Všeobecne:
Názov, Značka, Číslo: hliník, Al, 13
Séria: kovy
Skupina, Perióda, Blok: 13, 3, p
Vzhľad: strieborný
Atómová hmotnosť: 26,9815386(13) g•mol−1
Elektrónová konfigurácia: [Ne] 3s2 3p1
Elektrónov na hladinu: 2, 8, 3
Fyzikálne vlastnosti:
Skupenstvo: pevné
Hustota (pri i.t.): 2,70 g•cm−3
Hustota tekutiny v b.t.: 2,375 g•cm−3
Teplota topenia (tavenia): 933,47 K (660,32 °C, 1220,58 °F)
Teplota varu: 2792 K (2519 °C, 4566 °F)
Teplo vyparovania: 10,71 kJ•mol−1
Teplo tavenia: 294,0 kJ•mol−1
Tepelná kapacita: (25 °C) 24,200 J•mol−1•K−1
Atómové vlastnosti: Kryštálová štruktúra: kocková stenovo centrovaná
0,4032 nm
Oxidačné stupne: 3 (amfoterický oxid)
Elektronegativita: 1,61 (Paulingova stupnica)
Ionizačné energie: 1.: 577,5 kJ•mol−1
2.: 1816,7 kJ•mol−1
3.: 2744,8 kJ•mol−1
Atómový polomer: 125 pm
Atómový polomer (vyp.): 118 pm
Kovalentný polomer: 118 pm
Rôzne:
Magnetické vlastnosti: paramagnetický
Elektrický odpor: (20 °C) 26,50 n Ω•m
Tepelná vodivosť: (300 K) 237 W•m−1•K−1
Tepelná roztiažnosť: (25 °C) 23,1 µm•m−1•K−1
Rýchlosť zvuku (úzka tyč): (i.t.) (rolled) 5000 m•s−1
Youngov modul: 70 GPa
Pružnosť v šmyku: 26 GPa
Objemová pružnosť: 76 GPa
Poissonova konštanta: 0,35
Mohsova tvrdosť: 2,75
Vickersova tvrdosť: 167 MPa
Brinellova tvrdosť: 245 MPa
Registračné číslo: CAS 7429-90-5
Hliník (lat. aluminium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Al a protónové číslo 13. Hliník je tretím najrozšírenejším prvkom v zemskej kôre. Zemská kôra obsahuje 8,13 %. Väčšie zastúpenie má už len kyslík 46,60 % a kremík 22,72 %. S ostatnými prvkami vytvára viacero zlúčenín, ktoré sa významnou mierou podieľajú na stavbe zemskej kôry. Najpočetnejšou skupinou sú kremičitany a hlinitokremičitany, ktoré sú aj jeho najvýdatnejšími zdrojmi. Najvýdatnejšou ťažobnou surovinou je bauxit. Okrem toho sa vyskytuje vo forme oxidu hlinitého ako nerast korund Al2O3, ktorý je známy svojimi drahokamovými odrodami ako rubín a zafír.
História
Hliník objavil v roku 1827 nemecký chemik a lekár Friedrich Wöhler. Hliník bol v tej dobe vzácnym kovom. Využíval sa na dekoračné účely. Na uniformách vojakov armády Napoleona III. sa leskli gombíky z hliníka. Jeho cena klesla, keď bola vo Švajčiarsku postavená prvá továreň na výrobu hliníka. Pre svoju ľahkosť začal nahrádzať železo a iné kovy. Svoje miesto našiel pri výrobe domových predmetov ako sú príbory, ale aj v elektrotechnike, kde sa z oceľovohliníkových zliatin začali vyrábať vodiče. V súčasnosti hliník z týchto oblastí pomaly ustupuje.
Príprava základných surovín
Základným vstupom pre výrobu hliníka je čistý oxid hlinitý Al2O3, ktorý za získava čistením bauxitu, ktorý býva znečistený rôznymi oxidmi, najčastejšie oxidmi titánu, železa a kremíka. Proces čistenia bauxitu sa vykonáva pomocou hydroxidu sodného pod tlakom. K takto očistenému Al2O3 sa pridá kryolit Na3AlF6 a fluorit CaF2, aby sa znížila teplota tavenia.
Proces tavenia
K taveniu dochádza v elektrickej peci elektrolytickým procesom. Pri elektrolýze sa používa jednosmerný prúd. Elektródy sú vyrobené zo zmesi uhlia, koksu a dechtu. Katódou sú platne, ktorými sú obložené steny pece, anódou je zväzok 6 až 12 grafitových tyčí. Kúpeľ tvorí 20% roztok Al2O3, ktorý je vystavený elektrolýze.
Nastáva chemická reakcia:
Al2O3 → 2Al3+ + 3O2−
Anóda
O2− - 2e− → O
O + C → CO
Katóda
Al3+ + 3e− → Al
Na anódových tyčiach sa z kúpeľa extrahuje kyslík, ktorý okamžite reaguje s uhlíkom, z ktorého je vytvorená tyč. Na katódových platničkách, ktorými je obložená pec sa izoluje čistý hliník vo forme taveniny. Tá sa neskôr odlieva do hlinených foriem. Výroba hliníka je energeticky veľmi náročná.
Využitie
Hliník sa používa v hútnickom priemysle pri výrobe rôznych zliatin, ktoré sa vyznačujú nízkou hmotnosťou. Používajú sa pri výrobe dopravných prostriedkov a rôznych ľahkých konštrukcií. Najznámejšou je dural, ktorý je horčíkovou zliatinou hliníka. Hliník sa využíva aj v elektrotechnickom priemysle, najčastejšie na výrobu vodičov.
