[3] HLINÍK [1] Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Věra Pavlátová. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785. Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV).

Autor: Mgr. Věra Pavlátová, zpracováno 11. 3. 2012 Anotace: Materiál vychází ze vzdělávací oblasti Člověk a příroda, vzdělávacího oboru Chemie, Anorganická chemie. Žáci se dozvídají informace o hliníku a jeho sloučeninách. Očekávaný výstup dle ŠVP: Druh učebního materiálu: Cílová skupina: Stupeň a typ vzdělávání: Typická věková skupina: Žák charakterizuje významné zástupce prvků a jejich sloučeniny, zhodnotí jejich surovinové zdroje, využití v praxi a vliv na životní prostředí. Prezentace, DUM. Je možné ji použít v rámci expozice i fixace, délka aktivity 40 minut. Žák, naplňuje zde KK k řešení problémů, k učení, komunikativní, sociální a personální. Gymnaziální vzdělávání 15−16 let, 5. třída − kvinta / I. ročník KLIKNĚTE NA F 5

Najděte ve větě ukrytý prvek! HLINÍK V SAVANNAH LÍNÍ KREJČÍ ŠIJÍ... Lehký, stříbrolesklý, měkký kov Poprvé byl připraven r. 1827 a 1 kg tehdy stál 1200 dolarů! [1] ŘEŠENÍ Ú.: V jakém státě leží město Savannah? USA, Georgie

13. (iII.A) skupina Patří do 13. skupiny PSP. Jedná se o bor (B), hliník (Al), gallium (Ga), indium (In), thalium (Tl) a ununtrium (Uut). Byl Alexej Gagarin Indickým Tlumočníkem? Božský Alkohol Gambrinus Inhaluji Tlakem. Byl Aljoša Gagarin Indická Tlama? [2]

brainstormING: Hliník je všude kolem nás… jaké je využití hliníku? http://www.youtube.com/watch?v=p2cicHXMs1w brainstormING: Hliník je všude kolem nás… jaké je využití hliníku? Kolikátým prvkem je Al na Zemi co do rozšíření? Jak se vyvíjel význam hliníku v průmyslu? Jaká je elektronová konfigurace Al, typické oxidační číslo? Podle čeho je odvozen latinský název hliníku? Výskyt hliníku v přírodě − nerosty, naleziště. Jaké má hliník fyzikální vlastnosti? Jakým způsobem reaguje (kyseliny, zásady, …)? Co je to aluminosa a co aluminothermie? http://www.youtube.com/watch?v=kzAN5f0m5H4

Úkol: Napište chemický vzorec těchto sloučenin hliníku: Hydroxid hlinitý Fluorid hlinitý Oxid hlinitý Síran hlinitý Tetrahydroxohlinitan sodný Tetrahydridohlinitan lithný Hexafluorohlinitan sodný (kryolit) Al(OH)3 AlF3 Al2O3 Al2(SO4)3 Na[Al(OH)4] Li[AlH4] Na3[AlF6] ŘEŠENÍ:

Svatováclavská koruna − český korunovační klenot… Víte, kdo ji dal zhotovit a proč? A jaká pověst se k ní váže? Koruna obsahuje 96 drahokamů. Ú.: Zjistěte, jaký je název nejznámějších drahokamů na koruně a které z těchto drahokamů mají ve svém složení hliník. [3]

korund Chem. složení: Tvrdost (od−do): Hustota (od−do): Al2O3 Tvrdost (od−do): 9 Hustota (od−do): 3,9–4,1 Kryst. soustava: šesterečná,klencová Barva: Barva vrypu: modrá, červená bílá Lom: Štěpnost: lasturnatý chybí Lesk: skelný, perleťový Vlastnosti a použití: Červená odrůda je rubín, modrá safír, používají se ve šperkařství. [5] Zrnka tvrdého korundu se drtí a používají jako brusivo = smirek. Korund se také používá k výrobě hodinek a laserů.

Rubín Al2O3 [7] vybroušený rubín [6] surový rubín

Safír Al2O3 [8] [9] [10]

ŘEŠENÍ: Výroba hliníku: http://www.youtube.com/watch?v=0Rs4vHo6_oc&feature=endscreen&NR=1 Výroba hliníku: Al se nevyrábí pražením, protože má vysokou afinitu (přilnavost) ke kyslíku. Ú.: Navrhněte způsob jeho výroby: Je potřeba elektrolýza taveniny ve směsi oxidu hliníku a kryolitu 2Al2O3 → 4Al + 3O2 Fáze: Příprava čistého Al2O3 z bauxitu (drcení, mletí, sušení) Alkalické loužení a tavení v autoklávu Elektrolýza Al2O3 rozpuštěného v tavenině kryolitu Rafinace (úplné přečištění − jen někdy) [11] ŘEŠENÍ: [4] bauxit

ŘEŠENÍ slitiny hliníku: http://www.youtube.com/watch?v=pDTL84plvqQ&feature=related slitiny hliníku: Úkol: Jaké znáte slitiny s hliníkem? Uveďte jejich název, vlastnosti. Dle vlastností určete další složení a použití. slitiny → dural (Al, Cu, Mg, Si, Mn) automobilový a letecký průmysl, magnalium (Al, Mg) − strojírenství, pyrotechnika, silium (Al, Si, Cu, Mg, Zn) − konstrukce kol a letadel, slitina Al s Cu, Ni a Ti (spalovací motory), hydronalium − slitina s Mg (lodní konstrukce), pantal − slitina s Mg a Si, silumin − slitina s Si − slévárenství ŘEŠENÍ [12]

ŘEŠENÍ: Reaktivita hliníku Snadno reaguje 4Al + 3O2 → 2Al2O3 Amfoterní vlastnosti (z hlediska pH obojaký, reaguje s kyselinami i se zásadami): 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 s hydroxidy vznikají tetrahydroxohlinitany a vodík 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 Aluminotermie − zjistěte význam tohoto pojmu schopnost hliníku vázat kyslík, která se využívá při výrobě některých kovů (Mn, Mo, Cr, V), z jiných oxidů za vysoké teploty (3000°C i více) využívá se redukční schopnost hliníku!!! Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe ŘEŠENÍ: Úkol: Napište rovnice výroby chromu a vanadu aluminotermií. Řešení najdete na následujícím slidu.

aluminotermie Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe Mn2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Mn Která z uvedených reakcí proběhne nejsnadněji a proč? Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe Mn2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Mn Mo2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Mo Cr2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Cr V2O3 + 2Al → Al2O3 + 2V Pomůcka: Využijte Beketovovu řadu kovů

Sloučeniny hliníku: Al(OH)3 Al2(SO4)3 součást bauxitu, nejstabilnější sloučenina hliníku amfoterní Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] = tetrahydroxohlinitan sodný 2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O Al2(SO4)3 Připravuje se rozpuštěním hydroxidu hlinitého v kyselině sírové Použití: Papírenský a textilní průmysl Koželužství (mořidlo) Barvířství Úprava vody čiřením

Úkol − dle grafu doplňte rovnice: AlCl3 HCl t NaOH Al2O3 Al(OH)3 Na[Al(OH)4] H2SO4 Al2(SO4)3

ŘEŠENÍ ÚKOLU: Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O Al(OH)3 + NaOH→ Na[Al(OH)4] 2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O t

OPAKOVÁNÍ − OBJEVTE CHYBY: Hliník má ve sloučeninách oxidační číslo II. Hliník se vyrábí z kaolinitu. Rubín je modrá odrůda korundu. Hliník je kyselinotvorný prvek. Výskyt Al v krvi může být příčinou vzniku Parkinsonovy choroby= degenerace šedé kůry mozkové. Obalový materiál z hliníku se nazývá staniol. III; bauxitu; červená; amfoterní; Alzheimerovy choroby; alobal ŘEŠENÍ:

Opakování − spojte související pojmy: Na3AlF6 KAl(SO4)2 . 12H2O Al2O3 · 2 H2O ALUMINOSA MAGNALIUM SAFÍR RUBÍN ALUMINOTHERMIE ALZHEIMEROVA CHOROBA VÝROBA KOVŮ POŠKOZENÍ MOZKU MODRÝ DRAHOKAM KRYOLIT RUDÝ DRAHOKAM KAMENEC NEMOC PLIC BAUXIT SLITINA

Vyluštěte křížovku: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Obalový materiál z hliníku. Nemoc plic způsobená vdechováním hliníkového prachu. Surovina pro výrobu hliníku. Výroba kovů reakcí s hliníkem. Výskyt Al v krvi může být příčinou vzniku … choroby. Slitina hliníku a hořčíku.

Řešení: 1. A L O B 2. U M I N S 3. X T 4. H E R 5. Z V Y 6. G ALUMEN = HOŘKÁ SŮL

Použité zdroje: Obrázky byly staženy dne 11. 3. 2012 mezi 8.00 a 23.00 FLEMR, V., DUŠEK, B.: Chemie I pro gymnázia. Praha : SPN 2001. ISBN 8072351478. Jurii. [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aluminium.jpg> 1. [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Periodic_table_fi.svg> 2. Wolfgang Sauber. [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:B%C3%B6hmen_Reichskleinodien_Kr one_2.jpg> 3. Saphon. [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bauxite_h%C3%A9rault.JPG> 4. Rob Lavinsky. [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Corundum-d06-236a.jpg> 5. Rob Lavinsky [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Corundum-winza-12a.jpg> 6.

Použité zdroje: Obrázky byly staženy dne 11. 3. 2012 mezi 8.00 a 23.00 [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cut_Ruby.jpg> 7. Rob Lavinsky. [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Corundum-d06- 89a.jpg> 8. [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Zaffiro_tagliato.jpg> 9. [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hall_Sapphire_and_Diamond_ Necklace.jpg> 10. U. S. Department of Agriculture. [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:201107120-RD-LSC-0260_- _Flickr_-_USDAgov.jpg> 11. S. Diddy. [cit. 2012-03-11]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Piston_2.jpg> 12.