Oxid hlinitý
Oxid hlinitý (Al2O3) je oxid kovu. Vlastnosti látky vyplývajú zo zloženia, väzieb, geometrie a z toho, ako sa častice správajú v čistom stave alebo v roztoku.
Základné údaje
Čo hovorí vzorec
Jedna vzorcová jednotka Al2O3 obsahuje 2 × hliník (Al), 3 × kyslík (O). Z relatívnych atómových hmotností vychádza molárna hmotnosť približne 101.961 g/mol. Indexy vo vzorci udávajú počet atómov; samy osebe nehovoria o nábojoch, geometrii ani stupňoch oxidácie.
Hmotnostné zastúpenie prvkov
Pri hmotnostnom pohľade prispieva najviac hliník (Al, 52.9 %). Hmotnostný podiel závisí od počtu atómov aj od ich relatívnych atómových hmotností, preto sa nedá odhadnúť iba z veľkosti indexov.
| Prvky vo vzorci | # | % m/m |
|---|---|---|
| hliník (Al) | 2 | 52.9 % |
| kyslík (O) | 3 | 47.1 % |
Štruktúra a väzby
Oxid hlinitý Al₂O₃ vytvára pevnú kryštálovú štruktúru; korund je jeho známa forma. Väzby majú iónový aj kovalentný charakter a vysoká energia mriežky prispieva k tvrdosti a vysokej teplote topenia.
Pri čítaní štruktúry treba odlišovať väzby vnútri častice od síl medzi časticami. Polarita väzby, tvar molekuly, delokalizácia elektrónov alebo sieťové usporiadanie ovplyvňujú rozpustnosť, teploty fázových premien a reaktivitu rôznymi mechanizmami.
Vizualizácie R3
Chemické správanie
Al₂O₃ je amfotérny oxid a reaguje so silnými kyselinami aj zásadami. Tenká priľnavá vrstva oxidu na hliníku pasivuje povrch a výrazne spomaľuje ďalšiu koróziu.
Číselné vlastnosti majú význam iba s uvedenými podmienkami. Teplota, tlak, čistota a zloženie zmesi môžu meniť skupenstvo, hustotu, rozpustnosť aj rýchlosť reakcie. Pri prchavých látkach je dôležitá aj koncentrácia pár, pri pevných látkach zasa kryštalická forma a veľkosť častíc.
Roztoky, rovnováhy a podmienky
V roztoku alebo plynnej zmesi nemusí dominovať tá istá forma ako v čistej látke. Hydratácia, asociácia, dimerizácia alebo reakcia s rozpúšťadlom môžu meniť skutočné zastúpenie chemických druhov.
Pri porovnávaní údajov treba uviesť prostredie a koncentráciu. Rovnaký sumárny vzorec nehovorí, či ide o izolované molekuly, rozsiahlu sieť, hydratovanú formu alebo rovnovážnu zmes viacerých druhov.
Použitie a význam
Používa sa v keramike, abrazívach, žiaruvzdorných materiáloch a izolátoroch.
Použitie látky vychádza zo spojenia jej reaktivity, polarity, prchavosti, mechanických vlastností alebo schopnosti tvoriť ďalšie materiály. Užitočná vlastnosť v riadenom procese môže byť pri nekontrolovanej expozícii zdrojom rizika.
Bezpečnosť a správny kontext
Jemný prach môže dráždiť oči a dýchacie cesty.
Bezpečnostný profil závisí od dávky, koncentrácie, skupenstva a cesty expozície. Pri plynoch a prchavých kvapalinách je kľúčové vetranie; pri prachu aj veľkosť častíc. Chemický názov sám preto nestačí na posúdenie rizika.
Dôležité porovnanie
Oproti železnej hrdzi tvorí oxid na hliníku kompaktnú ochrannú vrstvu.
Porovnanie príbuzných zlúčenín ukazuje, že malá zmena funkčnej skupiny, oxidačného stavu alebo priestorového usporiadania môže zásadne zmeniť polaritu, reaktivitu, toxicitu aj použitie.