Po zy cja pier wiast ka w ukła dzie okre so wym

Transkrypt

1 Po zy cja pier wiast ka w ukła dzie okre so wym Cześć, to ja alu mi nio wa pusz ka na na po je. Mo że cie mó wić do mnie Alu-pusz ka. Zastanawiacie się pewnie skąd takie dziwne imię? Zacznijmy więc od początku opowieść o moich fantastycznych przygodach. Zbudowana jestem z pierwiastka (metalu) zwanego glinem, o symbolu chemicznym Al. Znany uczony Mendelejew umieścił go w swoim układzie okresowym w grupie borowców. Dane rozpoznawcze glinu (łac. Aluminium): - metal alkaliczny (z grupy borowców) 13 IIIa Al 26,98 13 licz ba ato mo wa IIIa gru pa ukła du okresowego 26,98 ma sa ato mo wa 2,7 ciężar właściwy [G/cm 3 ] 660 o C temperatura topnienia w o C 2519 o C temperatura wrzenia Pod względem ilości, glin jest trzecim z kolei pierwiastkiem (po tlenie i krzemie) w litosferze. Stanowi 8% składu skorupy ziemskiej i jest pierwiastkiem najpowszechniej w niej występującym. 1

2 Co to jest boksyt? Czysty, metaliczny glin otrzymuje się z bok sy tu. Je go na zwa - bau xi te (czyt. boksit) po cho dzi od mia sta Les Baux (czyt. Le Bo) w po łu dnio wej Fran cji, gdzie 100 lat temu powstała pierwsza kopalnia tej rudy aluminium. 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 Ja maj ce. W Pol sce zło ża bok sy tów są bar dzo ma łe i za wie ra ją 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 wiele mi lio nów lat, należą one do tzw. zasobów nieodnawialnych. 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 produkcja aluminium pociąga za sobą zużycie paliw kopalnych (węgla, ropy naftowej), które również są zasobami nieodnawialnymi. PAMIĘTAJ! GLIN to na zwa pier wiast ka che micz ne go o symbolu Al. ALUMINIUM to potoczna nazwa metalu. ALUMINIUM, to metal produkowany w procesie hutniczym, który składa się głównie z pierwiastka zwanego glinem (Al). BOKSYT to ru da alu mi nium, w skład któ rej wcho dzi pier wia stek zwa ny gli nem. 3

4 Aluminium metaliczny glin TO CHĘ HI STO II 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 for mie me ta licz nej aluminium zna ne jest do pie ro od ro ku 1825, kiedy to duń ski fi zyk H. Ch. Oer stedt otrzymał drob ne ilo ści te go me ta lu przez re duk cję chlor ku gli nu potasem (K). Ponieważ aluminium okazało się bardzo przydatne dla wielu gałęzi przemysłu, pilnie pracowano nad ulepszeniem technologii jego produkcji. W 1854 ro ku ja ko re duk tor został zastosowany sód (Na) i roz po czę to pro duk cję na skalę przemysłową. EDUKTO 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 Fran cji w la tach , miał nawet ceremonialny hełm i serwis obiadowy wykonany z alu mi nium. Dzięki ulepszeniu technologii i obniżeniu kosztów, produkcja aluminium znacznie wzrosła. 4

5 Na czym polega elektroliza? ELEKTOLIZA - proces chemiczny zachodzący w elektrolizerze pod wpływem prze pły wu prą du elektrycznego. Pod czas te go pro cesu 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. ELEK TO LIT - 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 produkcji metalicznego glinu zużywa się dużo energii elektrycznej produkt 1 kg metalu 1 bochenek chleba zu ży cie ener gii ok. 20 kwh ok. 1 kwh udział ener gii w kosz tach pro duk cji 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, przodujące w produkcji aluminium, to o sja, Ka na da, Niem cy, Japonia, Francja, Norwegia i Wielka Brytania. 5

6 Produkcja aluminium W Polsce huta aluminium w Koninie jako jedyna produkowała metaliczny glin w procesie elektrolizy, czyli tzw. pierwotne aluminium. W 2007 roku wyprodukowano 53 tys. ton pierwotnego aluminium. Po zaprzestaniu produkcji pierwotnego aluminium, huta funkcjonuje w oparciu o metal zewnętrzny. Zapotrzebowanie gospodarki na aluminium jest znacznie większe, dlatego krajowa produkcja jest uzupełniana przez import. 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. Do końca 2008 roku aluminium pierwotne produkowała Huta Aluminium w Koninie, dysponująca technologią znacznie ograniczającą emisję zanieczyszczeń. Od roku 2009 także w Koninie zamknięto wydział elektrolizy i obecnie w Polsce nie produkuje się aluminium pierwotnego. 6

7 Czy aluminium jest potrzebne? W encyklopedii można przeczytać, że aluminium to metal, który: ma bar wę srebr no-bia łą 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 temperaturę dobrze przewodzi elektryczność nie magnesuje się Ze względu na swe wła ściwo ści che micz ne i fi zycz ne aluminium ma sze ro kie za sto sowanie 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, substan cji płyn nych ani pro mie ni (fal) świetl nych, łatwo zmienia temperaturę, a także nie ulega korozji. Dzięki powyższym cechom aluminiowe produkty zaczęły podbijać ry nek świa to wy, 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 przypusz czał, że cze ka je ta ka świa to wa kariera MILIADY MILIADÓW 8

9 ecykling złomu 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 alu mi nio wy jest jed nym z tych surowców, któ re moż na po now nie prze two rzyć i wy ko rzystać! Dzięki programom edukacyjnym Fundacji ECAL zebrane przez dzieci i młodzież puszki trafiają do punktu skupu, gdzie są sortowane i zgniatane. W postaci sprasowa nych ko stek wę dru ją do hu ty, gdzie prze ta pia się je na alu mi nium. E CY KLING odzysk i po now ne wpro wa dza nie od pa dów do obie gu przemysłowego. ecykling nie tylko zmniejsza ilość odpadów, ale przynosi także wiele innych korzyści dla środowiska i gospodarki człowieka: pozwala zaoszczędzić energię, zmniejszyć zużycie surowców oraz zanieczyszczenie środowiska. 9

10 Ochrona Środowiska!!! Proces mojego recyklingu można powtarzać w nie skoń czo ność!!! Właściwości mechaniczne aluminium odzyskanego w procesie recyklingu są takie same, jak aluminium otrzymanego z boksytu. W równym stopniu nadaje się ono do użytku w przemyśle spożywczym, nie zagrażając zdrowiu człowieka. W Polsce systematycznie wzrasta spożycie napojów w puszkach aluminiowych oraz odzysk tego opakowania. E CY KLING puszek zmniejsza emisję zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych oraz zużycie energii i paliwa w czasie produkcji aluminium. W ten spo sób chronimy nasze środowisko. Do następnego spotkania! Wasza Alu-puszka 10