Aluminiu- element din grupa a 13-a (III) din tabelul periodic al elementelor chimice cu număr atomic 13. Notat cu simbolul Al. Aparține grupului de metale ușoare. Cel mai comun metal și al treilea cel mai frecvent element chimic V scoarta terestra(după oxigen și siliciu).
Oxid de aluminiu Al2O3- distribuită în natură sub formă de alumină, o pulbere refractară albă, aproape de diamant în duritate.
Oxidul de aluminiu este un compus natural care poate fi obținut din bauxită sau din descompunerea termică a hidroxizilor de aluminiu:
2Al(OH)3 = Al203 + 3H20;
Al2O3 este un oxid amfoter, inert din punct de vedere chimic datorită durabilității sale rețea cristalină. Nu se dizolvă în apă, nu interacționează cu soluțiile de acizi și alcaline și poate reacționa numai cu alcalii topiți.
La aproximativ 1000°C, interacționează intens cu alcalii și carbonați de metale alcaline pentru a forma aluminați:
Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O; Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2.
Alte forme de Al2O3 sunt mai active și pot reacționa cu soluții de acizi și alcaline, α-Al2O3 reacționează numai cu soluții concentrate fierbinți: Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O;
Proprietățile amfotere ale oxidului de aluminiu apar atunci când interacționează cu oxizii acizi și bazici pentru a forma săruri:
Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 (proprietăți de bază), Al2O3 + Na2O = 2NaAlO2 (proprietăți acide).
Hidroxid de aluminiu, Al(OH)3- o combinație de oxid de aluminiu și apă. O substanță gelatinoasă albă, slab solubilă în apă, are proprietăți amfotere. Obținut prin reacția sărurilor de aluminiu cu soluții apoase de alcali: AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl
Hidroxid de aluminiu - tipic compus amfoter, hidroxidul proaspăt obținut se dizolvă în acizi și baze:
2Al(OH)3 + 6HCI = 2AlCI3 + 6H2O. Al(OH)3 + NaOH + 2H2O = Na.
Când este încălzit, se descompune procesul de deshidratare este destul de complex și poate fi reprezentat schematic astfel:
Al(OH)3 = AlOOH + H2O. 2AlOOH = Al2O3 + H2O.
aluminati - săruri formate prin acțiunea alcalinei asupra hidroxidului de aluminiu proaspăt precipitat: Al(OH)3 + NaOH = Na (tetrahidroxoaluminat de sodiu)
Aluminații se obțin și prin dizolvarea aluminiului metalic (sau Al2O3) în alcalii: 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2
Hidroxoaluminați sunt formate prin interacțiunea Al(OH)3 cu excesul de alcali: Al(OH)3 + NaOH (ex) = Na
Săruri de aluminiu. Aproape toate sărurile de aluminiu pot fi obținute din hidroxid de aluminiu. Aproape toate sărurile de aluminiu sunt foarte solubile în apă; Fosfatul de aluminiu este slab solubil în apă.
În soluție, sărurile de aluminiu prezintă o reacție acidă. Un exemplu este efectul reversibil al clorurii de aluminiu cu apa:
AlCI3+3H2O"Al(OH)3+3HCI
Multe săruri de aluminiu sunt de importanță practică. De exemplu, clorură de aluminiu anhidru AlCl3 este utilizată în practica chimică ca catalizator în rafinarea petrolului
Sulfatul de aluminiu Al2(SO4)3 18H2O este utilizat ca coagulant în purificarea apei de la robinet, precum și în producția de hârtie.
Sărurile duble de aluminiu sunt utilizate pe scară largă - alaun KAl(SO4)2 12H2O, NaAl(SO4)2 12H2O, NH4Al(SO4)2 12H2O etc. - au proprietăți astringente puternice și sunt utilizate în tăbăcirea pielii, precum și în practica medicală ca agent hemostatic.
Aplicație- Datorită complexului său de proprietăți, este utilizat pe scară largă în echipamentele termice - Aluminiul și aliajele sale își păstrează rezistența la temperaturi foarte scăzute. Datorită acestui fapt, este utilizat pe scară largă în tehnologia criogenică - Aluminiul este un material ideal pentru fabricarea oglinzilor materiale de constructii ca agent de formare a gazelor - Aluminizarea conferă oțelului și altor aliaje rezistență la coroziune, - Sulfura de aluminiu este utilizată pentru producerea de hidrogen sulfurat.
Ca agent reducător- Ca component al termitei, amestecuri pentru aluminotermie - În pirotehnică - Aluminiul este folosit pentru a reface metalele rare din oxizii sau halogenurile lor. (Aluminotermie)
Aluminotermie.- o metodă de producere a metalelor, nemetalelor (precum și aliajelor) prin reducerea oxizilor acestora cu aluminiu metalic.
hidroxid de aluminiu - substanta chimica, care este un compus de oxid de aluminiu cu apă. Poate exista în stare lichidă și solidă. Hidroxidul lichid este o substanță transparentă asemănătoare jeleului, care este foarte puțin solubilă în apă. Hidroxidul solid este o substanță cristalină albă care are proprietăți chimice pasive și nu reacționează practic cu niciun alt element sau compus.
Prepararea hidroxidului de aluminiu
Hidroxidul de aluminiu este produs printr-o reacție de schimb chimic. Pentru a face acest lucru, utilizați o soluție apoasă de amoniac și puțină sare de aluminiu, cel mai adesea clorură de aluminiu. În felul acesta ajung substanță lichidă. Dacă este necesar un hidroxid solid, dioxidul de carbon este trecut printr-un alcalin de tetrahidroxodiaquaaluminat de sodiu dizolvat. Mulți iubitori de experimente sunt preocupați de întrebarea cum să obțineți hidroxid de aluminiu acasă? Pentru a face acest lucru, este suficient să achiziționați reactivii necesari și sticlă chimică dintr-un magazin specializat.
Pentru a obține o substanță solidă, veți avea nevoie și de echipamente speciale, așa că este mai bine să rămâneți cu versiunea lichidă. La efectuarea reacției, este necesar să se folosească o zonă bine ventilată, deoarece unul dintre subproduse poate fi un gaz sau o substanță cu un miros puternic, care poate afecta negativ bunăstarea și sănătatea umană. Merită să lucrați cu mănuși speciale de protecție, deoarece majoritatea acizilor provoacă arsuri chimice atunci când intră în contact cu pielea. De asemenea, ar fi o idee bună să aveți grijă de protecția ochilor sub formă de ochelari speciali. Când începeți orice afacere, în primul rând trebuie să vă gândiți la asigurarea siguranței!
Hidroxidul de aluminiu proaspăt sintetizat reacționează cu majoritatea acizilor și alcalinelor active. Tocmai de aceea se foloseste apa amoniacala pentru obtinerea acestuia pentru a pastra substanta formata in forma sa pura. Atunci când este utilizat pentru a produce un acid sau un alcalin, este necesar să se calculeze proporția de elemente cât mai precis posibil, altfel, dacă există un exces, hidroxidul de aluminiu rezultat interacționează cu resturile bazei neabsorbite și se dizolvă complet în ea. Acest lucru se datorează nivelului ridicat de activitate chimică a aluminiului și a compușilor săi.
Practic, hidroxidul de aluminiu se obține din minereul de bauxită, care are un conținut ridicat de oxid de metal. Procedura vă permite să separați rapid și relativ ieftin elementele utile de roca sterilă. Reacțiile hidroxidului de aluminiu cu acizii duc la reducerea sărurilor și formarea apei, iar cu alcalii - la producerea de săruri complexe de hidroxoaluminiu. Hidroxidul solid este combinat cu alcalii solide prin fuziune pentru a forma meta-aluminați.
Proprietățile de bază ale substanței
Proprietăți fizice hidroxid de aluminiu: densitate - 2,423 grame pe centimetru cub, nivel de solubilitate în apă - scăzut, culoare - alb sau transparent. Substanța poate exista în patru variante polimorfe. Când este expus la temperaturi scăzute, se formează un hidroxid alfa numit bayerită. Când este expus la căldură, se poate obține hidroxid gamma sau gibbsite. Ambele substanțe au o rețea moleculară cristalină cu tipuri de legături intermoleculare de hidrogen. Mai sunt găsite două modificări - beta-hidroxid sau nordstandrit și hibisit triclinic. Primul este obținut prin calcinarea bayeritei sau gibbsitei. Al doilea diferă de alte tipuri în structura triclinică, mai degrabă decât monomorfă, a rețelei cristaline.
Proprietăți chimice hidroxid de aluminiu: masa molara- 78 mol, în stare lichidă se dizolvă bine în acizi și alcalii activi, se descompune la încălzire, are caracteristici amfotere. În industrie, în marea majoritate a cazurilor, se folosește hidroxidul lichid, deoarece datorită nivel înalt activitate chimică, este ușor de prelucrat și nu necesită utilizarea de catalizatori sau conditii speciale cursul reacției.
Natura amfoteră a hidroxidului de aluminiu se manifestă în dualitatea naturii sale. Aceasta înseamnă că în conditii diferite poate prezenta proprietăți acide sau alcaline. Când hidroxidul reacţionează ca un alcalin, se formează o sare în care aluminiul este un cation încărcat pozitiv. Acționând ca un acid, hidroxidul de aluminiu formează și o sare la ieșire. Dar în acest caz, metalul joacă deja rolul unui anion încărcat negativ. Natura duală deschide posibilități largi de utilizare a acestui compus chimic. Este utilizat în medicină pentru fabricarea medicamentelor prescrise pentru tulburările echilibrului acido-bazic din organism.
Hidroxidul de aluminiu este inclus în vaccinuri ca substanță care mărește răspunsul imun al organismului la un iritant. Insolubilitatea precipitatului de hidroxid de aluminiu în apă permite ca substanța să fie utilizată în scopuri de tratare a apei. Compusul chimic este un adsorbant foarte puternic, care vă permite să eliminați un număr mare de elemente dăunătoare din apă.
Aplicații industriale
Utilizarea hidroxidului în industrie este asociată cu producția de aluminiu pur. Procesul tehnologic începe cu prelucrarea minereului care conține oxid de aluminiu, care la finalizarea procesului se transformă în hidroxid. Randamentul acestei reacții este suficient de mare încât, la finalizare, rămâne roca aproape goală. În continuare, se efectuează operația de descompunere a hidroxidului de aluminiu.
Procedura nu necesită condiții speciale, deoarece substanța se descompune bine atunci când este încălzită la temperaturi de peste 180 de grade Celsius. Această etapă permite izolarea oxidului de aluminiu. Acest compus este materialul de bază sau auxiliar pentru fabricare cantitate mare produse industriale și de uz casnic. Dacă este necesar să se obțină aluminiu pur, procesul de electroliză este utilizat cu adăugarea de criolit de sodiu în soluție. Catalizatorul preia oxigenul din oxid, iar aluminiul pur se depune pe catod.
Aluminiul este un metal amfoter. Configuratie electronica atom de aluminiu 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 . Astfel, are trei electroni de valență pe stratul său exterior de electroni: 2 pe 3s și 1 pe subnivelul 3p. Datorită acestei structuri, se caracterizează prin reacții în urma cărora un atom de aluminiu pierde trei electroni din nivel externși capătă o stare de oxidare de +3. Aluminiul este un metal foarte reactiv și prezintă proprietăți reducătoare foarte puternice.
Interacțiunea aluminiului cu substanțe simple
cu oxigen
Când aluminiul absolut pur intră în contact cu aerul, atomii de aluminiu aflați în stratul de suprafață interacționează instantaneu cu oxigenul din aer și formează o peliculă de oxid subțire, groasă, durabilă de zeci de straturi atomice, din compoziția Al 2 O 3, care protejează aluminiul de oxidare ulterioară. De asemenea, este imposibil să se oxideze mostre mari de aluminiu chiar și la temperaturi foarte ridicate. Cu toate acestea, pulberea fină de aluminiu arde destul de ușor în flacăra unui arzător:
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
cu halogeni
Aluminiul reacționează foarte puternic cu toți halogenii. Astfel, reacția dintre pulberile amestecate de aluminiu și iod are loc deja la temperatura camerei după adăugarea unei picături de apă ca catalizator. Ecuația pentru interacțiunea iodului cu aluminiul:
2Al + 3I2 =2AlI3
Aluminiul reacționează și cu bromul, care este un lichid maro închis, fără încălzire. Pur și simplu adăugați o probă de aluminiu la brom lichid: începe imediat o reacție violentă, eliberând o cantitate mare de căldură și lumină:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
Reacția dintre aluminiu și clor are loc atunci când folie de aluminiu încălzită sau pulbere fină de aluminiu este adăugată într-un balon umplut cu clor. Aluminiul arde eficient în clor conform ecuației:
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
cu sulf
Când este încălzit la 150-200 o C sau după aprinderea unui amestec de pulbere de aluminiu și sulf, între ele începe o reacție exotermă intensă cu eliberarea de lumină:
— sulfură aluminiu
cu azot
Când aluminiul reacţionează cu azotul la o temperatură de aproximativ 800 o C, se formează nitrură de aluminiu:
cu carbon
La o temperatura de aproximativ 2000 o C, aluminiul reactioneaza cu carbonul si formeaza carbura de aluminiu (metanida), continand carbon in stare de oxidare -4, ca si in metan.
Interacțiunea aluminiului cu substanțe complexe
cu apa
După cum sa menționat mai sus, o peliculă de oxid stabilă și durabilă de Al 2 O 3 previne oxidarea aluminiului în aer. Aceeași peliculă de oxid de protecție face aluminiul inert față de apă. La îndepărtarea peliculei de oxid de protecție de pe suprafață prin metode precum tratarea cu soluții apoase de alcali, clorură de amoniu sau săruri de mercur (amalgiare), aluminiul începe să reacționeze energic cu apa pentru a forma hidroxid de aluminiu și hidrogen gazos:
cu oxizi metalici
După aprinderea unui amestec de aluminiu cu oxizi ai metalelor mai puțin active (în dreapta aluminiului din seria de activitate), începe o reacție extrem de violentă, extrem de exotermă. Astfel, în cazul interacțiunii aluminiului cu oxidul de fier (III), se dezvoltă o temperatură de 2500-3000 o C în urma acestei reacții se formează fier topit de înaltă puritate.
2AI + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3
Această metodă de obținere a metalelor din oxizii lor prin reducere cu aluminiu se numește aluminotermie sau aluminotermie.
cu acizi neoxidanţi
Interacțiunea aluminiului cu acizii neoxidanți, de ex. cu aproape toți acizii, cu excepția acizilor sulfuric și azotic concentrat, duce la formarea unei sări de aluminiu a acidului și a hidrogenului gazos corespunzător:
a) 2Al + 3H 2SO 4 (diluat) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Al0 + 6H+ = 2Al3+ + 3H20;
b) 2AI + 6HCl = 2AICl3 + 3H2
cu acizi oxidanţi
-acid sulfuric concentrat
Interacțiunea aluminiului cu acidul sulfuric concentrat în condiții normale și la temperaturi scăzute nu are loc datorită unui efect numit pasivare. Când este încălzită, reacția este posibilă și duce la formarea de sulfat de aluminiu, apă și hidrogen sulfurat, care se formează ca urmare a reducerii sulfului, care face parte din acidul sulfuric:
O astfel de reducere profundă a sulfului din starea de oxidare +6 (în H2SO4) la starea de oxidare -2 (în H2S) are loc datorită capacității de reducere foarte ridicate a aluminiului.
- acid azotic concentrat
În condiții normale, acidul azotic concentrat pasivează și aluminiul, ceea ce face posibilă depozitarea acestuia în recipiente de aluminiu. La fel ca și în cazul acidului sulfuric concentrat, interacțiunea aluminiului cu acidul azotic concentrat devine posibilă cu o încălzire puternică, iar reacția are loc în mod predominant:
- acid azotic diluat
Interacțiunea aluminiului cu acidul azotic diluat în comparație cu acidul azotic concentrat duce la produse de reducere mai profundă a azotului. În loc de NO, în funcție de gradul de diluție, se pot forma N 2 O și NH 4 NO 3:
8Al + 30HNO3(dil.) = 8Al(NO3)3 +3N2O + 15H2O
8Al + 30HNO 3 (diluat pur) = 8Al (NO 3) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O
cu alcalii
Aluminiul reacţionează atât cu soluţii apoase de alcalii:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2
și cu alcalii pure în timpul fuziunii:
În ambele cazuri, reacția începe cu dizolvarea peliculei protectoare de oxid de aluminiu:
Al203 + 2NaOH + 3H20 = 2Na
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
În cazul unei soluții apoase, aluminiul, curățat de filmul de oxid protector, începe să reacționeze cu apa conform ecuației:
2Al + 6H20 = 2Al(OH)3 + 3H2
Hidroxidul de aluminiu rezultat, fiind amfoter, reacţionează cu o soluţie apoasă de hidroxid de sodiu pentru a forma tetrahidroxoaluminat de sodiu solubil:
Al(OH)3 + NaOH = Na
Configurația electronică a nivelului extern de aluminiu este ... 3s 2 3p 1.
În starea excitată, unul dintre electronii s merge într-o celulă liberă de subnivelul p, această stare corespunde cu valența III și cu starea de oxidare +3.
În stratul exterior de electroni al atomului de aluminiu există subniveluri d libere. Datorită acestui fapt, numărul său de coordonare în compuși poate fi nu numai 4 ([A1(OH) 4 ] -), ci și 6 – ([A1(OH) 6 ] 3-).
Fiind în natură
Cel mai abundent metal din scoarța terestră, conținutul total de aluminiu din scoarța terestră este de 8,8%.
Nu se găsește în formă liberă în natură.
Cei mai importanți compuși naturali sunt aluminosilicații:
argilă albă Al 2 O 3 ∙ 2SiO 2 ∙ 2H 2 O, feldspat K 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2, mica K 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 ∙ H 2 O
Din alte forme naturale de aluminiu cea mai mare valoare au bauxită A1 2 Oz ∙ nH 2 O, minerale corindon A1 2 Oz și criolit A1F3 ∙ 3NaF.
chitanta
În prezent, în industrie, aluminiul este produs prin electroliza oxidului de aluminiu A1 2 O 3 în criolitul topit.
Procesul de electroliză se reduce în cele din urmă la descompunerea A1 2 Oz prin curent electric
2А1 2 Oz = 4А1 + 3О 2 (950 0 C, А1Fз ∙3NaF, curent electric)
Aluminiul lichid este eliberat la catod:
A1 3+ + 3e-= Al 0
Oxigenul este eliberat la anod.
Proprietăți fizice
Metal ușor, alb-argintiu, ductil, conduce bine curent electric si caldura.
În aer, aluminiul este acoperit cu o peliculă de oxid subțire (0,00001 mm) dar foarte densă, care protejează metalul de oxidarea ulterioară și îi conferă un aspect mat.
Aluminiul este ușor tras în sârmă și rulat în foi subțiri. Folia de aluminiu (0,005 mm grosime) este utilizată în industria alimentară și farmaceutică pentru ambalarea produselor și a medicamentelor.
Proprietăți chimice
Aluminiul este un metal foarte activ, ușor inferior ca activitate elementelor din perioada timpurie - sodiu și magneziu.
1. aluminiul se combină ușor cu oxigenul la temperatura camerei, iar pe suprafața aluminiului se formează o peliculă de oxid (strat A1 2 O 3). Acest film este foarte subțire (≈ 10 -5 mm), dar durabil. Protejează aluminiul de oxidarea ulterioară și, prin urmare, se numește peliculă de protecție
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
2. la interacțiunea cu halogenii se formează halogenuri:
interacțiunea cu clorul și bromul are loc deja la temperaturi obișnuite, cu iod și sulf - atunci când este încălzit.
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
2Al + 3S= Al2S3
3. La temperaturi foarte ridicate, aluminiul se combină direct cu azotul și carbonul.
2Al + N 2 = 2AlN nitrură de aluminiu
4Al + 3C = Al 4 C 3 carbură de aluminiu
Aluminiul nu interacționează cu hidrogenul.
4. Aluminiul este destul de rezistent la apă. Dar dacă efectul protector al peliculei de oxid este îndepărtat mecanic sau prin amalgamare, are loc o reacție viguroasă:
2Al + 6H20 = 2Al(OH)3 + 3H2
5. interacţiunea aluminiului cu acizii
Cu disag. aluminiul reacţionează cu acizii (HCl, H 2 SO 4) pentru a forma hidrogen.
2Al + 6HCI = 2AlCI3 + 3H2
La rece, aluminiul nu reacționează cu acidul sulfuric și azotic concentrat.
Interacționează cu conc. acid sulfuric când este încălzit
8Al + 15H 2 SO 4 = 4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O
Aluminiul reacţionează cu acidul azotic diluat formând NO
Al + 4HNO3 = Al(NO3)3 + NO +2H2O
6. interacțiunea aluminiului cu alcalii
Aluminiul, ca și alte metale care formează oxizi și hidroxizi amfoteri, reacționează cu soluțiile alcaline.
Aluminiul în condiții normale, așa cum sa menționat deja, este acoperit cu o peliculă de protecție A1 2 O 3. Când aluminiul este expus la soluții apoase de alcalii, stratul de oxid de aluminiu A1 2 O 3 se dizolvă și se formează aluminați - săruri care conțin aluminiu ca parte a anionului:
A1203 + 2NaOH + 3H20 = 2Na
Aluminiul, lipsit de peliculă de protecție, interacționează cu apa, înlocuind hidrogenul din aceasta
2Al + 6H20 = 2Al (OH)3 + 3H2
Hidroxidul de aluminiu rezultat reacţionează cu excesul de alcali pentru a forma tetrahidroxoaluminat
Al(OH)3 + NaOH = Na
Ecuația generală pentru dizolvarea aluminiului în soluție apoasă alcaline:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na+ 3H2
Oxid de aluminiu A1 2 O 3
Alb solid, insolubil în apă, punct de topire 2050 0 C.
Natural A1 2 O 3 - corindon mineral. Cristale de corindon colorate transparente - rubin roșu - conțin un amestec de crom - și safir albastru - un amestec de titan și fier - pietre prețioase. De asemenea, sunt obținute artificial și utilizate în scopuri tehnice, de exemplu, pentru fabricarea de piese pentru instrumente de precizie, pietre de ceas etc.
Proprietăți chimice
Oxidul de aluminiu prezintă proprietăți amfotere
1. interacţiunea cu acizii
A1203 + 6HCI = 2AlCI3 + 3H20
2. interacţiunea cu alcalii
A1 2 O 3 + 2NaOH – 2NaAlO 2 + H 2 O
Al203 + 2NaOH + 5H20 = 2Na
3. Când se încălzește un amestec de oxid al metalului corespunzător cu pulbere de aluminiu, are loc o reacție violentă, care duce la eliberarea metalului liber din oxidul preluat. Metoda de reducere folosind Al (aluminotermie) este adesea folosită pentru a obține un număr de elemente (Cr, Mn, V, W etc.) în stare liberă
2A1 + WO3 = A1 2 Oz + W
4. interacţiunea cu sărurile care au un mediu foarte alcalin datorită hidrolizei
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2 NaAlO 2 + CO 2
Hidroxid de aluminiu A1(OH) 3
A1(OH)3 este un precipitat alb gelatinos voluminos, practic insolubil în apă, dar ușor solubil în acizi și baze puternice. Are deci un caracter amfoter.
Hidroxidul de aluminiu se obține prin schimbul de săruri solubile de aluminiu cu alcalii
AlCI3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓
Această reacție poate fi utilizată ca reacție calitativă pentru ionul Al3+
Proprietăți chimice
1. interacţiunea cu acizii
Al(OH)3 + 3HCI = 2AlCI3 + 3H20
2. la interacțiunea cu alcalii puternici se formează aluminații corespunzători:
NaOH + A1(OH)3 = Na
3. descompunere termică
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Săruri de aluminiu suferă hidroliză prin cationi, mediul este acid (pH< 7)
Al 3+ + H + OH - ↔ AlOH 2+ + H +
Al(NO 3) 3 + H 2 O↔ AlOH(NO 3) 2 + HNO 3
Sărurile de aluminiu solubile și acizii slabi sunt supuși complet (hidroliză ireversibilă)
Al2S3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Aplicație în medicină și economie nationala aluminiu și compușii săi.
Ușurința aluminiului și aliajele sale și rezistența mai mare la aer și apă determină utilizarea lor în inginerie mecanică și în construcția de aeronave. În forma sa de metal pur, aluminiul este folosit pentru a face fire electrice.
Folia de aluminiu (0,005 mm grosime) este utilizată în industria alimentară și farmaceutică pentru ambalarea produselor și a medicamentelor.
Oxid de aluminiu Al 2 O 3 - inclus în unele antiacide (de exemplu, Almagel), utilizat pentru creșterea acidității sucului gastric.
KAl(SO 4) 3 12H 2 O - alaun de potasiu este utilizat în medicină pentru tratamentul bolilor de piele, ca agent hemostatic. De asemenea, este folosit ca tanin în industria pielii.
(CH 3 COO) 3 Al - lichid Burov - soluție 8% de acetat de aluminiu are efect astringent și antiinflamator, iar în concentrații mari are proprietăți antiseptice moderate. Se folosește în formă diluată pentru clătire, loțiuni și pentru boli inflamatorii ale pielii și mucoaselor.
AlCl 3 - folosit ca catalizator în sinteza organică.
Al 2 (SO 4) 3 · 18 H 2 0 – folosit pentru purificarea apei.
Întrebări de securitate pentru a asigura:
1. Numiți starea de oxidare cu cea mai mare valență a elementelor grupei III A. Explicați din punct de vedere al structurii atomice.
2.Nume conexiuni critice bor Care este reacția calitativă la ionul borat?
3. Ce proprietăți chimice au oxidul și hidroxidul de aluminiu?
Obligatoriu
Pustovalova L.M., Nikanorov I.E. . Chimie anorganică. Rostov-pe-Don. Phoenix. 2005. –352 p. Ch. 2.1 p. 283-294
Adiţional
1. Akhmetov N.S. generală şi chimie anorganică. M.: Şcoala superioară, 2009.- 368 p.
2. Glinka N.L. Chimie generală. KnoRus, 2009.-436 p.
3. Erokhin Yu.M. Chimie. Manual pentru elevi. Mediu de educație profesională - M.: Academia, 2006. - 384 p.
Resurse electronice
1. Chimie deschisă: un curs complet interactiv de chimie pentru școli, licee, gimnazii, colegii, studenți. universități tehnice: versiunea 2.5-M.: Physikon, 2006. CD-ROM de disc optic electronic
2. .1C: Tutor - Chimie, pentru solicitanți, liceeni și profesori, SA „1C”, 1998-2005. CD-ROM cu disc optic electronic
3. Chimie. Fundamentele chimiei teoretice. [Resursă electronică]. URL: http://chemistry.narod.ru/himiya/default.html
4. Biblioteca electronica materiale educaționaleîn chimie [Resursa electronică]. Adresa URL: http://www.chem.msu.su/rus/elibrary/
Una dintre cele mai utilizate substanțe în industrie este hidroxidul de aluminiu. Acest articol va vorbi despre asta.
Ce este hidroxidul?
Acest compus chimic, care se formează atunci când oxidul reacţionează cu apa. Există trei tipuri de ele: acide, bazice și amfotere. Primul și al doilea sunt împărțiți în grupuri în funcție de activitatea lor chimică, proprietăți și formulă.
Ce sunt substanțele amfotere?
Oxizii și hidroxizii pot fi amfoteri. Acestea sunt substanțe care tind să prezinte atât proprietăți acide, cât și bazice, în funcție de condițiile de reacție, reactivii utilizați etc. Oxizii amfoteri includ două tipuri de oxid de fier, oxid de mangan, plumb, beriliu, zinc și aluminiu. Acesta din urmă, apropo, este cel mai adesea obținut din hidroxidul său. Hidroxizii amfoteri includ hidroxidul de beriliu, hidroxidul de fier și hidroxidul de aluminiu, pe care le vom lua în considerare astăzi în articolul nostru.
Proprietățile fizice ale hidroxidului de aluminiu
Acest compus chimic este un solid alb. Nu se dizolvă în apă.
Hidroxid de aluminiu - proprietăți chimice
După cum am menționat mai sus, acesta este cel mai izbitor reprezentant al grupului de hidroxizi amfoteri. În funcție de condițiile de reacție, poate prezenta atât proprietăți bazice, cât și acide. Această substanță se poate dizolva în acizi, ducând la formarea de sare și apă.
De exemplu, dacă îl amesteci cu acid percloric în cantități egale, vei obține clorură de aluminiu cu apă tot în proporții egale. De asemenea, o altă substanță cu care reacționează hidroxidul de aluminiu este hidroxidul de sodiu. Acesta este un hidroxid bazic tipic. Dacă amestecați substanța în cauză și o soluție de hidroxid de sodiu în cantități egale, obțineți un compus numit tetrahidroxialuminat de sodiu. În a lui structura chimica conține un atom de sodiu, un atom de aluminiu, patru atomi de oxigen și hidrogen. Cu toate acestea, atunci când aceste substanțe sunt topite, reacția decurge oarecum diferit și nu se formează acest compus. Ca urmare acest proces puteți obține metaaluminat de sodiu (formula sa include un atom de sodiu și aluminiu și doi atomi de oxigen) cu apă în proporții egale, cu condiția să amestecați aceeași cantitate de hidroxizi de sodiu și aluminiu uscat și să le aplicați la temperatură ridicată. Dacă îl amestecați cu hidroxid de sodiu în alte proporții, puteți obține hexahidroxialuminat de sodiu, care conține trei atomi de sodiu, un atom de aluminiu și șase fiecare de oxigen și hidrogen. Pentru a forma această substanță, trebuie să amestecați substanța în cauză și o soluție de hidroxid de sodiu în proporții de 1:3, respectiv. Folosind principiul descris mai sus, pot fi obținuți compuși denumiți tetrahidroxoaluminat de potasiu și hexahidroxoaluminat de potasiu. De asemenea, substanța în cauză este susceptibilă la descompunere atunci când este expusă la temperaturi foarte ridicate. Ca rezultat al acestui tip de reacție chimică, se formează oxid de aluminiu, care este, de asemenea, amfoter, și apă. Dacă luați 200 g de hidroxid și îl încălziți, obțineți 50 g de oxid și 150 g de apă. Pe lângă proprietățile chimice specifice, această substanță prezintă și proprietăți comune tuturor hidroxizilor. Interacționează cu sărurile metalice, care au activitate chimică mai mică decât aluminiul. De exemplu, putem lua în considerare reacția dintre acesta și clorura de cupru, pentru care trebuie să le luați într-un raport de 2:3. În acest caz, clorură de aluminiu solubilă în apă și un precipitat sub formă de hidroxid de cupru vor fi eliberate în proporții de 2:3. Substanța în cauză reacționează și cu oxizi de metale similare, de exemplu, putem lua un compus din același cupru; Pentru a efectua reacția, veți avea nevoie de hidroxid de aluminiu și oxid de cupru într-un raport de 2:3, rezultând oxid de aluminiu și hidroxid de cupru. Alți hidroxizi amfoteri, cum ar fi hidroxidul de fier sau de beriliu, au, de asemenea, proprietățile descrise mai sus.
Ce este hidroxidul de sodiu?
După cum puteți vedea mai sus, există multe opțiuni reactii chimice hidroxid de aluminiu cu hidroxid de sodiu. Ce fel de substanță este aceasta? Este un hidroxid bazic tipic, adică o bază reactivă, solubilă în apă. Are toate proprietățile chimice care sunt caracteristice hidroxizilor bazici.
Adică, se poate dizolva în acizi, de exemplu, când amestecați hidroxid de sodiu cu acid percloric în cantități egale, puteți obține sare de masă (clorură de sodiu) și apă într-un raport de 1:1. Acest hidroxid reacționează și cu sărurile metalice, care au activitate chimică mai mică decât sodiul, și cu oxizii acestora. În primul caz, are loc o reacție de schimb standard. Când i se adaugă, de exemplu, clorură de argint, se formează clorură de sodiu și hidroxid de argint, care precipită (reacția de schimb este fezabilă doar dacă una dintre substanțele rezultate din aceasta este un precipitat, gaz sau apă). Când adăugăm, de exemplu, oxid de zinc la hidroxidul de sodiu, obținem hidroxidul acestuia din urmă și apă. Cu toate acestea, mult mai specifice sunt reacțiile acestui hidroxid AlOH, care au fost descrise mai sus.
Prepararea AlOH
Acum că ne-am uitat deja la proprietățile sale chimice de bază, putem vorbi despre cum este extras. Principala modalitate de a obține această substanță este efectuarea unei reacții chimice între o sare de aluminiu și hidroxid de sodiu (se poate folosi și hidroxid de potasiu).
Cu acest tip de reacție, se formează AlOH în sine, care precipită într-un precipitat alb, precum și într-o sare nouă. De exemplu, dacă luați clorură de aluminiu și adăugați de trei ori mai mult hidroxid de potasiu la ea, substanțele rezultate vor fi compusul chimic discutat în articol și de trei ori mai multă clorură de potasiu. Există, de asemenea, o metodă de producere a AlOH, care implică efectuarea unei reacții chimice între o soluție de sare de aluminiu și un carbonat de metal de bază să luăm ca exemplu sodiu; Pentru a obține hidroxid de aluminiu, sare de bucătărie și dioxid de carbon într-un raport de 2:6:3, trebuie să amestecați clorură de aluminiu, carbonat de sodiu (sodă) și apă într-un raport de 2:3:3.
Unde se folosește hidroxidul de aluminiu?
Hidroxidul de aluminiu își găsește utilizarea în medicină.
Datorită capacității sale de a neutraliza acizii, preparatele care îl conțin sunt recomandate pentru arsuri la stomac. De asemenea, este prescris pentru ulcere, procese inflamatorii acute și cronice ale intestinelor. În plus, hidroxidul de aluminiu este utilizat la fabricarea elastomerilor. De asemenea, este utilizat pe scară largă în industria chimică pentru sinteza oxidului de aluminiu și aluminaților de sodiu - aceste procese au fost discutate mai sus. În plus, este adesea folosit la purificarea apei de contaminanți. Această substanță este, de asemenea, utilizată pe scară largă în fabricarea produselor cosmetice.
Unde sunt folosite substanțele care pot fi obținute cu ajutorul lui?
Oxidul de aluminiu, care poate fi obținut datorită descompunerii termice a hidroxidului, este utilizat la fabricarea ceramicii și este utilizat ca catalizator pentru efectuarea diferitelor reacții chimice. Tetrahidroxialuminatul de sodiu își găsește utilizarea în tehnologia vopsirii țesăturilor.