeł i główny powód dla skutków środowiskowych z aluminium; Jednakże głównym czynnikiem aluminium w obecności soli i słodkowodnych procesów przemysłowych, które również uwalniają aluminium w powietrzu.

W wodzie, działa glinu jako środek toxiс na skrzelowych -breathing zwierząt, takich jak ryby przez powodując utratę osocza - a hemolimfie jonów prowadzi do osmoregulatory awarii. Kompleksy organiczne z aluminium mogą być łatwo wchłaniane i zakłócać metabolizm u ssaków i ptaków, choć zdarza się to rzadko w praktyce.

Aluminium jest podstawowym wśród czynników, które ograniczają wzrost roślin na glebach kwaśnych. Chociaż na ogół bezpieczne dla wzrostu roślin na glebach o neutralnym pH, w glebach kwaśnych stężenia toksycznych Al 3+ kationów wzrasta i zakłóca wzrostu i funkcji pierwiastka. Pszenica jest opracowany tolerancję na aluminium, uwalniając związki organiczne , które wiążą się ze szkodliwymi aluminium kationów . Sorgo Uważa się, że ten sam mechanizm tolerancji.

Produkcja aluminium posiada własne wyzwania dla środowiska na każdym etapie procesu produkcyjnego. Głównym wyzwaniem jest gazów cieplarnianych emisji. Gazy te wynikają ze zużycia elektrycznych piecach do wytapiania i produktów ubocznych z przetwórstwa. Najsilniejszym z tych gazów są perfluorowęglowodorów z procesu wytapiania. Wydany dwutlenek siarki jest jednym z głównych prekursorów kwaśnego deszczu .

Hiszpański raport naukowy z 2001 roku stwierdził, że grzyb candidum Geotrichum zużywa aluminium w płytach kompaktowych . Inne raporty wszystkie odesłać do tego sprawozdania i nie ma wsparcia oryginalne badania. Lepiej udokumentowane, bakteria Pseudomonas aeruginosa i grzyb Cladosporium resinae są często wykrywane w zbiornikach paliwowych samolotów, które korzystają z nafty -na paliw (nie AvGas ) oraz kultur laboratoryjnych może pogorszyć aluminium. Jednak te formy życia nie atakują bezpośrednio lub konsumować aluminium; raczej metal jest skorodowana przez odpadów mikrob.

Zobacz też

Uwagi

Referencje

Bibliografia

Dalsza lektura

  • Mimi Sheller, Aluminium Sen: The Making of Light nowoczesności. Cambridge, MA: Massachusetts Institute of Technology Press, 2014.

Linki zewnętrzne