Hliníkový kov 20. století. §1. Historie objevu hliníku. Získávání odlitků ze slitin hliníku

Lymfatický systém Úzce spojený s oběhovým systémem. Zásobování tkání živinami a kyslíkem z krve probíhá skrze tkáňovou tekutinu. 1/4 celkové tělesné hmotnosti je tkáňová tekutina a míza. Průnik do lumenu lymfatických kapilár, tkáň

Dynamické selhání lymfatického systému nastává, když existuje rozpor mezi přebytkem tkáňové tekutiny a rychlostí jejího odstranění, ke kterému dochází při významném zvýšení propustnosti krevních cév.

Resorpční nedostatečnost lymfatického systému v důsledku snížení propustnosti lymfatických kapilár nebo změny dispergovaných vlastností tkáňových proteinů.

Důsledky lymfhostázy zahrnují lymfedém - lymfatický edém v kombinaci s chycením serózních dutin, čímž tekutině získává mléčnou bílou barvu (chyc ascites, chylothorax). Mohou se objevit chlípné cysty. lymfatické píštěle(vnější nebo vnitřní, vytvořené po poranění tkáně lymfastázou), lymfovenózní zkraty, lymfatické krevní sraženinysestávající z proteinových koagulátů a uzavírání lumenu krevních cév, lymfangiektázie(nerovnoměrné rozšíření lymfatických cév obsahujících koagulovanou lymfu).

Hodnota poruch lymfatického oběhu (zpravidla se vyvíjí v úzké souvislosti s oběhovými poruchami)spočívá v metabolických poruchách v postižených tkáních, v akutních případech dystrofických, hypoxických a nekrotických změn ... Při chronických poruchách se atrofie a skleróza (v důsledku aktivace fibroblastů) až do rozvoje elefancie spojují s uvedenými patologickými procesy.

Přednáškové vybavení

Makro preparáty: muškátový oříšek, hnědá indurace plic, cyanotická indurace ledvin, cyanotická indurace sleziny, hematom mozku, petechie (mozkové krvácení) mozku, rezavá cysta mozku, šoková ledvina.

Mikro přípravky: žilní nadměrné množství kůže, muškátový oříšek (hematoxylin a eosin), muškátový oříšek (erythrosin), hnědá indurace plic (hematoxylin a eosin), hnědá indurace plic

(Perlsova reakce), krvácení do mozku, hyalinóza slezinových cév, fibrinoidní nekróza renální arteriole, nekróza epitelu spletitých tubulů ledvin, šokové plíce.

Elektronové difrakční vzorce:kapilizace sinusoidů, pinocytóza, plazmová impregnace cévní stěny.

Přednáška číslo 5

PORUŠENÍ KRVNÝCH KRUHŮ: HEMOSTASIS, STAS, THROMBOSIS, ICE-SYNDROME,

EMBOLIE, ISCHEMIE, INFARKT

Normální stav krve ve vaskulárním loži je udržován hemostázou, což odráží interakci čtyř systémů: koagulace, fibrinolýza, endoteliální buňky a krevní destičky (schéma 5.1).

Koagulace (srážení) krve se provádí kaskádou enzymatických účinků zaměřených na přeměnu rozpustného plazmatického proteinu fibrinogenu na nerozpustný fibrin, ke kterému dochází v důsledku působení faktorů srážení plazmy (tabulka 5.1).Při koagulaci se rozlišují vnitřní a vnější systémy, které jsou úzce propojeny a kombinují se ve fázi tvorby aktivního faktoru X.

Vnitřní koagulační systém je aktivován, když krevní plazma přijde do styku s negativně nabitým povrchem, zejména s bazální membránou cévy, kolagenovými vlákny. V místě poškození cévní stěny je uložen faktor XII, který přeměňuje precallikrein (Fletcherův faktor) na aktivní enzym kallikrein, který zase aktivuje kininogen s vysokou molekulovou hmotností (Fitzgerald-Floge factor) a celý kininový systém. V odezvě se vytvoří proteolytická varianta Hagemanova faktoru - XIIa, která aktivuje další fázi koagulace a systém fibrinolýzy, především faktory X, II. Výsledkem je standardní fibrinový polymer.

Faktor XII díky své multidoménové struktuře aktivuje plazminogen, jako je kallikrein, uvolňuje bradykinin z kininogenu s vysokou molekulovou hmotností, aktivuje faktor VII, způsobuje agregaci neutrofilů a uvolňování jejich elastázy, která se podílí na poškození endotelu. U různých onemocnění spojených s aktivací vnitřního koagulačního systému (tyfus, nefrotický syndrom, septikémie atd.) Je hladina faktoru XII významně snížena díky jeho přechodu na aktivní formu XIIa, což přispívá k narušení koagulace krve.

Systém srážení krve

Externí koagulační systém je „spouštěn“, když jsou poškozeny endoteliální a extravaskulární tkáně a uvolňuje tkáňový faktor (tromboplastin, faktor III - komplex apoprotein-lipid obsažený v cytoplazmatických membránách). V tomto případě dochází k vazbě faktorů VII, X a IV (ionty vápníku), aktivaci faktoru X, který uzavírá kaskádový mechanismus zaměřený na tvorbu trombinu a fibrinu. Ten je stabilizován působením faktoru XIII transglutaminázy (aktivované trombinem), který váže molekuly fibrinového monomeru na fibrinový polymer prostřednictvím zbytků lysinu a kyseliny glutamové.

K dispozici je řada inhibitorů koagulace. Antitrombin III, syntetizovaný hepatocyty a endoteliálními buňkami, tedy inhibuje tvorbu trombinu, působení faktorů Xa, IXa, XIa, XII, kallikrein

a plasmin a heparin působí jako katalyzátor pro tyto procesy. Plazmové proteiny C (tvořené v hepatocytech) a S (tvořené v hepatocytech a endoteliocytech) inaktivují faktory Va a VIIa a způsobují tvorbu nekovalentních komplementových komplexů, které nemají kofaktorovou aktivitu.

Fibrinolýza je systém destrukce koagulátů a krevních agregátů vznikajících ve vaskulárním loži. Plazminogen je aktivován tvorbou proteolytického enzymu plazmin, který ničí fibrin / fibrinogen, koagulační faktory V, VIII. Je třeba poznamenat, že fibrinolýza začíná působit současně s vnitřním koagulačním systémem, protože je aktivován faktorem XII, kallikreinem a kininogenem s vysokou molekulovou hmotností. Existují tkáňové a urokinázové aktivátory plasminogenu. Tkáňový aktivátor produkovaný endoteliálními buňkami rozpustí fibrin, který zabraňuje tvorbě trombu. Urokinázový aktivátor syntetizovaný endotelovými buňkami a extravaskulárními buňkami se podílí nejen na rozkladu extracelulární matrix, ale také na procesech zánětu, invaze zhoubných nádorů

a ve fibrinolýze.

Endoteliocyty a krevní destičky syntetizují inhibitor aktivace plasminogenu 1, který potlačuje aktivátory tkáně a urokinázy, zatímco a2-plazmin inhibuje plasmin. V důsledku toho je fibrinolytická aktivita regulována těmito dvěma systémy, opačně v akci, zajišťující destrukci nadbytku fibrinu a tvorbu produktů jeho degradace. Zvýšená fibrinolýza, stejně jako potlačení koagulace, vede ke zvýšenému krvácení do krevních cév.

Endotel v koagulaci a fibrinolýze. Hemostáza je do značné míry určována stavem endotheliocytů, které produkují biologicky aktivní látky, které ovlivňují koagulaci, fibrinolýzu a průtok krve. Glykoprotein trombomodulin tak zajišťuje klouzání krve podél povrchu endotelu, brání jeho srážení a zvyšuje zejména rychlost aktivace proteinu C

v tisíckrát. Na druhé straně endoteliální buňky vytvářejí koagulační faktory V, VIII, III, XII a fibronektin adherentní protein (tabulka 5.2). Vyvstávátrombohemoragická rovnováha(obrázek 5.2). Jakékoli poškození endotelu vede k posunu v této rovnováze

v strana koagulace, zvláště protože expozice subendoteliálních struktur (kolagen, elastin, fibronektin, glykosaminoglykany, laminin atd.) aktivuje procesy koagulace krve.

Destičky. Několik sekund po poškození endotelu destičky ulpívají na exponované základní membráně cévy, která se nazývá adheze. Tento proces závisí na faktoru VIII, který spojuje glykoproteinové receptory destiček s kolagenem v bazální membráně cévy nebo stromu. Destičky vyplňují malý defekt v endotelu, což usnadňuje jeho další hojení. Větší oblast poškození je uzavřena trombusem, jehož vznik má zabránit ztrátě krve. Adheze destiček také vyvolává dva následné procesy: jejich sekreci a agregaci.

Anti- a protrombotické endoteliální produkty

Látky vylučované endoteliálními buňkami a zapojené do regulace hemostázy a krevního toku

Sekrece destičekvede k uvolňování fibrinogenu, fibronektinu, růstového faktoru destiček, p-trombomodulinu z a-granulí. Současně se z hustých granulí uvolňují vápenaté ionty, adenosin difosfatáza, histamin a serotonin. Aktivuje se faktor III (tromboplastin) umístěný na povrchu destiček, čímž se spouští vnitřní koagulační systém. Metabolity kyseliny arachidonové se tvoří například tromboxan A2, silný, ale krátkodobě (až 30 sekund) vazokonstriktor.

Agregace destičekc je regulován tromboxanem A2, adenosin difosfatázou a trombinem. Účinek posledně uvedeného na fibrinogen vede k tvorbě fibrinového polymeru. Inhibitor agregace destiček (ale ne jejich adheze) je prostaglandin I2 produkovaný endotelovými buňkami, který má silný a dlouhodobý vazodilatační účinek (až 2 minuty). Nerovnováha mezi regulátory fungování destiček vede k trombóze nebo krvácení.

Staz (z latiny stasis - stop) - zastavení průtoku krve v cévách mikrovaskulatury (primárně v kapilárách, méně často v žilách)... Zastavení krve obvykle předchází její zpomalení (prestáza). Příčiny stázy jsou infekce, intoxikace, šok, prodloužená umělá cirkulace, expozice fyzickým faktorům (studená stáza během omrzliny). V patogenezi stázy je hlavní důležitost změna reologických vlastností krve v mikrovláknech až do vývoje fenoménu kalu (z anglického kalu), který je charakterizován adhezí krevních buněk, především erytrocytů, což způsobuje významné hemodynamické poruchy. Kaly erytrocytů, leukocytů, krevních destiček jsou možné nejen v mikrovaskulatuře, ale také ve velkých cévách. Vede to zejména ke zvýšení rychlosti sedimentace erytrocytů (ESR). Zastavení průtoku krve vede ke zvýšení vaskulární permeability kapilár (a venulí), otoků, plazmatických krvácení a ke zvýšení ischémie.

Význam stázy je určen její polohou a trváním. Akutní stáza tedy z velké části vede k reverzibilním změnám tkání, ale v mozku přispívá k rozvoji závažného, \u200b\u200bněkdy fatálního edému s dislokačním syndromem, který je zaznamenán například v kómatu. V případě prodloužené stázy se vyskytuje mnohočetná mikronekróza a diapedická krvácení.

Trombóza (z řeckého trombu - svazek, sraženina) - celoživotní koagulace krve v lumen krevních cév nebo dutin srdce.Jako jeden z nejdůležitějších ochranných mechanismů hemostázy mohou tromby zcela nebo částečně uzavřít lumen cévy s vývojem ve tkáních a orgánech s významnými poruchami oběhu a závažnými změnami až do nekrózy.

Přiřaďte obecné a místní faktory tvorby trombu ... Mezi obecné faktory patří porušení vztahu mezi hemostázovými systémy (koagulační a antikoagulační krevní systémy), jakož i změny v kvalitě krve (zejména její viskozita). Ten je pozorován při těžké dehydrataci těla, zvýšení obsahu hrubých proteinových frakcí (například s myelomem), s hyperlipidémií (s těžkým diabetem mellitus). Mezi místní faktory patří narušení integrity cévní stěny (poškození struktury a dysfunkce endotelu), zpomalení a narušení (víry, turbulentní pohyb) krevního toku.

Nejčastěji se krevní sraženiny vyvíjejí u pooperačních pacientů, kteří jsou na dlouhodobém odpočinku s chronickými

pěkné kardiovaskulární selhání (chronické celkové žilní kongesce), ateroskleróza, maligní novotvary, vrozené a získané stavy hyperkoagulace, u těhotných žen.

Existují následujícífáze tvorby trombu:

G loutna n a ca t r o m b o c at t v. Adheze destiček k poškozené oblasti intimy cévy nastává v důsledku fibronektinu destiček a kolagenů typu III a IV, které jsou součástí exponované bazální membrány. To způsobuje vazbu von Willebrandova faktoru produkovaného endoteliocyty, což podporuje agregaci destiček a faktor V. Zničené destičky uvolňují adenosin difosfát a tromboxan.

A2, které mají vazokonstrikční účinek a pomáhají zpomalit průtok krve a zvyšovat agregaci destiček, uvolňování serotoninu, histaminu a růstového faktoru destiček. Je třeba poznamenat, že malé dávky kyseliny acetylsalicylové (aspirin) blokují tvorbu tromboxanu

A2, které je základem preventivní léčby tvorby trombu, se používá zejména u pacientů s ischemickou chorobou srdeční. Dochází k aktivaci Hagemanova faktoru (XII) a tkáňového aktivátoru (faktor III, tromboplastin), které spouštějí koagulační kaskádu. Poškozený endotel aktivuje proconvertin (faktor VII). Prothrombin (faktor II) se převádí na trombin (faktor IIa), což způsobuje vývoj další fáze.

C o a g u l c i i f i b r n o g n a. Je zaznamenána další degranulace destiček, uvolňování adenosin difosfátu a tromboxanu A2. Fibrinogen se transformuje na fibrin a proces

se stává ireverzibilní, protože se vytvoří nerozpustný fibrinový záhyb, který zachycuje vytvořené prvky a složky krevní plazmy s vývojem následných stádií.

G lute n a ca e r a t ro ca at asi in.

PRECIPITATY A I PLASMA WHITE.

Systém srážení krve funguje v těsném spojení s antikoagulačním systémem. Fibrinolýza začíná po přeměně plasminogenu na plasmin, což má výraznou schopnost převádět fibrin z nerozpustného polymeru na rozpustnou monomerní formu. Kromě toho jsou koagulační faktory V, VIII, IX, XI zničeny nebo inaktivovány, což blokuje koagulační, kininové a komplementární systémy.

Morfologie trombu.V závislosti na struktuře a vzhledu, které jsou z velké části určeny charakteristikami a rychlostí tvorby trombu, se izolují bílé, červené, smíšené a hyalinní tromby. Bílý tromb, sestávající z krevních destiček, fibrinu a leukocytů, se tvoří pomalu, s rychlým průtokem krve, obvykle v tepnách, mezi trabekulami endokardu, na chlopních srdečních chlopní v endokarditidě. Červené krvinky, které zahrnují krevní destičky, fibrin a erytrocyty, se rychle vyskytují v cévách s pomalým průtokem krve, a proto se obvykle vyskytují v žilách. Smíšená zkumavka zahrnuje destičky, fibrin, erytrocyty, leukocyty a nachází se ve všech částech krevního řečiště, včetně srdečních dutin, aneuryzmat. V tomto trombu je zaznamenána přítomnost malé hlavy úzce spojené s cévní stěnou (bílý trombus ve struktuře), tělo (smíšený trombus) a volně připojený k intimě (červený trombus). Ten může odejít a způsobit tromboembolismus. Gial a - nové trombusy jsou obvykle vícenásobné a na rozdíl od předchozích jsou tvořeny pouze v cévách mikrovaskulatury během šoku, popálenin, těžkých traumat, syndromu diseminované intravaskulární koagulace, dehydratace, těžké intoxikace atd. P. Zahrnují srážené plazmatické proteiny a aglutinované krevní buňky, které tvoří homogenní strukturu bez struktur se slabou pozitivní histochemickou reakcí na fibrin.

Ve vztahu k lumen cévy se tromby dělí na parietální (nejčastěji bílá nebo smíšená struktura, například na aterosklerotických placích) a obturující (obvykle červená). V prvním případě roste ocas trombu proti průtoku krve, zatímco ve druhém se může šířit v jakémkoli směru, i když zpravidla podél toku krve, například u tromboflebitidy. Po proudu, lokalizované a progresivníkrevní sraženiny.

V závislosti na charakteristikách výskytu se také liší krevní sraženiny(z řečtiny - marasmy - vyčerpání, ztráta síly), obvykle smíšené ve složení, vznikající z vyčerpání, dehydratace těla, zpravidla v povrchových žilách dolních končetin, dutinách dura mater a v některých případech u starých lidí, pak se nazývají senilní ; nádorové trombyvznikl, když maligní novotvar rostl do lumenu žíly a rostl tam skrz krevní řečiště nebo když konglomerát nádorových buněk ucpává lumen mikrovláken. V polycythemia vera se červené krevní sraženiny vyskytují v žilách, zatímco v leukémii mikrovlákna často obsahují leukemii

Hliníkové sloučeniny byly člověku známy již od starověku. Jedním z nich byly pojiva, která zahrnují draselný kamenec KAl (S04) 2. Našli širokou aplikaci. Byly používány jako mořidlo a jako prostředek k zastavení krve. Impregnace dřeva roztokem kamence draselného ho učinila nehořlavým. Zajímavý historický fakt je znám jako velitel z Říma, Archelaus, který během války s Peršany rozkázal rozmazat věže, které sloužily jako obranné struktury s kamenem. Peršané je nikdy nedokázali spálit.

Další ze sloučenin hliníku byly přírodní jíly, které zahrnují oxid hlinitý Al2O3.

První pokusy získat hliník byly teprve v polovině 19. století. Pokus provedený dánským vědcem H.K. Oerstedem byl korunován úspěchem. K jeho získání použil amalgovaný draslík jako redukční činidlo hliníku z oxidu. Ale jaký druh kovu byl získán, nebylo možné zjistit. O něco později, o dva roky později, získal hliník německý chemický vědec Wöhler, který hliník získal zahříváním bezvodého chloridu hlinitého kovovým draslíkem. Mnoho let práce německého vědce nebylo marné. Po dobu 20 let se mu podařilo připravit zrnitý kov. Ukázalo se, že je to podobné stříbru, ale mnohem lehčí než to. Hliník byl velmi drahý kov a až do počátku 20. století byla jeho hodnota vyšší než hodnota zlata. Proto byl hliník po mnoho let používán jako muzejní výstava. Kolem roku 1807 se Davy pokusil o elektrolýzu aluminy a získal kov, který se jmenoval Alumium nebo Aluminium, což je latina pro alum.

Výroba hliníku z jílů byla zajímavá nejen pro chemické vědce, ale také pro průmyslníky. Bylo velmi obtížné oddělit hliník od ostatních látek, což přispělo k tomu, že to bylo dražší než zlato. V roce 1886 lékárna Ch.M. Hall navrhl metodu, která umožnila získat kov ve velkém množství. Při provádění výzkumu rozpustil oxid hlinitý v kryolitové tavenině AlF3 nNaF. Výsledná směs byla umístěna do žulové nádoby a prošla přímým elektrickým proudem přes taveninu. Byl velmi překvapen, když po chvíli našel na dně nádoby plakety z čistého hliníku. Tato metoda je stále hlavní pro výrobu hliníku v průmyslovém měřítku. Výsledný kov byl dobrý pro každého, kromě síly, která byla pro průmysl nezbytná. A tento problém byl vyřešen. Německý chemik Alfred Wilm roztavil hliník s jinými kovy: měď, mangan a hořčík. Výsledkem byla slitina, která byla mnohem silnější než hliník.

§2. Metody získávání

V průmyslu je hliník získáván elektrolýzou Al2O3 v tavenině kryolitu Na3 při teplotě 950

2Al203 \u003d 4Al (3+) + 6O (2-) \u003d 2Al + 3O2

Hlavní reakce procesů:

CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 (15.h)

Si02 + 6HF → H2SiF6 + 2H2

HF a H2SiF6 jsou plynné produkty zachycené ve vodě. Pro desiliconizaci výsledného roztoku se do něj nejprve zavede vypočítané množství sodovky:

H2SiF6 + Na2CO3 → Na2SiF6 + CO2 + H2O (15.i)

Mírně rozpustný Na2SiF6 se oddělí a zbývající roztok kyseliny fluorovodíkové se neutralizuje přebytkem hydroxidu sodného a hydroxidu hlinitého, čímž se získá kryolit:

12HF + 3Na2CO3 + 2Al (OH) 3 → 2 (3NaF AlF3) + 3CO2 + 9H20 (15.k)

Stejným způsobem lze získat NaF a AlF3 samostatně, pokud je desilikovaný roztok kyseliny fluorovodíkové neutralizován vypočítaným množstvím Na2C03 nebo Al (OH) 3.

Zpátky vpřed

Pozornost! Náhled snímku se používá pouze pro informační účely a nemusí představovat všechny možnosti prezentace. Pokud vás tato práce zajímá, stáhněte si plnou verzi.

V jedné lekci je velmi obtížné vyprávět o prvku, struktuře jeho atomu, vlastnostech látek, kterých je součástí, výrobě a použití těchto látek. Doporučujeme vyvinout lekci o hliníku. Tento materiál lze použít v 11. ročníku při opakování tématu „Kovy“.

Zařízení a činidla: Schéma "Rozložení prvků v zemské kůře", "Periodická tabulka chemických prvků", výukové mapy (pro každého studenta), zkumavky, stojan na zkumavky, alkoholová lampa, zápalky, držák zkumavek, hliník, vzorky sloučenin hliníku, sběr slitin na bázi hliníku, síry, soli kyseliny (zředěné roztoky), horká voda ve sklenici.

Úkoly:

• Vzdělávací: vytvořit znalosti o chemickém prvku hliník, o fyzikálních a charakteristických chemických vlastnostech jednoduché látky hliníku, vytvořit koncept složení a vlastností oxidů a hydroxidů hliníku.
• Rozvíjející se:pokračovat ve formování dovedností k vytvoření vztahu mezi složením, strukturou a vlastnostmi látek, přispívat k rozvoji výzkumných dovedností, rozvíjet porozumění rozpoznatelnosti a jednotě okolního světa studováním informací o hliníku, jeho sloučeninách, které jsou v přírodě, nadále formovat schopnost pracovat tempem, což šetří čas na hodiny.
• Vzdělávací: podporovat pocit hrdosti ve své vlasti jako nejbohatší zemi v oblasti přírodních zdrojů, v kultuře vzdělávací práce, přesnosti, pozornosti k experimentu.

Cíle:

1. Vytvořte si představu o fyzikálních a chemických vlastnostech hliníku.
2. Rozvíjet dovednosti studentů předpovídat vlastnosti látky na základě znalosti její struktury.
3. Rozvíjet schopnost analyzovat, porovnávat, sumarizovat data.

Během vyučování

I. Organizační moment

II. Motivace ke studiu tématu

Bydlím ve 13. bytě, slavném na světě
Jako skvělý průvodce
plast, stříbřitý.
Více o slitinách
Získal jsem slávu,
A v této věci jsem tvrdý odborník.
Tady spěchám jako vítr
Ve vesmírné raketě.
Sestupuji do propasti moře -
Všichni mě znají.
Navenek jsem prominentní
Ačkoli oxidový film
Krytá: dala mi pevné brnění.
Jsem měkký, lehký, poddajný,
Svítím v balení
(Candy zabalené do třpytivé fólie):
Pro čokoládové tyčinky
Potřebuji hodně
A předtím jsem byl velmi drahý.

Učitel: Budeme se řídit slovy této básně a zvážit vlastnosti tohoto nádherného kovu, hliníku.

III. Pozice hliníku v tabulce D.I. Mendeleev. Atomová struktura, vykazoval oxidační stavy.

Prvek hliník je umístěn ve skupině III, hlavní podskupině "A", ve třetí periodě periodického systému, sériové číslo 13, relativní atomová hmotnost Ar (Al) \u003d 27. Sousedem vlevo u stolu je hořčík - typický kov a vpravo - křemík, který již není kovem. V důsledku toho musí hliník vykazovat vlastnosti nějakého meziproduktu a jeho sloučeniny jsou amfoterní, což dokážeme chemickými reakcemi v průběhu laboratorních prací.

Al + 13) 2) 8) 3, p-element,

Základní stav 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
Vzrušený stav 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

Hliník vykazuje ve sloučeninách oxidační stav +3: Al 0 - 3 e - -\u003e Al +3 (redukční činidlo)

IV. Být v přírodě

Z hlediska výskytu v přírodě je hliník na prvním místě mezi kovy a na třetím místě mezi prvky, druhý pouze na kyslíku a křemíku. Procento hliníku v zemské kůře se podle různých vědců pohybuje od 7,45 do 8,14% hmotnosti zemské kůry.

V přírodě se hliník vyskytuje pouze ve sloučeninách (minerálech): soubor sloučenin hliníku.

Někteří z nich:

1. Bauxit, Al 2 O 3 · H 2 O (s příměsemi SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)
2. Nepheline, KNa 3 4
3. Alunity, KAl (S04) 2 2Al (OH) 3
4. Alumina (směs kaolinu s pískem Si02, vápenec CaCO 3, magnezit MgCO 3)
5. Corundum, AI203
6. Živec (ortoklas), K 2 O · AI 2O 3 · 6SiO 2
7. Kaolinite, AI2O3 2SiO 2 2H20
8. Alunit, (Na, K) 2SO4AI2 (S04) 3 4Al (OH) 3
9. Beryl, 3BeOAI203 6SiO2

Zajímavá fakta z historie objevu hliníku, která byla nalezena a připravena studenty.

1. student:V roce 1855 byl na světovém veletrhu v Paříži představen „stříbro z hlíny“, což vyvolalo velký pocit. Byly to talíře a ingoty z hliníku získané francouzským vědcem Saint-Clairem Deville. K Devillově úvěru se choval jako skutečný vědec: z hliníku své vlastní výroby vyražil medaili s portrétem Friedricha Wöhlera a datem „1827“ a poslal ji jako dárek německému vědci, který byl schopen izolovat zrna tohoto kovu. Poprvé bylo v roce 1825 dánským fyzikem G. Oerstedem získáno několik kilogramů kovového hliníku působením amalgámu draselného na chlorid hlinitý, ale pak nebylo možné přesně určit, jaký produkt byl získán.

2. student: Poprvé byl nativní hliník nalezen ve vzorku měsíční půdy odebrané z měsíčního povrchu automatickou stanicí „Luna-20“. Při studiu lunární frakce byly identifikovány tři malé částice hliníku. Jsou to plochá lehce protáhlá zrna s matným povrchem a stříbřitě šedá v čerstvé zlomenině. Hliník je měsíční kámen. V suchozemských podmínkách nebyl nalezen přírodní čistý hliník v takové miniaturní formě.

V. Fyzikální vlastnosti hliníku

Učitel: Pojďme studovat jednoduchou látku hliníku.

Laboratorní práce "Fyzikální vlastnosti hliníku".

Instrukční karta:

1. Zvažte hliníkovou desku.
2. Určete celkový stav hliníkové látky.
3. Jakou barvu má deska?
4. Zjistěte, zda daná deska má lesk.
5. Destičku ин její délky ponořte do sklenice horké vody po dobu 10-15 sekund. Vyjměte desku z vody, otřete ji tkání a zjistěte, zda je hliník tepelně vodivý.
6. Vyzvedněte hliníkovou fólii. Zjistěte, zda je hliník tažný. Je to lehký kov?
7. Vložte hliníkovou desku do sklenice studené vody a několikrát ji otočte. Je pozorováno rozpuštění hliníku?
8. Krátce napište svá pozorování podle plánu:
   • skupenství;
   • barva;
   • lesk;
   • tepelná vodivost;
   • plastický;
   • rozpustnost ve vodě.

Na desce jsou uvedeny další informace o vlastnostech hliníku:

• světlo, p \u003d 2,7 g / cm3;
• nízká teplota tání, tpl \u003d 660 ° С
• elektricky vodivé (pouze dva kovy - stříbro a měď - mají vyšší hodnoty)

Ačkoli je hliník aktivním kovem, nerozpouští se ve vodě, protože jeho povrch je pokryt hustým neporézním oxidovým filmem.

Vi. Chemické vlastnosti hliníku

Učitel: Jako každý kov v chemických reakcích i hliník vykazuje redukční vlastnosti.

Reakce s jednoduchými látkami:

2Al + 3S \u003d AI2S3 (sulfid hlinitý)

2Al + N2 \u003d 2AlN (nitrid hliníku)

Al + P \u003d AlP (fosforečnan hlinitý)

4Al + 3C \u003d AI4C3 (karbid hliníku)

2Al + 3I 2 \u003d 2AlI3 (jodid hlinitý)

Ve formě hoblin nebo prášku hoří jasně na vzduchu a vydává velké množství tepla:

4Al + 3O2 \u003d 2Al203 + 1676 kJ

Reakce s komplexními látkami:

Interakce s vodou:

2Al + 6H20 \u003d 2Al (OH) 3 + 3H2

bez oxidového filmu

Interakce s oxidy kovů:

Hliník je dobrým redukčním činidlem, protože je jedním z aktivních kovů. Stojí v řadě činností bezprostředně po kovech alkalických zemin. Obnovuje proto kovy ze svých oxidů. Taková reakce - alumotermie - se používá k získání čistých vzácných kovů, jako je wolfram, vanad a další.

3Fe304 + 8Al \u003d 4Al203 + 9Fe + Q

Laboratorní práce studentů je prováděna do 10-15 minut podle instrukčních karet.

Instrukční karta:

1. Vezměte dvě zkumavky. Do každého vložte kus hliníku. Do jedné z nich nalijte 1-2 ml roztoku kyseliny chlorovodíkové a do druhého stejné množství zředěného roztoku kyseliny sírové. Zkumavky mírně zahřejte. Na co se díváš? Zapište rovnici odpovídajících reakcí.
2. Do zkumavky vložte kousek hliníku a přidejte alkalický roztok. Zahrejte obsah zkumavky. Co se děje? Zapište si reakční rovnici.

Práce s knihou: sekce " Chemické vlastnosti hliník ". Instruktivní karty jsou rozdány na konci lekce.

Závěr: hliník, a tedy i jeho sloučeniny, vykazují amfoterní vlastnosti.

Vii. Výroba hliníku

1) Moderní nákladově efektivní způsob výroby hliníku vynalezl americký sál a Francouz Eroux v roce 1886. Spočívá v elektrolýze roztoku oxidu hlinitého v roztaveném kryolitu. Roztavený kryolit Na3AlF6 rozpouští A1203 jako voda rozpouští cukr.

K elektrolýze "roztoku" oxidu hlinitého v roztaveném kryolitu dochází, jako by byl kryolit pouze rozpouštědlem a oxid hlinitý byl elektrolyt.

elektrický proud
2Al203 -\u003e 4Al + 3O2

V současnosti z hlediska objemu výroby zaujímá hliník pevně druhé místo mezi kovy za železem a jeho slitinami. Tavení 1 tuny hliníku vyžaduje 13-17 tis. KW / h elektrické energie, proto se taviče hliníku nacházejí v blízkosti velkých vodních elektráren.

V anglické encyklopedii pro chlapce a dívky začíná článek o hliníku následujícími slovy: „23. února 1886 začal v dějinách civilizace nový kovový věk - věk hliníku. V tento den přišel Charles Hall, 22letý chemik, do své první učitelské laboratoře s tuctem malých kuliček stříbřitě bílého hliníku v ruce a se zprávou, že našel způsob, jak tento kov levně a ve velkém množství vyrobit. Hall se tak stal zakladatelem amerického hliníkářského průmyslu a anglosaským národním hrdinou jako člověk, který z vědy udělal skvělý obchod.

2) 2Al203 + 3C \u003d 4Al + 3CO2

Vii. Aplikace hliníku

Učitel přednáší o hliníkových slitinách. Studenti prozkoumají sbírku slitin na bázi hliníku.

Použití v technologii: velkým spotřebitelem hliníku je letecký průmysl - dvě třetiny letadla tvoří hliník a jeho slitiny. Letadlo vyrobené z oceli by bylo příliš těžké a mohlo by nést mnohem méně cestujících, a proto se hliník nazývá „okřídlený“ kov. Kabely a vodiče jsou vyrobeny z hliníku: se stejnou elektrickou vodivostí je jejich hmotnost poloviční než hmotnost odpovídajících měděných produktů.

S ohledem na odolnost hliníku proti korozi se používá k výrobě dílů pro přístroje a nádoby na kyselinu dusičnou. Hliníkový prášek je základem pro výrobu stříbrné barvy, která chrání železné výrobky před korozí, a odráží také tepelné paprsky: touto barvou jsou pokryty nádrže na skladování oleje a hasičské obleky.

Hliník je široce používán v oblastech, jako je jaderná energie, polovodičová elektronika a radar. Používá se k ochraně kovových povrchů před chemickou a atmosférickou korozí. Reflexní povrchy topných a osvětlovacích reflektorů a zrcadel také často dluží svou existenci hliníku - jeho vysoká odrazivost.

Hliník se také používá v metalurgickém průmyslu jako redukční činidlo při výrobě některých kovů alumotermálními metodami, pro svařování ocelových dílů nebo pro deoxidaci oceli. Hliník a jeho slitiny se také používají v průmyslové a občanské výstavbě, při výrobě stavebních rámů, krovů, okenních rámů, schodů a jiných konstrukcí.

Oxid hlinitý se používá k výrobě hliníku a také jako žáruvzdorný materiál.

Hydroxid hlinitý je hlavní složkou všech známých léčiv (maalox, almagel), které snižují kyselost žaludeční šťávy.

Učitel: Dnes jsme se tedy setkali s úžasným kovem:

Jsem obyčejná hlína,
Ale jsem velmi moderní.
Nebojím se elektrického šoku
Letím nebojácně ve vzduchu
V kuchyni podávám donekonečna -
Zvládnu všechny úkoly.
Jsem hrdý na své jméno:
Jmenuji se ... (Hliník).

Hliník ve své čisté podobě poprvé identifikoval Friedrich Wöhler. Německý chemik zahříval bezvodý chlorid prvku kovovým draslíkem. Stalo se to ve druhé polovině 19. století. Do 20. století kg hliníkustát víc.

Nový kov byl povolen pouze bohatým a státem. Důvodem vysokých nákladů je obtížné oddělení hliníku od jiných látek. Metodu extrakce prvku v průmyslovém měřítku navrhl Charles Hall.

V roce 1886 rozpustil oxid v kryolitové tavenině. Němec vložil směs do žulové nádoby a připojil k ní elektrický proud. Na dně nádoby se usadily plakety z čistého kovu.

Chemické a fyzikální vlastnosti hliníku

Jaký druh hliníku?Stříbřitě bílá, lesklá. Proto Friedrich Wöhler porovnával kovové granule, které získal. Ale došlo k upozornění - hliník je mnohem lehčí.

Plastičnost je blízká drahocennosti a. Hliník - látka, snadno se natahuje do tenkých drátů a listů. Stačí si pamatovat fólii. Provádí se na základě 13. prvku.

Hliník je díky své nízké hustotě lehký. Je to třikrát méně než u železa. Současně je 13. prvek téměř nevyhovující.

Díky této kombinaci byl stříbrný kov nepostradatelný v průmyslových odvětvích, jako jsou automobilové díly. to je a o řemeslech, protože svařování hliníkumožné i doma.

Vzorec hliníkuumožňuje aktivně odrážet světlo, ale také tepelné paprsky. Elektrická vodivost prvku je také vysoká. Hlavní věc není zbytečně zahřívat. Při 660 stupních se roztaví. Zvyšte teplotu o něco vyšší - bude hořet.

Pouze kov zmizí oxid hlinitý... Tvoří se také za standardních podmínek, ale pouze ve formě povrchového filmu. Chrání kov. Proto dobře odolává korozi, protože je blokován kyslík.

Oxidový film také chrání kov před vodou. Pokud odstraníte plak z povrchu hliníku, začne se reakce s H 2 O. K uvolňování vodíkových plynů dochází i při pokojové teplotě. Aby, hliníková loďnezmění se na kouř pouze kvůli oxidovému filmu a ochranné barvě nanesené na trup lodi.

Nejaktivnější interakce hliníkus nekovy. Reakce s bromem a chlorem probíhají i za normálních podmínek. Jako výsledek, soli hliníku... Vodíkové soli se získají zkombinováním 13. prvku s kyselými roztoky. Reakce bude probíhat také s alkáliemi, ale až po odstranění oxidového filmu. Uvolní se čistý vodík.

Aplikace hliníku

Kov se stříká na zrcadla. Vysoké míry odrazu světla se hodí. Proces probíhá za vakua. Vytvářejí nejen standardní zrcadla, ale i objekty se zrcadlenými povrchy. Stávají se: keramické dlaždice, spotřebiče, lampy.

Duet hliník-měď- duralový základ. Jednoduše se nazývá dural. Přidat jako. Složení je 7krát silnější než čistý hliník, proto je vhodné pro oblast strojírenství a konstrukce letadel.

Měď dává síle 13. prvku, ale ne těžkosti. Dural zůstává třikrát lehčí než železo. Malý hmotnost hliníku- záruka lehkosti automobilů, letadel, lodí. To zjednodušuje přepravu, provoz a snižuje cenu produktů.

Koupit hliníkvýrobci automobilů také usilují, protože ochranné a dekorativní sloučeniny se snadno aplikují na jeho slitiny. Barva přilne rychleji a plynuleji než ocel nebo plast.

Současně jsou slitiny kujné, jednoduše se zpracovávají. To je cenné, vzhledem k množství ohybů a strukturálních přechodů moderní modely auta.

Třináctý prvek lze nejen snadno malovat, ale může také fungovat jako barvivo. V textilním průmyslu síran hlinitý... Hodí se také v polygrafickém průmyslu, kde jsou vyžadovány nerozpustné pigmenty.

Zajímavé řešení síran hliník také se používá pro čištění vody. V přítomnosti „agenta“ škodlivé nečistoty sraženina, jsou neutralizovány.

Neutralizuje 13. prvek a kyseliny. Obzvláště dobře se s touto rolí vyrovnává hydroxid hlinitý... To je oceňováno ve farmakologii, medicíně, přidávání k lékům na pálení žáhy.

Hydroxid je také předepsán pro vředy, zánětlivé procesy střevního traktu. V lékárně je tedy také lék hliník. Kyselinav žaludku - důvod dozvědět se více o takových drogách.

V SSSR byl také ražen bronz s přídavkem 11% hliníku. Důstojnost znaků je 1, 2 a 5 kopecks. Výroba začala v roce 1926 a skončila v roce 1957. Výroba hliníkových plechovek pro konzervované potraviny se však nezastavila.

Dušené maso, saury a další turistická snídaně jsou stále baleny v kontejnerech na základě 13. prvku. Takové plechovky nereagují s jídlem, zatímco jsou lehké a levné.

Hliníkový prášek je součástí mnoha výbušných směsí, včetně pyrotechniky. V průmyslu se používají tryskací mechanismy na bázi trinitrotoluenu a drceného prvku 13. Silná výbušnina se také získá, když se do hliníku přidá dusičnan amonný.

Ropný průmysl potřebuje chlorid hlinitý... Hraje roli katalyzátoru při rozkladu organické hmoty na frakce. Ropa má vlastnost uvolňovat plynné lehké benzínové uhlovodíky, které reagují s chloridem 13. kovu. Činidlo musí být bezvodé. Po přidání chloridu se směs zahřeje na 280 stupňů Celsia.

Ve stavebnictví často mixuji sodíka hliník... Ukázalo se, že se jedná o přísadu do betonu. Hlinitan sodný urychluje jeho vytvrzení urychlením hydratace.

Rychlost mikrokrystalizace se zvyšuje, což znamená, že se zvyšuje pevnost a tvrdost betonu. Kromě toho hlinitan sodný chrání vyztužení umístěné v roztoku před korozí.

Těžba hliníku

Metal uzavře tři nejběžnější na Zemi. To vysvětluje jeho dostupnost a široké použití. Příroda však ve své čisté podobě nedává člověku živel. Hliník musí být oddělen od různých sloučenin. Většina z 13. prvku je v bauxitu. Jsou to jílovité skály soustředěné hlavně v tropické zóně.

Bauxity se rozdrtí, poté se suší, znovu rozdrtí a rozemele v přítomnosti malého objemu vody. Výsledkem je hustá hmota. Zahřívá se párou. V tomto případě se větší část, ve které není bauxit také chudý, vypařuje. Oxid 13. kovu zůstává.

Je umístěn v průmyslových lázních. Obsahují již roztavený kryolit. Teplota se udržuje kolem 950 stupňů Celsia. Je také zapotřebí elektrický proud alespoň 400 kA. To znamená, že se používá elektrolýza, jako tomu bylo před 200 lety, kdy byl prvek izolován Charlesem Hallem.

Proud prochází horkým roztokem a přerušuje vazby mezi kovem a kyslíkem. Výsledkem je, že dno vany zůstává čisté hliník. Reakcepřes. Proces je ukončen odlitím z kalu a jeho odesláním spotřebiteli nebo jeho použitím k vytvoření různých slitin.

Hlavní produkce hliníku je umístěna na stejném místě jako bauxitová ložiska. Vůdcem je Guinea. Téměř 8 000 000 tun 13. prvku je skryto v jeho hloubkách. Austrálie je na druhém místě s ukazatelem 6 000 000. V Brazílii je hliník již dvakrát nižší. Celkové světové rezervy se odhadují na 29 000 000 tun.

Cena hliníku

Za tunu hliníku požadují téměř 1 500 amerických dolarů. Toto jsou údaje z výměn neželezných kovů k 20. lednu 2016. Náklady jsou stanoveny hlavně průmyslníky. Přesněji řečeno, cena hliníku je ovlivněna jejich poptávkou po surovinách. Ovlivňuje požadavky dodavatelů a náklady na elektřinu, protože výroba 13. prvku je energeticky náročná.

Ostatní ceny jsou stanoveny pro hliník. Rozplyne se. Náklady jsou hlášeny za kilogram a povaha předávaného materiálu záleží.

Takže pro elektrický kov dávají asi 70 rublů. U potravinářského hliníku můžete získat o 5 až 10 rublů méně. Totéž platí pro motorový kov. Pokud je odrůda pronajata, její cena je 50 - 55 rublů za kilogram.

Nejlevnější druh šrotu jsou hliníkové hobliny. Za to lze získat pouze 15–20 rublů. O něco více bude dáno 13. prvku. To se týká nádob na nápoje, konzervované potraviny.

Hliníkové radiátory také nejsou vysoce oceňovány. Cena za kilogram šrotu je asi 30 rublů. Jedná se o průměry. V různých regionech je na různých místech hliník přijímán za vyšší nebo nižší cenu. Náklady na materiál často závisí na dodaném objemu.