Hliník Stříbrolesklý měkký kov III.A skupiny Vodič tepla, elektřiny

Prezentace na téma: "Hliník Stříbrolesklý měkký kov III.A skupiny Vodič tepla, elektřiny"— Transkript prezentace:

1 Hliník Stříbrolesklý měkký kov III.A skupiny Vodič tepla, elektřiny
Odolný vůči korozi – na povrchu kovu souvislá vrstvička oxidu hlinitého Amfoterní charakter Známí žáruvzdorný materiál šamot obsahuje až 45% oxidu hlinitého Korund je na 9. místě Mohsovy stupnice tvrdosti. Technický oxid hlinitý se nazývá také elektrit a je hojně využíván k výrobě brusného papíru. Drahé kameny, jejichž základním materiálem je oxid hlinitý se liší příměsí, která způsobuje jejich charakteristické zbarvení. Červený rubín je zbarven příměsí oxidu chromu, modrý safír obsahuje především stopová množství oxidů titanu a železa.

2 Existuje dokonce silné podezření, že případný zvýšený výskyt hliníku v krvi může být příčinu vzniku Alzheimerovy choroby tím, že likviduje mozkové a nervové buňky. Poměrně diskutovaným problémem je riziko používání hliníkového nádobí a příborů při přípravě a konzumaci potravy. Je pravda, že v podmínkách, kdy se potraviny běžně tepelně upravují i konzumují, je hliník nejstálejší a prakticky nerozpustný. V neutrálním prostředí běžné pitné vody o pH = 7 je hliníkový povrch perfektně stabilní a bezpečný. Problém nastává, když je např. vařený pokrm okyselen octem. Kromě toho se v poslední době stále mírně zvyšuje kyselost pitné vody, především v důsledku kyselých dešťů. Pak může skutečně nastat situace, kdy se z hliníkových nádob bude uvolňovat hliník při každém použití a jejich rizikovost poroste. Na druhé straně je organizmus vybaven řadou bariér, které brání pronikání sloučenin hliníku do tělesných tekutin a buněk.

3 aluminotermie Schopnost hliníku vázat kyslík se využívá při výrobě některých kovů (např. Mn, Mo, Cr, V) z jejich oxidů za vysoké teploty (3000°C i více) Aluminotermická reakce je silně exotermní chemická reakce využívající práškový hliník jako redukční činidlo. Tato reakce využívá velké afinity hliníku ke kyslíku. Nejznámějším příkladem je termit, což je směs práškového hliníku a oxidu železitého. Fe2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Fe Aluminotermie byla dříve využívána pro svařování kolejnic. Je možné ji také použít pro získávání některých kovů z jejich oxidů, ale velkým nedostatek této metody je nízká čistota produktu.

4

5 Výroba kovů

6 Výroba hliníku V několika krocích výroba čistého Al2O3 z bauxitu
elektrolýza Al2O3 rozpuštěného v roztaveném kryolitu

7 Bauxit bauxit – Al2O % - Fe2O3 20 – 24% - a další příměsy

8 výroba čistého Al2O3 z bauxitu
Al2O3 se rozemele a a nechá se reagovat s 40% NaOH- vznikne hlinitan sodný NaAlO2 roztok prochází úpravami až se rozloží na Al(OH)3 a NaOH Al(OH)3 se odfiltruje, promyje, suší a kalcinuje při 1 100°C na Al2O3

9 elektrolýza Al2O3 Al2O3 se nepoužívá v čistém stavu (vysoká tt) – dávkování do taveniny kryolitu Na3[AlF6] Al se vylučuje jako tavenina na katodě (uhlíkaté dno vany elektrolyzéru) anody jsou samospékavé a během elektrolýzy uhořívají elektrolýza probíhá za teplot 950-1 000°C získává se hliník Al se vylučuje jako tavenina na katodě (uhlíkaté dno vany elektrolyzéru) anody jsou samospékavé a během elektrolýzy uhořívají na katodě se mohou krom Al vylučovat i další ušlechtilé kovy např. z kryolitu, anodové hmoty- tudíž se musí silně dbát na čistotu používaných surovin v jednom elektrolyzéru (jsou jich v jednom oddělení desítky) se vyrobí za 24h kg Al na grafitové anodě vzniká kyslík, který ihned reaguje s materiálem elektrody za vzniku toxického plynného oxidu uhelnatého

10 kryolit

11 bauxit

12 Využití hliníku Mince Nádobí, příbory
Alobal (Aluminiový obal)hliníková fólie -(příprava pokrmů, izolace) Hliník se stříbrem – fólie na CD

13 Železo VIII.B skupina Biogenní měkký, světle šedý až bílý, ferromagnetický kov s malou odolností proti korozi Ferromagnetismus je jev, kterým materiál může vykazovat spontánní magnetizaci a je jednou z nejsilnějších forem magnetismu. Je odpovědný za většinu magnetických reakcí vyskytujících se v každodenním životě a (včetně speciálního případu ferrimagnetismu, níže) je základem pro všechny permanentní magnety (stejně jako pro kovy, které jsou znatelně k nim přitahovány).

14 Železo čistý Fe: stříbřitě lesklý měkký kov bez technického významu. Dělají se jeho slitiny s různými prvky. Významně mění vlastnosti železa uhlík technický Fe: vyrábí se, je stříbrolesklý kujný a tažný

15 Železo Dle obsahu uhlíku se rozlišuje:
Surové Fe- nekujné- litina (2-4% C) Zušlechtěné Fe- kujné- ocel (0,2-1,7% C)

16 Výroba surového železa
z kyslíkatých rud obsahujících Fe2O3 (např. magnetit, hematit, limonit) Zisk železa: redukce CO a C ve vysoké peci Vysoká pec 25 až 30 m vysoká, průměr = 10 m, vyzděná žáruvzdorným materiálem nahoru - koks, železná ruda a vápenec dolů vhánění předehřátého vzduchu Struskotvorné přísady- např.vápenec Vysokopecní strusky musí vykazovat takové chemické složení, které umožňuje, aby popel koksu a hlušina železné rudy mohly opustit vysokou pec jako kompaktní tavenina. K tomuto účelu jsou do vsázky přidávány struskotvorné přísady jako vápenec, kazivec, křemen apod

17 Výroba surového železa
v dolní části pece se spaluje koks na CO díky vhánění předehřátého vzduchu 2C + O2 → 2CO Ve vyšších vrstvách pece probíhá redukce oxidů železa oxidem uhelnatým - nepřímá redukce, tak se získají asi 2/3 vyrobeného železa. 6 CO + 2 Fe2O3 → 4 Fe + 6 CO2

18 Výroba surového železa
Ve spodních částech probíhá redukce oxidů železa uhlíkem – tzv. přímá redukce 3 C + Fe2O3 → 2 Fe + 3 CO Povrch taveniny je přitom chráněn před oxidací vzdušným kyslíkem struskou Struska vzniká při redukci rudy reakcí příměsí se struskostvornými přísady- se železem se nemísí. Plave na něm a chrání jej před oxidací horkým vzduchem

19

20

21 Vlastnosti surového železa
litina různé příměsi: C, Si, P, Mn velká pevnost Vysoká hustota stálé na vzduchu je křehké není kujné použití: potrubí, topná tělesa, kotle Dobře se odlévá, výsledný produkt - litina, je poměrně pevný a tvrdý, ale velmi křehký a možnost jeho dalšího mechanického opracování po odlití je minimální. Z litiny se vyrábějí předměty, u kterých není vyžadována přesná rozměrová tolerance nebo vysoká odolnost proti nárazu. Příkladem mohou být pláty kamen, radiátory ústředního topení, kanálové poklopy nebo podstavce těžkých strojů.

22 Výroba oceli Snižování obsahu uhlíku a dalších přítomných prvků
Převážně oxidací příměsí vzdušným kyslíkem. Kyslík oxiduje přimíšené prvky na oxidy P2O5, SiO2, CO, CO2, SO2

23 Ocel se dále zušlechťuje:
kalením: prudké ochlazení- ztvrdnutí oceli, ale stále je křehká popouštěním: pomalým zahříváním na °C se odstraní křehkost, ocel zůstává stále tvrdá legováním: přísadou různých prvků (Ni, Co,..) se vyrábí ušlechtilá ocel, která je odolná vůči korozi a žáruvzdornosti

24 Sloučeniny Fe2O3 - oxid železitý (červený pigment)
FeSO4 •7H2O - zelená skalice K3[Fe(CN)6] – červená krevní sůl - Hexakyanoželezitan draselný K4[Fe(CN)6] - žlutá krevní sůl - hexakyanoželeznatan draselný