Alumínium

Kép forrása: 
http://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium
Leírás szerzője: 
Tóth András
Alumínium

HATÓANYAG NEVE, KÉPLETE, MEGJELENÉSI FORMÁJA 

Név
IUPAC név

Alumínium [1]
Aluminum [2]

Vegyületcsoport

Másodfajú fémek [1]

CAS szám

7429-90-5 [2]

Molekulaképlet

Al [1]

Megjelenés

Ezüstös színű szilád anyag. [1]

ALKALMAZÁS, HATÁSOK

Alkalmazás,
felhasználási terület

Ásványokban található meg a Földön, elemi állapotban nem. Több ásványa ismert, mint például zafír, rubin vagy a korund, amelyek alumínium-oxid módosulatok. Elsősorban bauxitból állítják elő, ezért ez a legfontosabb ásványa, amelyet bányásznak. 

Számos iparágban használják, több millió különböző terméket készítenek belőle, nagyon fontos a világgazdaságban. Alumíniumból készült létfontosságú szerkezeti elemeket használnak a repülőgépiparban, a szállításban és az építkezéseknél, ahol a könnyű súly, a tartósság és az erő fontos szempont.

Főbb felhasználási területek:

  • ötvözetek formájában repülők, autók gyártására
  • csomagolóanyagként (alufólia, üdítős dobozok)
  • por alakban
    • redukálószerként fémek előállítására
    • fedőfestékként megfelelő kötőanyaghoz keverve (metál festékek)
  • elektromos huzalok gyártása
  • szerkezeti elemek gyártása (állványok stb…)
  • fémek előállítása (aluminotermia)
  • vegyiparban az ellenállóság kihasználása (pl.: tömény salétromsav tárolása)
  • timsó
  • Útjelző táblák [1], [4]

Elsődleges hatás

Megfelelő tárolás esetén nem reakcióképes, veszélytelen. [6]

FIZIKAI-KÉMIAI TULAJDONSÁGOK

Moláris tömeg

26.98154 g/mol [1]

Sűrűség

2,70 g/cm³ (20 0C-on) [2]

Olvadáspont

660,32 °C [2]

Forráspont

2467 °C [2]

Gőznyomás

 

Vízoldhatóság

Csak mérsékelten oldódik 6 és 8 pH között. A legfontosabb szervetlen alumíniumvegyületek közül az alumínium-nitrát, -szulfát, -klorid, -bromid és -jodid jól oldódik vízben. A alumínium-fluorid rosszul oldódik vízben. Az oxid, hidroxid, foszfát és karbonát vízben gyakorlatilag oldhatatlan. [6]

Hidrolízis

Az alumíniumot tartalmazó vizes oldatokban az Al(H2O)63+-ból hidrolízis révén következő speciesek keletkeznek:

- Az Al(H2O)63+ hidratált alumíniumion hidrolízisének lépései:

Al3+ → Al(OH)2+ → Al(OH)21+ → Al(OH)3 → Al(OH)4-

- Az előző monomer ionok a hidrát burokkal felírva:

Al(H2O)63+; Al(OH)(H2O)52+; Al(OH)2(H2O)4+; Al(OH)3; Al(OH)4-

- Több alumíniumot tartalmazó komplex formák:

Al2(OH)2(H2O)84+; Al3(OH)4(H2O)105+; Al13O4(OH)24(H2O)127+

 

Az alumínium tartalmú oldatokban található különböző specieseket hagyományosan a ferronnal (8-hydroxy-7-jodo-5-kinolin-szulfonsav) mutatott, időben változó színreakció nyomon követésével lehet tanulmányozni. Ez a módszer azon a megfigyelésen alapul, hogy a különböző alumínium fajták más és más sebességgel reagálnak a ferronnal. Az egy alumínium atomot tartalmazó fajták szinte azonnal, a polinukleáris (több alumínium atomot tartalmazó) fajták pedig lényegesen lassabban. A kolloidális vagy mar leválasztott alumínium gyakorlatilag nem reagál a ferronnal. A ferronos eloszlás meghatározási módszer nagyon jó korrelációban van a membránszűréses, potenciometriás, vagy az Al27 NMR vizsgálatok eredményével. A megoszlási aranyokat általában az alumínium oldat semlegesítésének

függvényében (bázicitás) szoktak megadni.

egyensúlyi reakció                                         log K (25 °C)

Al3+ + H2O ↔ Al(OH)2+ + H+                              -4,97

Al(OH)2+ + H2O ↔ Al(OH)2+ + H+                      -4,3

Al(OH)2+ + H2O ↔ Al(OH)3 + H+                       -5,7

Al(OH)3 + H2O ↔ Al(OH)4- + H+                        -8,02

2Al3+ + 2H2O ↔ Al2(OH)24+ + 2H+                       -7,73

3Al3+ + 4H2O ↔ Al3(OH)45+ + 4H+                     -13,97

13Al3+ + 28H2O ↔ Al13O4(OH)247+ + 32H+        -98,73

Al(OH)3(amorf) ↔ Al3+ + 3OH-                     -31,5 (becsült)

[3]

Fizikai, kémia, biológiai állandók

Kow

0,33 [7]

Koc  [l/kg]

1,932 [7]

VISELKEDÉSE A KÖRNYEZETBEN

Biodegradálhatóság és
metabolitok

Az elemi alumínium nem bomlik le a környezetben. [5]

KÖRNYEZETMINŐSÉGI KRITÉRIUMOK

Határértékek

Ivóvíz: 0,05-0,2 mg/l [EPA]

Palackozott víz: 0,2 mg/l [FDA]

Alumínium por (belélegezhető frakció – napi 8 óra munka): 5 mg/m3 [OSHA]

MÉRT KONCENTRÁCIÓJA A KÖRNYEZETBEN

Koncentrációja a környezetben (mérési adat)

Tengervíz: 0,013-5 ppb. Folyóvíz: 400 ppb. Felszín alatti víz: 0,4 ppm. [7]

Levegő: 0,005-0,18 µg/m3 (általános tartomány), 0,4-8,0 µg/m3 (városi és ipari területeken) [7]

Talaj és üledék: 7-100 µg/kg [7]

ÖKOSZISZTÉMÁRA GYAKOROLT HATÁS

Vízi ökoszisztémára gyakorolt hatások

Károsítja a halakat koncentrált dózisban. [7]

Akut toxicitási adatok (LC50, EC50)

Szivárványos pisztráng: LC50: 0,56 mg/l [7]

Daphnia: LC50: 59,6 mg/l [7]

 

Krónikus toxicitási adatok (NOEC, LOEC)

Daphnia NOEC: 1000 mg/l (96 órán át vizsgálva) [7]

 

Szárazföldi ökoszisztémára gyakorolt hatások

Nem bioakkumulálódik jelentős mértékben. Egyes növények gyökerében felhalmozódhat. Kagylókban és rákokban is kimutatták. Halakban 50-200 µg/l-t mértek. Madarak szerveit vizsgálva nem tapasztaltak felhalmozódást. [3]

Akut toxicitási adatok (LC50, EC50)

Egér LC50: 133 mg Al/kg [7]

Csiga LC50: 1 mg/l [7]

EMBERRE GYAKOROLT HATÁS

Általános káros hatások

Az alumíniumpor izgatja a légutakat. A tünetek lehetnek: köhögés, légszomj.

Legnagyobb koncentrációban a tüdőben és a csont szöveteiben fordul elő. Csontritkulás okozhat. Alumínium-csontbetegség. Kötődik a ligandokhoz és a vér szétoszlatja a szervezetben. Alzheimer-kórt okozhat. Vesebetegséget okozhat. [3]

Lebontás az emberben, távozása a szervezetből

A felszívódott alumínium kiválasztódik elsősorban a vizelettel és a széklettel. [7]

Endokrin rendszert károsító

Igen. [7]

Immunrendszert károsító

Az alumínium károsan hat immunrendszerünk minden területére, továbbá blokkolja a létfontosságú tápanyagok felszívódását, akadályozza az antitestek, a csontvelő és a falósejtek működését. [7]

Szövetkárosító

A csont és tüdő szöveteit károsítja. Az alumíniummal ellátott izzadásgátló dezodorok és az egyre nagyobb számban előforduló emlődaganatos betegségek közt a laboratóriumi vizsgálatok alapján összefüggést vélnek felfedezni. [7]

Mutagén

Nem mutagén. [7]

Karcinogén

A karcinogén anyagok (IARC monographs) listáján nem szerepel. [7]

Reprotoxikus, teratogén

Az ismert és feltételezett teratogének listáján az alumínium(III)-nitrát-nonahidrát (1:3:9) és az alumínium-kálium-szulfát-dodekahidrát szerepel. [7]

Akut toxicitási adatok (LD50)

Patkányoknál orálisan: 8,7 mg/kg [7]

Krónikus toxicitási adatok (NOEL, LOEL)

Krónikus toxicitás: Az alumínium por diszpnoét, köhögést, tüdőfibrózist, pneumotoraxot, pneumoconiosist, encephalopathiát, gyengeséget, inkoordinációt és epileptiform rohamot okozhat. [7]

EGYÉB JELLEMZŐK

 

<!--[if !mso]> <! v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} --><!--[endif]--><!--[if gte mso 9]> Normal 0 21 false false false MicrosoftInternetExplorer4 <![endif]-->