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

K_ow

0,33 [7]

K_oc  [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