Michał Karliński: Niewinny glin czy złowieszcze aluminium?

Nieznane oblicza znanego pierwiastka przedstawia Michał Karliński

fot. pixabay.com, VISLOQ

Od gliny do glinu
Glin jest lekkim metalem otrzymywanym m.in. z gliny. Stąd polska nazwa. W skorupie ziemskiej znajduje się go 7,5%, mniej niż tlenu czy krzemu, ale więcej niż żelaza. Dlaczego zatem glin odkryto dopiero w XIX wieku, a żelazo znano tysiące lat? Z jednej strony na drodze postępu stały osiągane temperatury, potrzebne do redukcji metalu z rud. Problemem okazała się aktywność glinu. W 1807 roku Sir Humphry Davy, badając skład gliny, doszedł do wniosku, że zawiera ona nieznany metal. Był pionierem elektrolizy stopionych soli (w ten sposób odkrył potas, sód, stront i magnez) – niestety, metoda ta nie sprawdziła się w przypadku metalu z gliny. Ów metal nazwał aluminium. W roku 1825 pionier zjawisk elektromagnetycznych, Hans Christian Ørsted otrzymał próbki metalu. Jednak w 1827 Friedrich Wöhler wykazał, że Duńczyk uzyskał stop glinu z potasem. Udoskonalił metodę, otrzymując metaliczny glin w postaci szarego proszku. Okazało się, że i ten proszek jest zanieczyszczony potasem. Musiało minąć jeszcze 20 lat, by udało się otrzymać czysty produkt. Zastosowano elektrolizę stopionej mieszaniny kriolitu (AlF6) z tlenkiem glinu. Proces ten opracowany przez Charlsa Martina Halla i Paula Louisa Héroulta stosowany jest do czasów obecnych.


Glin czy aluminium?
Ponieważ publikujemy w Polsce, to zdecydowanie:
a) glin, bo przecież spacerujemy sobie po pierwiastkach, a taki widnieje w grupie 13 (IIIA), okresie 3;
b) aluminium, bo będzie to zrozumiałe międzynarodowo.

 

rys. M. Gwóźdź

Aluminium to łacińska nazwa aktywnego pierwiastka, lekkiego i miękkiego metalu, jakim jest glin. Z drugiej zaś to nazwa technicznego glinu, metalu technicznego, zawierającego wiele zanieczyszczeń. W rzeczywistości są to stopy glinu z innymi metalami. Gdy słyszymy, że grzeje się instalacja elektryczna w starym domu, to wiemy, że została wykonana z aluminium – technicznego glinu, z którego powstał drut.


 

Stosowany tlenek glinu produkowany jest głównie w oparciu o proces opracowany przez Carla Josefa Bayera w 1887 roku, w uproszczeniu będącym alkaliczną ekstrakcją (wymywaniem związków glinu w postaci alkalicznych soli) związków glinu z materiału geologicznego, najczęściej z boksytu. Od tego czasu cena glinu znacznie spadła, z 500 dol. za funt w 1855, do 40 dol. w 1859.

Wzrastające zapotrzebowanie na stopy glinu zintensyfikowało otrzymanie duraluminium (twardy stop glinu) w 1909 roku przez Williama Dicka. Powszechna dostępność materiału zaowocowała również kwaśną metodą izolacji glinu z materiału ceramicznego. Sukces tu należał do Polaków! – po 28 latach prac badawczych Stanisława Bretsznajdera. Zaczął on badania jako 27-letni doktor (był asystentem prof. Józef Zawadzkiego). Metoda polegała na wytrawianiu prażonej gliny, czy kaolinu niezbyt stężonym kwasem siarkowym (VI) w autoklawie. Utrzymując odpowiednie ciśnienie, do roztworu przechodzi głównie glin, pozostawiając żelazo, tytan i inne zanieczyszczenia w materiale wyjściowym. Z roztworu tego krystalizuje się piękny kryształ Al2(SO4)3x18H2O. Po prażeniu otrzymana sól rozkłada się do Al2O3, a ulatniający się SO3 zawracany jest do produkcji kwasu siarkowego (VI).

rys. M. Gwóźdź

Rozpoczęcie inwestycji w zakłady metalurgiczne produkujące według tej metody przerwał wybuch II wojny światowej. Po wojnie metodę tę sprawdzano w Zakładzie Doświadczalnym w Luboniu – z powodzeniem. Huta aluminium w Skawinie dostarczała sztuczne rubiny, szafiry i inne techniczne kamienie.


Wytrzymały jak stal i twardy jak rubin

Dostępność tego metalu sprawia, że znalazł powszechne zastosowanie. Dawniej był popularny przy produkcji garnków i sztućców. Doniesienia o jego szkodliwym wpływie na wątrobę, choć budzą kontrowersje, spowodowały zaniechanie masowej

rys. M. Gwóźdź

produkcji naczyń. Mało kto bierze pod uwagę, iż sreberko do pakowania żywności to folia aluminiowa. Folia taka odbija około 95% promieniowania IR, dlatego stosowana jest w materiałach termoizolacyjnych. Ze względu na zdolność odbijania światła jest świetnym i lekkim materiałem do produkcji zwierciadeł i odblasków.
Aluminium jest też jednym z głównych materiałów do pakowania napojów. Dawniej wykonywano z niego również instalacje elektryczne, jednak ze względu na miękkość i zdolność do łatwego odkształcania się nie zapewniały dobrego kontaktu, przez co się grzały i stanowiły zagrożenie pożarowe.

 

Pod pojęciem aluminium powinniśmy rozumieć stopy glinu, tańsze od czystego metalu. Jako metal techniczny on jest lekki, miękki, nieodporny na zarysowanie. Natomiast stopy glinu, takie jak duraluminium, mają wytrzymałość stali, a są znacznie lżejsze. Służą do produkcji elementów na potrzeby m.in. lotnictwa.

Syntetyczny rubin, fot. Wikimedia Commons

Glin znajdziemy także w… papierze ściernym. Ów materiał ścierający to zazwyczaj płótno pokryte korundem, a więc tlenkiem glinu. Z materiałów naturalnych twardszy jest jedynie diament. Czysty Al2O3 jest bezbarwny. Obecność w korundzie zanieczyszczeń bywa pożądana – korund zanieczyszczony związkami chromu znamy jako rubin, zaś żelaza, tytanu, wanadu czy znów chromu to szafir. Naturalne i barwne korundy są cennym materiałem jubilerskim, a ze względu na  trwałość stosowane są do wyrobu precyzyjnych łożysk, tłoków w pompach. W tym celu stosuje się szafiry i rubiny syntetyczne.

Gorąco jak w piekle

rys. M. Gwóźdź

Glin jest aktywny chemicznie. Jeżeli jest w postaci pyłu, to dodatek niektórych substancji może wywołać zapłon. Natomiast gdy taki pył zmieszamy w odpowiedniej proporcji z tlenkami żelaza, to otrzymamy mieszaninę, która po zapaleniu osiąga bardzo wysoką temperaturę, rzędu 3000 st. C. Znamy ją jako termit. Ciepło tej reakcji bywa wykorzystywane przy produkcji niektórych metali, np. chromu i manganu. Stosowane jest np. do spawania metali (rury o dużych średnicach, tory tramwajowe) oraz jako materiał zapalający w pirotechnice.

Spawanie termitem, fot. asmo.com

Glin występuje w przyrodzie wyłącznie w postaci związków. Wszelkie gliny, iły to głównie glinokrzemiany. Potrafią tworzyć różnorodne struktury. Na przykład zeolity ze względu na budowę rurkową są stosowane jako katalizatory (m.in. w krakingu) w przemyśle petrochemicznym lub jako sita molekularne. Ze względu na amfoteryczny charakter [zdolność związku chemicznego do reakcji z udziałem kwasów i zasad] związki glinu występują jako kation Al3+, anion Al(OH)4 i inne o dość skomplikowanych budowach. To te struktury są podstawą ceramiki.

Związki glinu

rys. M. Gwóźdź

Bardzo popularnymi związkami glinu są jego sole, np. AlCl3 stosowane zarówno w chemii, jako tzw. kwasy Lewisa (np. do chlorowcowania węglowodorów aromatycznych), jak i w kosmetyce, jako antyperspirant. Najpopularniejsze związki z tlenem to tlenek glinu Al2O3, wodorotlenek glinu Al(OH)3 i hydroksy tlenek glinu Al(O)OH. Związki te powstają na powierzchni metalu, chronią ją przed dalszym utlenianiem. Powstają w kontakcie i z kwasem siarkowym (VI), i azotowym (V), dlatego można transportować te kwasy w cysternach aluminiowych.
Glin nie jest odporny na działanie kwasów beztlenowych (np. kwas solny) wodorotlenków (ług sodowy). Wodorotlenek glinu Al(OH)3 czy ortofosforan (V) oraz inne proste sole są stosowane w leczeniu nadkwasoty. Są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie, dzięki czemu nie są wchłaniane przez organizm. Bardzo ważnym reagentem w chemii organicznej jest glinowodorek litu LiAlH4, jako silny reduktor (źródło wodoru).
Wspominając o związkach tego powszechnego metalu nie można pominąć jego znaczenia w procesach oczyszczania wody. Popularny Al2(SO4)3 dodawany jest do wody, po czym poprzez korektę pH wytrącane są tlenki i wodorotlenki o rozwiniętej powierzchni osadu, a więc o dużej pojemności sorpcyjnej. Umożliwiają oczyszczenie wody pitnej np. z emulsji olejowych. Stosowany jest w filtrach dynamicznych w Filtrach Warszawskich.

 

Powszechny, ale czy toksyczny?
Być może dlatego, że liczba atomowa glinu to 13, pojawiły się kontrowersje z nim związane. Ponieważ były doniesienia o jego negatywnym wpływie na zdrowie przy stałym narażeniu, stał się przedmiotem teorii spiskowych. Według jednej z nich tzw. chemtrails rozpylane są przez wrogo nastawioną władzę w celu eliminacji lub sterowania ludźmi. Za jeden ze składników uważany jest glin. Podobno od oprysków rosną mchy barwy srebrnej. O ile można znaleźć sporo zdjęć chmur budzących postrach wyznawców, o tyle nie zauważyłem zdjęć srebrnego mchu.

Antyperspiranty też zapewne są elementem planu zagłady ludzkiej. Jednak o ile nie jest groźne niestosowanie kosmetyków, o tyle straszenie szczepionkami z glinem czy aluminium jest niehumanitarne. Zakładanie toksyczności każdej dawki nie jest rozsądne: toksyczność Al2(SO4)3 LD50 dla myszy wynosi ponad 6000 mg/kg, co dla gryzonia o masie 80 kg dałoby 500-gramową dawkę niebezpieczną. Jakby wyglądała dawka ta dla ludzi? Nie wiem.

Tymczasem straszenie chorobą Alzheimera nie jest poparte dowodami. W szczepionkach zawartość glinu waha się w przedziale 0,125–0,85 mg na dawkę, co przy dodatku związków nierozpuszczalnych w wodzie można całkiem pominąć. Jedynie może pojawić się zgrubienie lub stwardnienie w miejscu iniekcji. Obecność związków glinu zwiększa odpowiedź immunologiczną przy mniejszych dawkach.

rys. M. Gwóźdź

Rozwiewanie teorii spiskowych nie jest łatwe, zwłaszcza gdy dotyczą one tak powszechnego glinu. Nie dziwi, że badania próbek wody, gleby i powietrza dają wynik dodatni. Podobnie u osób ze stwierdzonym Alzheimerem glin występuje, ale trudno dostrzec zależność. A jeśli wierzymy w te teorie, to pamiętajmy, iż aluminium jest jednym z głównych składników ceramiki, wyrzucimy zatem wazy rodowe, naczynia, donice, muszle klozetowe, umywalki. No i… glin to jeden z trzech głównych składników skorupy ziemskiej!

 

3 KOMENTARZE

    • A czy jest udowodniony wpływ glinu? Odczyn poszczepienny nie jest niczym dziwnym.
      Sam jestem obiektem badawczym w badaniach klinicznych i po szczepionkach mam obrzęk w miejscu iniekcji.
      No ale tak działa szczepionka. Gdy odpowiedź organizmu jest zbyt silna (wstrząs anafilaktyczny, silny obrzęk, to może być to przeciwwskazanie danej szczepionce, co nie jest jednoznaczne z tym, że to akurat związki glinu wywarły wpływ.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here