Hliník je stříbrobílý lesklý, neušlechtilý kov, je tažný, kujný a dobře vede elektrický proud. Hliník je třetí nejrozšířenější prvek na Zemi hned za kyslíkem a křemíkem.

Na vzduchu se povrch hliníku pokrývá vrstvou oxidu hlinitého, která ho chrání před další korozí. Tomuto ději se říká pasivace. Elektronegativita hliníku je někde uprostřed mezi alkalickými kovy (ty tvoří hlavně hydroxidy: \( \mathrm{NaOH}, \mathrm{KOH} \)) a prvky v pravé časti periodické tabulky (ty tvoří pro změnu kyseliny. Jen si vzpomeň na kyselinu sírovou nebo dusičnou. Proto má amfoterní charakter.

Reaguje s kyselinami i se zásadami podle následujících rovnic:

\( \begin{aligned}2 \mathrm{Al}+6 \mathrm{HCl} & \longrightarrow 2 \mathrm{AlCl}_{3}+3 \mathrm{H}_{2} \\2 \mathrm{Al}+2 \mathrm{NaOH}+6 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} & \longrightarrow 2 \mathrm{Na}\left[\mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{4}\right]+3 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\end{aligned} \)

Hliník se v přírodě nevyskytuje jako prvek, ale tvoří sloučeniny. Nejběžnější z nich je \( \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} \cdot 2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \) neboli minerál bauxit. Další je kryolit \( \mathrm{Na}_{3}\left[\mathrm{AlF}_{6}\right] \) nebo korund \( \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} \). V zemině se nachází slída, živec, kaolín - chemicky hlinitokřemičitany (ze slova hlína vychází i název prvku hliník).

Nejznámější slitinou hliníku je dural, to je slitina hliníku, hořčíku, mědi a manganu. Má mnohem větší pevnost a tvrdost než hliník, a přitom je zachována lehkost materiálu. Je velmi odolný proti korozi. Hojně se ho využívá v leteckém průmyslu, ale můžeš z něj mít i rám cyklistického kola nebo karoserii automobilu.

Výroba surového hliníku spočívá v elektrolýze \( \mathbf{A l}_{2} \mathbf{O}_{3} \).

Surovinou je bauxit, který mimo \( \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} \) obsahuje další příměsi, které nejsou pro tuto výrobu žádoucí. Bauxit se tedy nejprve rozpustí v roztoku \( \mathrm{NaOH} \), abychom oddělili nerozpustné nečistoty. Z roztoku se filtrací oddělí krystalky \( \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} \), které jsou při teplotě \( 1200^{\circ} \mathrm{C} \) převedeny na bezvodý oxid hlinitý, který se už může použít k elektrolýze. \( \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} \) má vysokou teplotu tání a elektrolýza by tak trvala velmi dlouho a byla by energeticky dost náročná, proto se \( \mathrm{k} \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} \) přidává kryolit (ten sníží teplotu tání o několik stovek stupňů). Po připojení napětí na elektrody se začne roztavený hliník vylučovat na katodě. Anoda, která je z uhlíku, reaguje se vznikajícím kyslíkem. Jinými slovy uhořívá. Musí se tedy neustále doplňovat:

\( \mathrm{Katoda}^{-}:\:=4\mathrm{Al}^{3+}+12\mathrm{e}^{-}\longrightarrow4\mathrm{Al} \)

\( \mathrm{Anoda}^{+}:\:6\mathrm{O}^{2-}-12\mathrm{e}^{-}\longrightarrow3\mathrm{O}_2 \)

\( \mathrm{Hořící}\:\mathrm{anoda}:\:\mathrm{C}+\mathrm{O}_2\rightarrow\mathrm{CO}_2 \)

Hliník má velmi široké praktické využití. Obaly plechovek, deodorantů, sýrů, čokolád, víčka od jogurtů, staré příbory nebo ešusy. Tohle všechno obsahuje téměř čistý hliník. Hliník v kombinaci s několika vrstvami plastu najdeme v nápojových kartonech. Ekologové je nemají rádi, protože prakticky nejdou recyklovat.

Kovový hliník je základem pro výrobu obtížně tavitelných kovů (\( \mathrm{Mn, Cr, Co, ...} \)) z jejich oxidů. Jedná se o kovy, které jsou v řadě reaktivity víc napravo, než hliník a ten je tím pádem z oxidů vytěsní. Hliník zde působí jako redukční činidlo. Této metodě se říká aluminotermie.

\( \mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_3+2\mathrm{Al}\longrightarrow{}\mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3+2\mathrm{Cr} \)

Stejně funguje i směs zvaná termit (práškový hliník a oxid železitý). Po zapálení vytvoří vysokou teplotu (přes \( 2000^{\circ}\mathrm{C} \)). Velkou výhodou je fakt, že nevznikají zplodiny a že směs hoří i pod vodou.

\( 2\mathrm{Al}+\mathrm{Fe}_2\mathrm{O}_3\longrightarrow{}\mathrm{Al}{}_2\mathrm{O}_3+2\mathrm{Fe} \)

Aluminotermie

V praxi se aluminotermie vyžívá třeba ke svařování dvou kovových dílů. V laboratoři je ale velmi oblíbeným pokusem, který dokazuje redukující vlastnosti hliníku. A proč je tak oblíbený? Odpověď najdeš v protokolu pokusu v pracovním sešitě na straně 92:

Oxid hlinitý \( \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} \)

Oxid hlinitý je bílá krystalická látka. Nevede elektrický proud a s vodou reaguje za vzniku hydroxidu hlinitého.

\( \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}+3 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \longrightarrow 2 \mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{3} \)

Vzniká spálením práškového hliníku na vzduchu. Tato reakce je exotermní (uvolňuje teplo).

\( 4 \mathrm{Al}+3 \mathrm{O}_{2} \xrightarrow{\Delta t} 2 \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} \)

V přírodě se vyskytuje jako minerál korund. Je výjimečně tvrdý ( 9 z 10 v Mohsově stupnici tvrdosti). Má několik odrůd: rubín (červený), safír (modrý), smirek (černý).

Většina oxidu hlinitého se používá na výrobu hliníku. Zbývající oxid se využije jako plnivo v plastech, nebo nových stavebních hmotách. Najdeme ho i v zubních pastách nebo krémech na opalování, je také běžnou součástí keramických hlín, třeba kaolínu. Červenou odrůdu korundu můžeme najít jako součást rubínového laseru. Smirel se používá jako brusný materiál.

Hydroxid hlinitý \( \mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{3} \)

Bílý prášek bez chuti a zápachu, který ve vodě nabobtná. Podobně jako hliník je také amfoterní (v kyselém prostředí tvoří kationty, v zásaditém prostředí tvoří anionty).

Pro svůj velký objem tetrahydroxohlinitanový anion dobře zachytává nečistoty. Toho využívají čistírny odpadních vod. Také nejmenší nečistoty z bazénu, které uniknou pískové filtraci, Ize odstranit takzvaným vyvločkováním. Nalepí se na nabobtnalý hydroxid a spolu s ním se odfiltrují.

Chlorid hlinitý \( \mathrm{AlCl}_{3} \)

Bezbarvá, krystalická látka v organické chemii využívaná jako Lewisova kyselina (akceptor elektronů). Vzniká zahříváním směsi oxidu hlinitého a rozžhaveného koksu v proudu chloru.

\( \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}+3 \mathrm{C}+3 \mathrm{Cl}_{2} \xrightarrow{\Delta t} 2 \mathrm{AlCl}_{3}+3 \mathrm{CO} \)

Věděl jsi, že přicházíš do styku se chloridem hlinitým, resp. jeho hydrátem, prakticky denně? Uhodneš kde? Chlorid hlinitý (max. obsah do 20 \%) se nachází v přípravcích proti pocení.

Síran draselno-hlinitý \( \mathrm{KAl}\left(\mathrm{SO}_{4}\right)_{2} \cdot 12 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \)

Síran draselno-hlinitý neboli kamenec používali dříve tvoji tatínkové, dědečkové, když se řízli při holení. Má stahující účinek na poraněné cévy. Tohoto síranu se jinak využije v průmyslu barviv, jako mořidla. Díky tomuto síranu oblečení drží stále svou barvu.

Hliník

Anhänge