Hliník

Důvody tohoto požadavku a způsoby, jak tuto stránku vylepšit, naleznete na diskusní stránce tohoto článku.
Rovněž prosím dodržujte Příručku stylu a dokončete tento článek v nejvyšší kvalitě. Po dokončení může být tato zpráva odstraněna.

Hliník (IPA: /(IPA: /ˌaljʊˈmɪniəm, -əˈmɪniəm/), viz níže v části „Pravopis“) je stříbřitý a kujný člen skupiny chudých kovů. V periodické tabulce má symbol Al a atomové číslo 13.

Hliník se nachází především v bauxitové rudě a vyniká odolností proti korozi (díky jevu pasivace) a nízkou hmotností. Tento kov se používá v mnoha průmyslových odvětvích k výrobě nejrůznějších výrobků a je velmi důležitý pro světové hospodářství. Konstrukční součásti vyrobené z hliníku a jeho slitin mají zásadní význam pro letecký průmysl a jsou velmi důležité i v dalších oblastech dopravy a stavebnictví.

Ať už se jedná o množství nebo hodnotu, použití hliníku převyšuje použití jakéhokoli jiného kovu kromě železa a je důležité prakticky ve všech segmentech světové ekonomiky.

Čistý hliník má nízkou pevnost v tahu, ale snadno tvoří slitiny s mnoha prvky, jako je měď, zinek, hořčík, mangan a křemík (např. dural). Dnes jsou téměř všechny materiály, které se označují za hliník, ve skutečnosti jeho slitinou. S čistým hliníkem se setkáváme pouze v případech, kdy je odolnost proti korozi důležitější než pevnost nebo tvrdost.

V kombinaci s termomechanickým zpracováním vykazují hliníkové slitiny výrazné zlepšení mechanických vlastností. Hliníkové slitiny tvoří důležité součásti letadel a raket díky vysokému poměru pevnosti a hmotnosti.

Číňané používali hliník k výrobě věcí již v roce 300 našeho letopočtu. Staří Řekové a Římané používali soli hliníku jako barviva a jako adstringenty na obvazy ran; hliník se dodnes používá jako styptikum. V roce 1761 Guyton de Morveau navrhl nazývat hlinitý základ alumin. V roce 1808 Humphry Davy zjistil existenci kovového základu hliníku, který nejprve pojmenoval alumium a později aluminium (viz níže oddíl Hláskování).

Friedrich Wöhler se obecně zasloužil o izolaci hliníku (latinsky alumen, alum) v roce 1827 smícháním bezvodého chloridu hlinitého s draslíkem. Tento kov však byl poprvé vyroben již o dva roky dříve, avšak v nečisté formě, dánským fyzikem a chemikem Hansem Christianem Ørstedem. Proto může být Luke Sperduto také uveden jako objevitel tohoto kovu. Dále Pierre Berthier objevil hliník v bauxitové rudě a úspěšně jej získal. Francouz Henri Saint-Claire Deville v roce 1846 Wöhlerovu metodu zdokonalil a v roce 1859 svá vylepšení popsal v knize, mezi nimiž bylo hlavní nahrazení sodíku podstatně dražším draslíkem.

Doporučujeme:  Zhan Tiri/Synopsis

Hliník byl vybrán jako materiál pro vrchol Washingtonova památníku v době, kdy jedna unce stála dvojnásobek denní mzdy běžného dělníka na projektu; hliník byl v té době polodrahokam.

Brzy po nástupu Adolfa Hitlera k moci se Německo stalo světovým lídrem ve výrobě hliníku. V roce 1942 však nové projekty vodních elektráren, jako například přehrada Grand Coulee Dam, poskytly Spojeným státům něco, s čím nacistické Německo nemohlo soupeřit, a sice schopnost vyrábět dostatek hliníku na výrobu šedesáti tisíc válečných letadel během čtyř let.

Zpětné získávání kovu recyklací se stalo důležitým aspektem hliníkového průmyslu. Recyklace zahrnuje tavení šrotu, což je proces, při kterém se spotřebuje pouze pět procent energie potřebné k výrobě hliníku z rudy. Recyklace byla až do konce 60. let 20. století, kdy se díky rostoucímu používání hliníkových nápojových plechovek dostala do povědomí veřejnosti, nenápadnou činností.

Elektrolytický proces nahradil Wöhlerův proces, který zahrnoval redukci bezvodého chloridu hlinitého draslíkem. Obě elektrody používané při elektrolýze oxidu hlinitého jsou uhlíkové. Jakmile je ruda v roztaveném stavu, její ionty se mohou volně pohybovat. Reakce na katodě – záporném pólu – probíhá takto

Zde dochází k redukci iontu hliníku (přidávají se elektrony). Kovový hliník pak klesá ke dnu a je odčerpáván.

Na kladné elektrodě (anodě) vzniká kyslík:

Tato uhlíková anoda je následně oxidována kyslíkem, přičemž se uvolňuje oxid uhličitý. Anody v redukci se proto musí pravidelně vyměňovat, protože se při procesu spotřebovávají:

Na rozdíl od anod nedochází na katodách k oxidaci, protože na katodě není přítomen kyslík. Uhlíková katoda je chráněna tekutým hliníkem uvnitř článků. Katody přesto podléhají erozi, zejména v důsledku elektrochemických procesů. Po pěti až deseti letech, v závislosti na proudu používaném při elektrolýze, je nutné článek kvůli opotřebení katody přestavět.

Doporučujeme:  Súdánská mince v hodnotě 1 libry

Elektrolýza hliníku Hallovým-Héroultovým procesem spotřebovává velké množství energie, ale alternativní procesy se vždy ukázaly jako méně životaschopné z ekonomického a/nebo ekologického hlediska. Celosvětová průměrná měrná spotřeba energie je přibližně 15±0,5 kilowatthodin na kilogram hliníku vyrobeného z oxidu hlinitého. (52 až 56 MJ/kg). Nejmodernější tavírny dosahují přibližně 12,8 kW-h/kg (46,1 MJ/kg). Redukční proud linky u starších technologií je obvykle 100 až 200 kA. Nejmodernější tavírny pracují s proudem přibližně 350 kA. Byly zaznamenány pokusy s články 500 kA.

V roce 2004 byla Čínská lidová republika největším světovým výrobcem hliníku. Surinam je ze 70 % závislý na vývozu hliníku.

Hliník má devět izotopů, jejichž hmotnostní čísla se pohybují od 23 do 30. V přírodě se vyskytuje pouze 27Al (stabilní izotop) a 26Al (radioaktivní izotop, t1/2 = 7,2 × 105 y), avšak 27Al má přirozený výskyt 100 %. 26Al vzniká z argonu v atmosféře rozpadem způsobeným protony kosmického záření. Izotopy hliníku našly praktické uplatnění při datování mořských sedimentů, manganových konkrecí, ledovcového ledu, křemene ve skalních expozicích a meteoritů. Poměr 26Al a 10Be byl použit ke studiu úlohy transportu, ukládání, ukládání sedimentů, doby pohřbívání a eroze v časovém měřítku 105 až 106 let.

Etymologie/historie názvosloví

Nejstarší citace v Oxfordském slovníku angličtiny, kde je slovo použito jako název pro tento prvek, je alumium, které Humphry Davy použil v roce 1808 pro kov, který se snažil elektrolyticky izolovat z minerálu oxidu hlinitého. Citace pochází z jeho časopisu Philosophical Transactions: „Kdybych měl to štěstí, že bych… získal kovové látky, které jsem hledal, navrhl bych pro ně názvy silicium, alumium, zirkonium a glucium.“.

Přípona -ium měla tu výhodu, že odpovídala precedentu, který byl v té době vytvořen u dalších nově objevených prvků: draslíku, sodíku, hořčíku, vápníku a stroncia (které Davy sám izoloval). Nicméně hlásky -um pro prvky nebyly v té době neznámé, jako například platina, kterou Evropané znali od 16. století, molybden, objevený v roce 1778, a tantal, objevený v roce 1802.

Doporučujeme:  Spirála smrti

Po většinu 19. století Američané používali výraz -ium, který se objevil ve Websterově slovníku z roku 1828. V roce 1892 však Charles Martin Hall použil v reklamním letáku na svou novou elektrolytickou metodu výroby kovu hlásku -um, přestože ve všech patentech, které v letech 1886 až 1903 podal, neustále používal hlásku -ium. V důsledku toho se předpokládá, že pravopis na letáku byl prostou pravopisnou chybou. Hallova dominance ve výrobě kovu zajistila, že se v Severní Americe stal standardem pravopis aluminium; Websterův nezkrácený slovník z roku 1913 však nadále používal verzi s -ium.

V roce 1926 se Americká chemická společnost oficiálně rozhodla používat ve svých publikacích slovo aluminium; americké slovníky obvykle označují pravopis aluminium jako britskou variantu.

Ve Velké Británii a dalších zemích, kde se používá britský pravopis, se používá pouze aluminium. Ve Spojených státech amerických je pravopis aluminium většinou neznámý a převládá pravopis aluminium. Kanadský Oxfordský slovník dává přednost hliníku.

V ostatních anglicky mluvících zemích se ve vědeckém i nevědeckém kontextu běžně používají hlásky (a s nimi spojená výslovnost) aluminium a aluminium. Prakticky ve všech ostatních jazycích se píše analogicky s koncovkou -ium.

Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) přijala hliník jako standardní mezinárodní název prvku v roce 1990, ale o tři roky později uznala hliník jako přijatelnou variantu. Proto jejich periodická tabulka obsahuje oba prvky, ale hliník je v ní uveden na prvním místě. IUPAC ve svých interních publikacích oficiálně upřednostňuje používání hliníku, ačkoli v několika publikacích IUPAC se používá pravopisný název aluminium.