Glin (Al)

Glin w układzie okresowym

Pierwiastek leży w trzecim okresie, czyli w trzecim poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 3 powłokach. Znajduje się w 13 grupie (blok p — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę p). W tej samej grupie stoją: Bor, Gal, Ind, Tal, Nihon — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Glin jest ciałem stałym (topnieje w 660,32 °C, wrze w 2470 °C).

Glin — co to za pierwiastek

Puszka, folia i kadłub samolotu — lekki, bo sam się okrywa warstwą tlenku.

Właściwości pierwiastka Glin

Glin to srebrzystobiały, błyszczący metal o gęstości 2,7 g/cm³, czyli ponad trzy razy lżejszy od żelaza. Topi się w 660,32 °C, a wrze dopiero w 2470 °C. Jest miękki, dobrze się kuje, daje się walcować na cienką folię i ciągnąć na drut, a przy tym dobrze przewodzi prąd i ciepło. Chemicznie jest aktywny, ale nie widać tego gołym okiem, bo natychmiast pokrywa się szczelną, przezroczystą warstewką tlenku, która chroni metal przed dalszym utlenianiem. To zjawisko nazywa się pasywacją i dzięki niemu okno z glinu nie koroduje przez dziesięciolecia. Glin jest amfoteryczny: roztwarza się zarówno w kwasach, jak i w mocnych zasadach, w obu przypadkach wydzielając wodór. Zimny stężony kwas azotowy(V) go pasywuje, dlatego wolno przewozić ten kwas w cysternach z glinu. Świeżo przecięta powierzchnia jest niemal lustrzana, ale w ciągu chwili traci połysk.

Zastosowanie pierwiastka Glin

Glin jest po żelazie najczęściej używanym metalem i trafiasz na niego dziesiątki razy dziennie. Robi się z niego puszki po napojach, folię spożywczą, tacki do pieczenia, zakrętki i tubki. W budownictwie to ramy okien i drzwi, elementy fasad, drabiny i rusztowania — lekkie, więc łatwe do przenoszenia. Przemysł lotniczy opiera się na stopach glinu z miedzią, magnezem i manganem, znanych jako duraluminium: kadłuby i skrzydła samolotów, części rakiet, obudowy satelitów. Z glinu są też felgi samochodowe, ramy rowerów, obudowy laptopów i telefonów, radiatory odprowadzające ciepło z procesorów oraz garnki i patelnie. Linie wysokiego napięcia prowadzi się przewodami glinowymi, bo przy tej samej zdolności przewodzenia prądu są znacznie lżejsze od miedzianych, a słupy nie muszą być tak mocne. Proszek glinowy daje srebrne farby i wchodzi w skład termitu, mieszaniny używanej do spawania szyn kolejowych. Osobny rozdział to recykling: przetopienie zużytych puszek pochłania ułamek energii potrzebnej do wytworzenia metalu z rudy, dlatego zbiórka opakowań z glinu naprawdę się opłaca. Z glinu robi się też puszki aerozolowe oraz wymienniki ciepła w lodówkach i klimatyzacji.

Glin — najważniejsze związki chemiczne

Najważniejszy jest tlenek glinu Al₂O₃, czyli korund — twardy materiał ścierny na papierze i tarczach szlifierskich, surowiec ceramiki technicznej i wyjściowa substancja do otrzymywania metalu. Wodorotlenek glinu Al(OH)₃ jest amfoteryczny, reaguje i z kwasami, i z zasadami; w aptece znajdziesz go w tabletkach zobojętniających nadmiar kwasu w żołądku. Siarczan(VI) glinu Al₂(SO₄)₃ służy do oczyszczania wody, bo strąca kłaczki wiążące zawiesinę. Ałun potasowo-glinowy KAl(SO₄)₂·12H₂O to znany od wieków środek ściągający, używany dawniej po goleniu i przy garbowaniu skór. Chlorek glinu AlCl₃ pełni rolę katalizatora w syntezie organicznej. Odmiany korundu z niewielkimi domieszkami innych metali znane są jako kamienie szlachetne. Boksyt, czyli uwodniony tlenek glinu z domieszkami tlenków żelaza, jest podstawową rudą tego pierwiastka i surowcem do elektrolizy.

Glin — gdzie go spotykasz

• puszki
• folia
• samoloty
• ramy okienne

Glin w szkole — co trzeba wiedzieć

Pierwsza i najczęstsza pułapka: w polskiej szkole ten pierwiastek nazywa się glin, a nie aluminium. Aluminium to nazwa łacińska i potoczne określenie wyrobów; na sprawdzianie pisz glin. Symbol Al, liczba atomowa 13, trzecia grupa główna, więc wartościowość III i jedyny stopień utlenienia +3 — jon Al³⁺ powstaje po oddaniu trzech elektronów. Zapamiętaj dwa równania pokazujące amfoteryczność: 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ oraz reakcję z wodorotlenkiem sodu, w której również wydziela się wodór. Uczniowie często piszą, że glin nie reaguje z kwasami, bo widzieli, że garnek nic sobie nie robi z octu — winna jest warstwa tlenku, a nie brak aktywności. W szeregu aktywności glin stoi przed wodorem. Uważaj też na symbole: Al to glin, Ag to srebro. Warto też pamiętać, że glin nie występuje w przyrodzie jako wolny metal, a wyłącznie w związkach.

Glin — historia odkrycia

Metaliczny glin wyodrębnił w 1825 roku duński uczony Hans Christian Ørsted, ogrzewając chlorek glinu z amalgamatem potasu; otrzymał niewielką ilość zanieczyszczonego metalu. Nazwa pochodzi od łacińskiego słowa alumen, oznaczającego ałun — sól znaną od starożytności i używaną do utrwalania barwników na tkaninach. Przez kilkadziesiąt lat glin pozostawał ciekawostką laboratoryjną, bo nie znano taniego sposobu jego otrzymywania, a rudy trzymały ten metal mocno związany z tlenem. Sytuację odmieniło dopiero opracowanie elektrolizy tlenku glinu rozpuszczonego w stopionym kriolicie — od tego momentu ceny gwałtownie spadły i glin stał się metalem powszechnego użytku. Kilka lat później niemiecki chemik Friedrich Wöhler otrzymał czystszy metal i jako pierwszy zmierzył, jak bardzo jest on lekki.

Glin — skąd wzięła się nazwa

łac. alumen — ałun

Glin — izotopy

glin-27 trwały

Glin — bezpieczeństwo

Metal bezpieczny; pyły wybuchowe, nadmiar jonów szkodzi roślinom.

Ciekawostki o pierwiastku Glin

• W XIX wieku był droższy od złota, bo nie umiano go wytapiać.
• Glin jest najpospolitszym metalem w skorupie ziemskiej i stanowi ponad osiem procent jej masy, a mimo to nie występuje w niej w postaci czystego metalu.
• Termit, czyli mieszanina proszku glinu z tlenkiem żelaza, po zapaleniu daje ciekłe żelazo — tak spawa się szyny kolejowe bezpośrednio w torze.
• Warstwa tlenku chroniąca glin jest cieńsza, niż da się dostrzec, a mimo to wystarcza, żeby rama okienna nie skorodowała przez dziesięciolecia.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Glin