Po zy cja pier wiast ka w uk a dzie okre so wym

Transkrypt

1 Po zy cja pier wiast ka w uk a dzie okre so wym Cześć, to ja aluminiowa puszka na napoje. Możecie mówić do mnie Alu-puszka. Zastanawiacie się pewnie skąd takie dziwne imię? Zacznijmy więc od początku opowieść o moich fantastycznych przygodach. Zbudowana jestem z pierwiastka zwanego glinem, o wzorze chemicznym Al. Znany uczony Mendelejew umieścił go w swoim układzie okresowym w grupie borowców. Dane rozpoznawcze glinu (łac. Aluminium): - metal alkaliczny (z grupy borowców) Glin jest jed nym z pod sta wo wych skład ników mi ne ral nych li tos fery i stanowi oko ło 8% sko ru py ziem skiej. Pod względem ilo ści jest trzecim z ko lei pier wia stkiem po tle nie i krze mie. Jest naj pow szech niej wy stępu ją cym me ta lem w skoru pie ziem skiej. 13 IIIa Al 26,98 13 liczba atomowa IIIa grupa układu okresowego 26,98 ma sa ato mo wa 2,7 ciężar właściwy [G/cm 3 ] 660,32 temperatura topnienia w o C o 2519 C temperatura wrzenia 1

2 Co to jest boksyt? Czysty metaliczny glin powstaje z boksytu. Jego nazwa - bauxite (czyt. bok sit) po cho dzi od mia sta Les Baux (czyt. Le Bo) w południowej Francji, gdzie w 1821 po raz pierwszy odkryto złoża rudy boksytu. BOKSYT o wzo rze che micz nym /FeO(OH) x Al 2 O 3 x 2H 2 O/ to ruda aluminium. Ma ona z regu ły ko lor czerwono-brązowy. Na świecie duże złoża boksytu występują tylko w niewielu państwach. Największe ilości boksytów wydobywa się w Australii, Gwinei i na Jamajce. W Polsce złoża boksytów są bardzo małe i zawierają od 20 do 40% Al 2 O 3 (tlenku glinu). Występują one na Dol nym Ślą sku, jed nak nie wy do by wa się ich. 2

3 Zasoby nieodnawialne Su row ce mi ne ral ne sta no wią podstawową strukturę litosfery. Od tysięcy lat ich złoża są wyczerpywane dla potrzeb budownictwa, transportu, przemysłu metalurgicznego, farmaceutycznego i innych. Nadmierna eksploatacja surowców mineralnych przez szybko rozwijający się przemysł i niewłaściwe wykorzystywanie złóż doprowadzają do coraz większego ich wyczerpywania. Ze względu na fakt, że pro ces od no wy tych złóż trwa wie le mi lio nów lat, nazywane są zasobami nieodnawialnymi. Do takich zasobów należą złoża boksytu. Jednak ze względu na to, iż glin jest pierwiastkiem bardzo rozpowszechnionym w litosferze, ludzkości nie grozi jego zupełne wyczerpanie. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, iż wydobywanie rud i produk cja aluminium pociąga za sobą zużycie paliw kopalnych (węgla, ropy naftowej). PAMIĘTAJ! GLIN to na zwa pier wiast ka che micz ne go o wzo rze Al. ALUMINIUMto potocznanazwa metalicznegoglinu. ALUMINIUM, to metal produkowany w procesie hutniczym, który składa się głównie z pierwiastka zwanego glinem (Al). BOKSYT to ruda aluminium, w skład której wchodzi pierwiastek zwany glinem. 3

4 Aluminium metaliczny glin TROCHĘ HISTORII Aluminium jest używane od wielu tysięcy lat. W budownictwie wykorzystywano glinę z zawartością tlenków glinu do malowania ozdób ściennych. W jubilerstwie do dzisiaj wykorzystuje się szafiry i rubiny (kamienie szlachetne), które są minerałami zawierającymi tlenek glinu. W formiemetalicznej aluminiumznane jest dopiero od roku 1825,kiedy to duń- ski fizyk H. Ch. Orested otrzymał drobne ilości tego metalu przez redukcję chlorku glinu potasem (K). Ponieważ aluminium okazało się bardzo przydatne dla wielu gałęzi przemysłu, pilnie pracowano nad ulepszeniem technologii jego produkcji. W 1854 roku jako reduktor zastosowano sód (Na) i rozpoczęto produkcję na skalę przemysłową. REDUKTOR to substancja zdolna do oddania elektronów innej substancji i przez to zredukowania jej. Prace nad obniżeniem kosztów produkcji trwały nieprzerwanie. Aluminium miało być dostępne dla każdego odbiorcy. W 1886 roku opatentowana została metoda elektrolitycznego otrzymywania aluminium. Proces ten został opracowany równocześnie w USA przez Charlesa Martina Halla i we Francji przez Paula Heroulta. CZY WIESZ, ŻE: Cena aluminium w XIX wieku przekraczała cenę złota!!! Było ono uważane za metal półszlachetny. Ludwik Napoleon, cesarz Francji w latach , miał nawet ceremonialny hełm i serwis obiadowy wykonany z aluminium. Dzięki ulepszeniu technologii i obniżeniu kosztów, produkcja aluminium znacznie wzrosła. 4

5 Na czym polega elektroliza? ELEKTROLIZA - to proces chemiczny zachodzący w elektrolizerze pod wpływem przepływu prądu. Podczas tego procesu substancja stanowiąca elektrolit rozkłada się na kationy i aniony. Kationy dążą do katody (elektrody ujemnej), gdzie pobierają elektrony i wydzielają się w postaci zredukowanej. Aniony natomiast dążą do elektrody dodatniej (anody). Oddając jej elektrony ulegają procesowi utleniania. ELEKTROLIT - to substancja (np. roz twory za sad, so li, kwa sów) zdol na do przewodzenia prądu elektrycznego, dzięki obecności jo nów (anionów i kationów) Schemat wanny elektrolitycznej do otrzymywania aluminium: 1 izolacja cieplna, 2 wyłożenie grafitowe, 3 szyny katodowe, 4 szyna anodowa, 5 anody, 6 płynne aluminium, 7 płynny elektrolit, 8 skrzepły elektrolit, 9 nowa porcja Al 2 O 3 W procesie pro duk cji me ta licz ne go gli nu zużywa się dużo ener gii elek trycz nej produkt 1 kg metalu 1 bochenek chleba zu ży cie ener gii ok. 20 kwh ok. 1 kwh udział energii w kosztach produkcji 25% 1% Z tego powodu największymi producentami są kraje, które mają bogate złoża boksytu i tanią energię elektryczną. Prawie połowa produkcji światowej należy do USA. Po zo stałe kra je produkujące aluminium to Ro sja, Ka na da, Niem cy, Ja po nia, Francja, Norwegia i Wielka Brytania. 5

6 Produkcja aluminium W Polsce huta aluminium w Koninie jako jedyna produkuje metaliczny glin w procesie elektrolizy, czyli tzw. pierwotne aluminium. W 2006 roku wyprodukowano ok. 53 tys. ton pierwotnego aluminium. Zapotrzebowanie gospodarki na aluminium jest znacznie większe, dlatego krajowa produkcja jest uzupełniana przez import ok. 100 tys. ton metalu oraz skup złomu według różnych danych tys. ton rocznie. CZY WIESZ, ŻE: Produkcja aluminium z boksytu pociąga za sobą nie tylko duże zużycie energii. Powoduje również emisję szkodliwych substancji, zwłaszcza fluoru stanowiącego zagrożenie dla zdrowia ludzi. Nadmiar fluoru ma także wpływ na de gra da cję gleb i ska że nie wód pod skór nych. Z te go względu, a tak że z powodu przestarzałej technologii, w styczniu 1981 r. zamknięto wydział elektrolizy Huty Aluminium w Skawinie. Produkcję kontynuuje Huta Aluminium w Koninie, dysponująca technologią znacznie ograniczającą emisję zanieczyszczeń. 6

7 Czy aluminium jest potrzebne? W encyklopedii można przeczytać, że aluminium to metal, który: ma bar wę srebrno-białą jest odporny na działanie wielu kwasów organicznych, np. kwasu octowego, jabłkowego i cytrynowego jest odporny na działanie stężonego kwasu azotowego stanowi doskonałą barierę przed przenikaniem zapachów, wilgoci i światła na po wie trzu po kry wa się cien ką war stwą tlen ku gli nu, która nie do pusz cza do dalszego utleniania (czyli korozji) łatwo się walcuje i rozciąga do najcieńszych wymiarów ma dużą wytrzymałość mechaniczną jest moc ny i lek ki jest od por ny na ście ra nie dobrze przewodzi ciepło dobrze przewodzi elektryczność nie magnesuje się Ze względu na swe wła ściwo ści che micz ne i fi zycz ne aluminium ma szerokie zastosowanie w gospodarce człowieka. Glin jest też jednym z mikroskładników (pierwiastków śladowych) organizmów żywych - człowieka, roślin, zwierząt - biorących udział w procesach życiowych. 7

8 Aluminiowe puszki na napoje Aluminium ze względu na swe właściwości jest wykorzystywane w coraz szerszym zakresie również w przemyśle spożywczym. Nie ma bowiem innego metalu posiadającego tyle korzystnych cech. Przypomnijmy, jest on lekki, trudno ścieralny, nie przepuszczający zapachu, substancji płynnych ani promieni (fal) świetlnych, łatwo zmieniający temperaturę, a także nie ulegający korozji. Dzięki powyższym cechom aluminiowe produkty zaczęły podbijać rynek światowy, a wśród nich JA, Alu-puszka, czyli dwuczęściowa aluminiowa puszka na napoje. Mam też liczną rodzinę. Moimi kuzynami są między innymi opakowania na produkty żywnościowe, lekarstwa, części maszyn i folia aluminiowa. Po raz pierw szy dwuczęściowe puszki do napojów wprowadzono na ry nek w 1960 ro ku. Nikt nie przypuszczał, że czeka je taka światowa kariera. 8

9 Recykling z omu aluminiowego Wraz z rozwojem gospodarki światowej nie tylko wzrosła liczba opakowań aluminiowych, będących dla wielu miarą postępu cywilizacji, lecz również wzrosła ilość śmieci w środowisku naturalnym. Okazało się jednak, że złom aluminiowy jest jednym z tych surowców, które można ponownie przetworzyć i wykorzystać! Dzięki programom edukacyjnym Fundacji RECAL zebrane przez dzieci i młodzież pusz ki tra fia ją do punk tu sku pu, gdzie są sor to wa ne i zgnia ta ne. W po sta ci sprasowanych kostek wędrują do huty, gdzie przetapia się je na aluminium. RECYKLING odzysk i ponowne wprowadzanie odpadów do obiegu przemysłowego. Recykling nie tylko zmniejsza ilość śmieci, ale przynosi także wiele innych korzyści dla środowiska i gospodarki człowieka: pozwala zaoszczędzić energię, zmniejszyć zużycie surowców oraz zanieczyszczenie środowiska. 9

10 Ochrona Êrodowiska!!! Proces mojego recyklingu można powtarzać w nieskończoność!!! Właściwości mechaniczne aluminium odzyskanego w procesie recyklingu są takie same, jak alu mi nium otrzy ma ne go z bok sy tu. W równym stop niu na da je się ono do użyt ku w przemyśle spożywczym, nie zagrażając zdrowiu człowieka. W Polsce systematycznie wzrasta spożycie napojów w puszkach aluminiowych oraz odzysk tego opakowania. RECYKLING puszek zmniejsza import bok sy tu oraz zużycie energii i paliwa w czasie produkcji aluminium. W ten spo sób chronimy nasze środowisko. Do następnego spotkania! Wasza Alu-puszka 10