В чем растворяется гидроксид алюминия

Гидроксид алюминия существует в виде четырех полиморфных модификаций, каждую из которых можно выделить при конкретной температуре.

Рис. 1. Гидроксид алюминия. Внешний вид.

Основные характеристики гидроксида алюминия приведены в таблице ниже:

Температура плавления, o С

Гидроксид алюминия выпадает в виде студенистого осадка при действии щелочей на растворы солей алюминия и легко образует коллоидные растворы.

Гидроксид алюминия – типичный амфотерный гидроксид. С кислотами он образует соли, содержащие катион алюминия, со щелочами – алюминаты:

При взаимодействии гидроксида алюминия с водными растворами щелочей образуются гидроксоалюминаты:

При нагревании до температуры выше 575 o С гидроксид алюминия разлагается:

Гидроксид алюминия не реагирует с гидратом аммиака, хлоридомаммония, диоксидами углерода и серы, сероводородом.

За счет развитой поверхности, гидроксид алюминия выступает в качестве хорошего сорбента, поэтому его используют в фильтрах для очистки воды. Кроме этого он нашел применение в фармации, медицине и при производстве пластмасс.

Задание Какая масса оксида алюминия образуется в ходе реакции термического разложения гидроксида алюминия массой 150 г?
Решение При нагревании гидроксида алюминия до температуры выше 575 o С он разлагается согласно уравнению:

Рассчитаем количество вещества гидроксида алюминия (молярная масса – 78 г/моль):

Согласно уравнению реакции n(Al(OH)3) :n(Al2O3) = 2:1 . Тогда количество моль оксида алюминия будет равно:

Найдем массу образовавшегося оксида алюминия (молярная масса – 102 г/моль):

Ответ Масса образовавшегося оксида алюминия равна 102 г.
Задание Вычислите массу гидроксида алюминия, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 50 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168 кг/л).
Решение Запишем уравнение реакции:

Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем:

msolution =0,05 × 1,168 = 0,0584 кг = 58,4г.

msolute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×msolution;

msolute (HCl) = 34 / 100% × 58,4= 19,856 г.

Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль):

n (HCl) = 19,856 / 36,5 = 0,544 моль.

Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (Al(OH)3) =3: 1. Значит,

n(Al(OH)3) = 1/3 ×n(HCl) = 1/3 × 0,544 = 0,181моль.

Тогда масса гидроксида алюминия, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса – 78 г/моль):

источник

Описание актуально на 29.03.2017

Химическая формула Гидроксида Алюминия: Al(OH)3. Это химическое соединение оксида алюминия с водой. Синтезируют в виде белого желеобразного вещества, которое плохо растворимо в воде. У гидроксида имеются 4 кристаллические модификации: нордстрандит (β), моноклинный (γ) гиббсит, байерит (γ) и гидрагилит. Также существует аморфное вещество, состав которого варьируется: Al2O3•nH2O.

Химические свойства. Соединение проявляет амфотерные свойства. Гидроксид Алюминия реагирует с щелочами: при реакции с гидроксидом натрия в растворе получается Na(Al(OH)4); при сплавлении веществ образуется вода и NaAlO2.При нагревании наблюдается разложение Гидроксида Алюминия до воды и оксида алюминия. Вещество не реагирует с раствором аммиака. Реакция алюминий плюс гидроксид натрия: 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2.

Получение Гидроксида Алюминия. Химическое соединение получают из солей Al при их взаимодействии с водным раствором щелочи в недостатке, избегая избытка. К хлориду алюминия AlCl3 прибавляют натрия гидроксид – в результате требуемое вещество выпадает в виде белого осадка и дополнительно образуется хлорид натрия.

Также средство можно получить с помощью реакции водорастворимой соли алюминия с карбонатом щелочного металла. Например, к хлориду алюминия прибавить карбонат натрия и воду – в результате получим хлорид натрия, углекислый газ и гидроксид Al.

  • используют для очистки воды в качестве адсорбента;
  • можно синтезировать сульфат алюминия при взаимодействии гидроксида Al и серной кислоты;
  • в качестве адъюванта при изготовлении вакцины;
  • в медицине в виде антацида;
  • при изготовлении пластика и прочих материалов в виде подавителя процессов горения.

Антацидное, адсорбирующее, обволакивающее.

Гидроксид Алюминия нейтрализует соляную кислоту, разлагая ее на хлорид алюминия и воду. Вещество постепенно повышает рН желудочного сока до 3-4,5 и удерживает на этом уровне в течение нескольких часов. Кислотность желудочного сока значительно снижается, угнетается его протеолитическая активность. При проникновении в щелочную среду кишечника средство образует ионы хлора и фосфаты, которые не всасываются, ионы Cl подвергаются реабсорбции.

  • для лечения язвенной болезни 12-перстной кишки и желудка;
  • при хроническом гастрите при нормальной и повышенной секреторной функции желудка во время обострения;
  • во время терапии грыжи пищеводного отверстия диафрагмы;
  • для устранения дискомфорта и болезненных ощущений в области желудка;
  • при изжоге после употребления алкоголя, кофе или никотина, некоторых лекарств;
  • при несоблюдении диеты.

Средство нельзя принимать:

После приема Гидроксида Алюминия побочные реакции развиваются редко. Наиболее вероятно возникновение запора. Вероятность развития побочного действия можно снизить, если дополнительно принять окись магния.

Гидроксид Алюминия назначают для приема внутрь. Лекарство чаще всего принимают в виде суспензии, с концентрацией активного компонента 4%. Как правило, принимают по 1 или 2 чайным ложкам препарата, 4 или 6 раз в сутки. Продолжительность лечения зависит от болезни и рекомендаций врача.

Данные о передозировке средством отсутствуют.

При сочетании препарата с трисиликатом магния наблюдается оптимизация антацидного действия и снижается констипационное действие лекарства от изжоги.

Вещество не рекомендуется назначать детям.

Особую осторожность соблюдают при лечении пациентов с нарушениями фосфорного обмена.

Нельзя превышать рекомендуемую суточную дозировку средства, это может привести к дефициту фосфора в организме, вызвать костную резорбцию и гиперкальциурию с остеомаляцией.

Необходимо выдерживать 2-х часовой промежуток между приемом лекарства и индометацина, аминазина, салицилатов, фенитоина, бета-адреноблокаторов, изониазида, блокаторов гистаминовых Н2-рецепторов, дифлунизала, фосфоросодержащих препаратов.

Не рекомендуется к применению в педиатрии.

Торговые названия вещества: Алюминий гидроксид, Аджифлюкс, Алюминий гидроксидат, Компенсан, Алмагель, Тривин, Маалокс, Гастал, Стомалокс.

Некоторые отзывы о препаратах Гидроксида Алюминия:

  • … Лекарство хорошо мне помогает от изжоги и боли в желудке по праздникам, когда очень хочется нарушить диету и съесть чего-нибудь острого или сильно соленого”;
  • … Когда была беременна, меня начала докучать проблема с желудком, боль и изжога. Врач посоветовала этот препарат, пила его в форме суспензии, когда появлялись первые признаки. Дискомфорт проходит в течение 5 минут. Хорошее лекарство. Мне очень подходило”;
  • … Принимаю его в комплексе с другими препаратами в таблетках. Надо сказать, что это самое безвредное, из того, что мне выписали. Побочных реакций от него вроде не бывает”.

Стоимость жевательных таблеток Маалокс, содержащих данный компонент в качестве действующего вещества, варьирует в пределах 200-280 рублей за 20 штук.

источник

Алюминий впервые получен химическим путем немецким химиком Ф. Велером в 1827 г., а в 1856 г. французский химик Сен-Клер Девиль выделил его электрохимическим методом.
Алюминий является самым распространенным в природе металлом. Содержание его в земной коре составляет 7,45% (по массе). Важнейшие природные соединения алюминия — алюмосиликаты, боксит, корунд и криолит.
Алюмосиликаты составляют основную массу земной коры. Продукт их выветривания — глина и полевые шпаты (ортоклаз, альбит, анортит). Основной состав глин (каолин) соответствует формуле Аl2O3•2SiO2•2Н2O.
Боксит — горная порода, из которой получают алюминий. Состоит главным образом из гидратов оксида алюминия Аl2O3•nН2O .

Физические свойства алюминия хорошо изучены. Это — серебристо-белый легкий металл, плавящийся при 660°С. Он очень пластичен, легко вытягивается в проволоку и раскатывается в листы. Из алюминия можно изготовить фольгу толщиной менее 0,01мм. Алюминий обладает очень большой тепло- и электропроводностью. Сплавы алюминия с различными металлами обладают большой прочностью и легкостью.

Алюминий очень активный металл. В ряду напряжений он стоит после щелочных и щелочноземельных металлов. Однако на воздухе он довольно устойчив, так как его поверхность покрывается очень плотной пленкой оксида, предохраняющей его от дальнейшего контакта с воздухом. Если с алюминиевой проволоки снять защитную оксидную пленку, то алюминий начнет энергично взаимодействовать с кислородом и водяными парами воздуха, превращаясь в рыхлую массу гидроксида алюминия. Эта реакция сопровождается выделением тепла. Очищенный от защитной оксидной пленки алюминий взаимодействует с водой с выделением водорода:

Алюминий хорошо растворим в разбавленных серной и соляной кислотах:

Разбавленная азотная кислота на холоду пассивирует алюминий, но при нагревании алюминий растворяется в ней с выделением монооксида азота, гемиоксида азота, свободного азота или аммиака, например:

Концентрированная азотная кислота пассивирует алюминий.
Так как оксид и гидроксид алюминия обладают амфотерными свойствами, то алюминий легко растворяется в водных растворах всех щелочей, кроме гидроксида аммония:

Порошкообразный алюминий легко взаимодействует с галогенами, кислородом и всеми неметаллами. Для начала реакций необходимо нагревание. В дальнейшем реакции протекают очень интенсивно и сопровождаются выделением большого количества тепла:

Сульфид алюминия может существовать только в твердом виде. В водных растворах он подвергается полному гидролизу с образованием гидроксида алюминия и сероводорода:

Алюминий легко отнимает кислород и галогены у оксидов и солей других металлов. Реакция сопровождается выделением большого количества тепла:

Процесс восстановления металлов из их оксидов алюминием называется алюмотермией. Алюмотермией пользуются при получении некоторых редких металлов, которые образуют прочную связь с кислородом (ниобий, тантал, молибден, вольфрам и др.).
Смесь мелкого порошка алюминия и магнитного железняка называется термитом. После поджигания термита с помощью специального запала реакция протекает самопроизвольно и температура смеси повышается до 3500°С. Железо при такой температуре находится в расплавленном состоянии. Эту реакцию используют для сваривания рельсов.

Впервые алюминий был получен восстановлением хлорида алюминия металлическим натрием:

В настоящее время его получают электролизом расплавленных солей. В качестве электролита служит расплав, содержащий 85— 90% комплексной соли 3NaF • A1F3 (или Na3AlFe) — криолита и 10–15% оксида алюминия Al2O3 — глинозема. Такая смесь плавится при температуре около 1000°С. При растворении в расплавленном криолите глинозем ведет себя как соль алюминия и алюминиевой кислоты и диссоциирует на катионы алюминия и анионы кислотного остатка алюминиевой кислоты:

При пропускании электрического тока катионы алюминия и натрия движутся к катоду — графитовому корпусу ванны, покрытому на дне слоем расплавленного алюминия, получаемого в процессе электролиза. Так как алюминий менее активен, чем натрий, то он восстанавливается в первую очередь. Восстановленный алюминий в расплавленном состоянии собирается на дне ванны, откуда его периодически выводят.
Анионы AlO3 3− и A1F6 3− движутся к аноду — графитовым стержням или болванкам. На аноде в первую очередь разряжается анион AlO3 3− :

Оксид алюминия вновь диссоциирует, и процесс повторяется. Расход глинозема все время восполняется. Количество криолита практически не меняется. Незначительные потери криолита происходят вследствие образования на аноде тетрафторида углерода CF4 . Электролитическое производство алюминия требует больших затрат электроэнергии (на получение 1 т алюминия расходуется около 20 тыс. квт • ч электроэнергии), поэтому алюминиевые заводы строят вблизи электростанций.

Алюминий находит самое широкое применение. Он используется в электротехнике, его сплавы, отличаясь большой легкостью и прочностью, применяются в самолето- и машиностроении, он все больше вытесняет стали в производстве теплообменных аппаратов, из него изготовляют фольгу, применяемую в радиотехнике и для упаковки пищевых продуктов. Алюминием покрывают стальные и чугунные изделия в целях предохранения их от коррозии: изделия нагревают до 1000° С в смеси алюминиевого порошка (49%), оксида алюминия (49%) и хлорида аммония (2%). Этот процесс называется алитированием. Алитированные изделия выдерживают нагревание°С, не подвергаясь коррозии.

Представляет собой белое вещество, обладающее высокой температурой плавления (2050°С). В природе оксид алюминия встречается в виде корунда и глинозема. Иногда встречаются прозрачные кристаллы корунда красивой формы и окраски. Корунд, окрашенный соединениями хрома в красный цвет, называют рубином, а окрашенный соединениями титана и железа в синий цвет — сапфиром. Рубин и сапфир являются драгоценными
камнями. В настоящее время их довольно легко получают искусственно.
Оксид алюминия обладает амфотерными свойствами, но он не растворяется в воде, кислотах и щелочах. При кипячении оксида алюминия в концентрированном растворе щелочи он частично переходит в раствор. Оксид алюминия переводят в растворимое состояние сплавлением со щелочами или с пиросульфатом калия:

Полученные сплавы растворяются в воде. При сплавлении оксида алюминия с поташом или содой образуются алюминаты, которые легко растворяются в воде:

Природный корунд — очень твердое вещество. Он применяется для изготовления наждачных кругов и шлифовальных порошков. Рубин используют для изготовления втулок часовых и других точных механизмов.
Глинозем используется как сырье для получения алюминия. Обезвоженный оксид алюминия применяется как адсорбент при очистке и разделении органических веществ методом хроматографии.

Представляет собой белое вещество, которое при нагревании теряет воду, превращаясь оксид алюминия. Гидроксид алюминия обладает амфотерными свойствами. Свежеосажденный гидроксид легко растворяется в кислотах и щелочах (кроме гидроксида аммония):

Гидроксид алюминия является слабым основанием и еще более слабой кислотой, поэтому соли алюминия находятся в растворе только в присутствии избытка кислоты, а алюминаты — только в присутствии избытка щелочи. При разбавлении растворов водой эти соединения сильно гидролизуют.
Высушенный гидроксид алюминия теряет часть воды, не растворяется ни в кислотах, ни в щелочах и этим напоминает оксид алюминия.
Гидроксид алюминия обладает свойством поглощать различные вещества, поэтому его применяют при очистке воды.

источник

Гидроксид алюминия – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Al(OH)3.

Гидроксид алюминия – неорганическое вещество белого цвета.

Химическая формула гидроксида алюминия Al(OH)3.

Плохо растворяется в воде.

Обладает способностью адсорбировать различные вещества.

Известны 4 кристаллические модификации гидроксида алюминия : гиббсит, байерит, дойлеит и нордстрандит.

Гиббсит обозначается γ-формой гидроксида алюминия, а байерит – α-формой гидроксида алюминия .

Гиббсит является наиболее химически стабильной формой гидроксида алюминия .

Наименование параметра: Значение:
Химическая формула Al(OH)3
Синонимы и названия иностранном языке для гидроксида алюминия α-формы potassium hydroxide (англ.)

aluminum hydroxide α-form (англ.)

байерит (рус.) Синонимы и названия иностранном языке для гидроксида алюминия γ-формы potassium hydroxide (англ.)

гидраргиллит (рус.) Тип вещества неорганическое Внешний вид гидроксида алюминия α-формы бесцветные моноклинные кристаллы Внешний вид гидроксида алюминия γ-формы белый моноклинные кристаллы Цвет белый, бесцветный Вкус —* Запах — Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество Плотность гидроксида алюминия γ-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м 3 2420 Плотность гидроксида алюминия γ-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см 3 2,42 Температура разложения гидроксида алюминия α-формы, °C 150 Температура разложения гидроксида алюминия γ-формы, °C 180 Молярная масса, г/моль 78,004

Гидроксид алюминия получают в результате следующих химических реакций:

  1. 1. в результате взаимодействия хлорида алюминия и гидроксида натрия:

При этом гидроксид алюминия выпадает в виде белого студенистого осадка.

Гидроксид алюминия получают также при взаимодействии солей алюминия с водными растворами щёлочи, избегая их избытка.

  1. 2. в результате взаимодействия хлорида алюминия, карбоната натрия и воды:

При этом гидроксид алюминия выпадает в виде белого студенистого осадка.

Гидроксид алюминия получают также при взаимодействии водорастворимых солей алюминия с карбонатами щелочных металлов.

Гидроксид алюминия обладает амфотерными свойствами, т. е. обладает как основными, так и кислотными свойствами.

Химические свойства гидроксида алюминия аналогичны свойствам гидроксидов других амфотерных металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция гидроксида алюминия с гидроксидом натрия:

В результате реакции образуются в первом случае – алюминат натрия и вода, во втором – гексагидроксоалюминат натрия, в третьем – тетрагидроксоалюминат натрия. В третьем случае в качестве гидроксида натрия используется концентрированный раствор.

2. реакция гидроксида алюминия с гидроксидом калия:

В результате реакции образуются в первом случае – алюминат калия и вода, во втором – тетрагидроксоалюминат калия. Во втором случае в качестве гидроксида калия используется концентрированный раствор.

3. реакция гидроксида алюминия с азотной кислотой:

В результате реакции образуются нитрат алюминия и вода.

Аналогично проходят реакции гидроксида алюминия и с другими кислотами.

4. реакция гидроксида алюминия с фтороводородом:

В результате реакции образуются в первом случае – фторид алюминия и вода, во втором – гексафтороалюминат водорода и вода. При этом фтороводород в первом случае в качестве исходного вещества используется в виде раствора.

5. реакция гидроксида алюминия с бромоводородом:

В результате реакции образуются бромид алюминия и вода .

6. реакция гидроксида алюминия с йодоводородом:

В результате реакции образуются йодид алюминия и вода .

7. реакция термического разложения гидроксида алюминия:

В результате реакции образуются в первом случае – метагидроксид алюминия и вода, во втором – оксид алюминия и вода.

8. реакция гидроксида алюминия и карбоната натрия:

В результате реакции образуются алюминат натрия, оксид углерода (IV) и вода.

10. реакция гидроксида алюминия и гидроксида кальция:

В результате реакции образуется тетрагидроксоалюмината кальция .

Гидроксид алюминия используется при очистке воды (как адсорбирующее вещество), в медицине, в качестве наполнителя в зубной пасте (как абразивное вещество), пластиках и пластмассах (как антипирен).

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

гидроксид алюминия реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода
уравнение реакций соединения реакции масса взаимодействие гидроксида

Нужна ли нашей стране индустриализация?

Всего проголосовало: 2 758

Настоящий сайт посвящен Второй индустриализации России.

Он включает в себя:
– экономику Второй индустриализации России,
– теорию, методологию и инструментарий инновационного развития – осуществления Второй индустриализации России,
– организационный механизм осуществления Второй индустриализации России,
– справочник прорывных технологий.

Мы не продаем товары, технологии и пр. производителей и изобретателей! Необходимо обращаться к ним напрямую!

Мы проводим переговоры с производителями и изобретателями отечественных прорывных технологий и даем рекомендации по их использованию.

Осуществление Второй индустриализации России базируется на качественно новой научной основе (теории, методологии и инструментарии), разработанной авторами сайта.

Конечным результатом Второй индустриализации России является повышение благосостояния каждого члена общества: рядового человека, предприятия и государства.

Вторая индустриализация России есть совокупность научно-технических и иных инновационных идей, проектов и разработок, имеющих возможность быть широко реализованными в практике хозяйственной деятельности в короткие сроки (3-5 лет), которые обеспечат качественно новое прогрессивное развитие общества в предстоящие 50-75 лет.

Та из стран, которая первой осуществит этот комплексный прорыв – Россия, станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.

источник

Оксид алюминия – Al2O3. Физические свойства: оксид алюминия – белый аморфный порошок или очень твердые белые кристаллы.

Получение: оксид алюминия получают методом восстановления алюминием металлов из их оксидов: хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и др. – металлотермия, открытый Бекетовым:

Оксид алюминия проявляет амфотерные свойства

1. взаимодействие с кислотами

2. взаимодействие со щелочами

А12О3 + 2NaOH – 2NaAlO2 + H2O

Al2O3 + 2NaOH + 5H2O = 2Na[Al(OH)4(H2O)]

3. при накаливании смеси оксида соответствующего металла с порошком алюминия происходит бурная реакция, ведущая к выделению из взятого оксида свободного металла. Метод восстановления при помощи Al (алюмотермия) часто применяют для получения ряда элементов (Cr, Мп, V, W и др.) в свободном состоянии

4. взаимодействие с солями, имеющими сильнощелочную среду, вследствие гидролиза

Al2O3 + Na2CO3 = 2 NaAlO2 + CO2

Гидроксид алюминия – А1(ОН)3. Физические свойства: гидроксид алюминия – белы, аморфный (гелеобразный) или кристаллический. Почти не растворим в воде;

1) из солей алюминия под действием раствора щелочей: AlСl3 + 3NaOH = Al(ОН)3 + 3Н2О;

2) разложением нитрида алюминия водой: AlN + 3Н2О = Аl(ОН)3 + NН3?;

3) пропусканием СО2 через раствор гидроксокомплекса: [Аl(ОН)4]-+ СО2 = Аl(ОН)3 + НСО3-;

4) действием на соли Аl гидратом аммиака; при комнатной температуре образуется Аl(ОН)3.

1. взаимодействие с кислотами

2. при взаимодействии с сильными щелочами образуются соответствующие алюминаты:

Гидроксид алюминия не реагирует с гидратом аммиака, хлоридомаммония, диоксидами углерода и серы, сероводородом.

Al2O3 твердое вещество белого цвета, тугоплавкое. Не реагирует с водой и не растворяется.

Типичный амфотерный оксид, поэтому реагирует с кислотами и щелочами.

При сплавлении образуется метаалюминат натрия:

В растворе щёлочи образуется тетрагидроксоалюминат натрия:

Алюминаты неустойчивы и даже при слабом подкислении разрушаются:

Al(OH)3 – белое вещество, нерастворимое в воде, амфотерный гидроксид.

Получают косвенно реакцией обмена между солью алюминия и щелочью:

Взаимодействует с кислотами и щелочами.

Очень часто амфотерные гидроксиды элементов в степени окисления +III существуют также в мета-форме, например:

AlO(OH) — метагидроксид алюминия

FeO(OH) — метагидроксид железа (орто-форма «Fe(OH)3» не существует).

Амфотерные гидроксиды практически нерастворимы в воде, наиболее удобный способ их получения — осаждение из водного раствора с помощью слабого основания — гидрата аммиака:

Al(NO3)3 + 3(NH3 · H2O) = Al(OH)3↓ + 3NH4NO3 (20 °C)

Al(NO3)3 + 3(NH3 · H2O) = AlO(OH)↓ + 3NH4NO3 + H2O (80 °C)

В случае использования избытка щелочей в обменной реакции подобного типа гидроксид алюминия осаждаться не будет, поскольку алюминий в силу своей амфотерности переходит в анион:

Пример молекулярного уравнения реакции этого типа:

Al(NO3)3 + 4NaOH(избыток) = Na[Al(OH)4] + 3NaNO3

Образующаяся соль относится к числу комплексных соединений (комплексных солей): они включают комплексный анион [Al(OH)4]−. Названия этой соли таково:

Na[Al(OH)4] — тетрагидроксоалюминат натрия

Растворение амфотерных гидроксидов в щелочных растворах рассматривается как процесс образования гидроксосолей (гидроксокомплексов). Экспериментально доказано существование гидроксомплексов [Аl(ОН)42О)2] — , [Аl(ОН)6] 3- , [Аl(ОН)52O)] 2- ; из них первый — наиболее прочный. Координационное число алюминия в этом комплексе равно 6, т.е. алюминий является шестикоординированным.

Комплексным (координационным) соединением (комплексом) называется такое соединение, в узлах кристаллической решетки которого находятся комплексные ионы, обладающие высокой симметрией, устойчивые как в твердом состоянии, так и в растворах. В центре комплексного иона находится металл (обычно d-металл, реже р-металл), который называется комплексообразователь. Вокруг него очень симметрично располагаются лиганды, за счет чего электронная плотность распределяется равномерно и комплекс становится устойчивым. Лигандами могут быть анионы кислот или нейтральные молекулы (Н2О, СО, NH3), которые имеют неподеленную пару электронов. Она принимает участие в донорно-акцепторном взаимодействии с вакантной орбиталью комплексообразователя.

источник

Бинарные соединения алюминия

Алюминий расположены в главной подгруппе III группы (или в 13 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронная конфигурация алюминия в основном состоянии :

+13Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 1s 2s 2p 3s 3p

Электронная конфигурация алюминия в возбужденном состоянии :

+13Al * 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2 1s 2s 2p 3s 3p

Алюминий проявляет парамагнитные свойства. Алюминий на воздухе быстро образует прочные оксидные плёнки, защищающие поверхность от дальнейшего взаимодействия, поэтому устойчив к коррозии.

Алюминий – лёгкий металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

Температура плавления 660 о С, температура кипения 1450 о С, плотность алюминия 2,7 г/см 3 .

Алюминий — самый распространенный металл в природе, и 3-й по распространенности среди всех элементов (после кислорода и кремния). Содержание в земной коре — около 8%.

В природе алюминий встречается в виде соединений:

Корунд Al2O3. Красный корунд называют рубином, синий корунд называют сапфиром.

Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. Поэтому традиционные способы получения алюминия восстановлением из оксида протекают требуют больших затрат энергии. Для промышленного получения алюминия используют процесс Холла-Эру. Для понижения температуры плавления оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите (при температуре 960-970 о С) Na3AlF6, а затем подвергуют электролизу с углеродными электродами. При растворении в расплаве криолита оксид алюминия распадается на ионы:

На катоде происходит восстановление ионов алюминия:

К: Al 3+ +3e → Al 0

На аноде происходит окисление алюминат-ионов:

Суммарное уравнение электролиза расплава оксида алюминия:

Лабораторный способ получения алюминия заключается в восстановлении алюминия из безводного хлорида алюминия металлическим калием:

AlCl3 + 3K → 4Al + 3KCl

Качественная реакция на ионы алюминия — взаимодействие избытка солей алюминия с щелочами . При этом образуется белый аморфный осадок гидроксида алюминия.

Например , хлорид алюминия взаимодействует с гидроксидом натрия:

AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl

При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид алюминия растворяется с образованием тетрагидроксоалюмината:

Обратите внимание , если мы поместим соль алюминия в избыток раствора щелочи, то белый осадок гидроксида алюминия не образуется, т.к. в избытке щелочи соединения алюминия сразу переходят в комплекс:

AlCl3 + 4NaOH = Na[Al(OH)4]

Соли алюминия можно обнаружить с помощью водного раствора аммиака. При взаимодействии растворимых солей алюминия с водным раствором аммиака также в ыпадает полупрозрачный студенистый осадок гидроксида алюминия.

AlCl3 + 3NH3 · H2O = Al(OH)3 ↓ + 3 NH4Cl

Al 3+ + 3NH3 · H2O = Al(OH)3 ↓ + 3 NH4 +

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида алюминия с раствором аммиака можно посмотреть здесь.

1. Алюминий – сильный восстановитель . Поэтому он реагирует со многими неметаллами .

1.1. Алюминий реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

1.2. Алюминий реагирует с серой с образованием сульфидов:

1.3. Алюминий реагируют с фосфором . При этом образуются бинарные соединения — фосфиды:

Алюминий не реагирует с водородом .

1.4. С азотом алюминий реагирует при нагревании до 1000 о С с образованием нитрида:

2Al +N2 → 2AlN

1.5. Алюминий реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия:

1.6. Алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

Видеоопыт взаимодействия алюминия с кислородом воздуха (горение алюминия на воздухе) можно посмотреть здесь.

2. Алюминий взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Реагирует ли алюминий с водой? Ответ на этот вопрос вы без труда найдете, если покопаетесь немного в своей памяти. Наверняка хотя бы раз в жизни вы встречались с алюминиевыми кастрюлями или алюминиевыми столовыми приборами. Такой вопрос я любил задавать студентам на экзаменах. Что самое удивительное, ответы я получал разные — у кого-то алюминий таки реагировал с водой. И очень, очень многие сдавались после вопроса: «Может быть, алюминий реагирует с водой при нагревании?» При нагревании алюминий реагировал с водой уже у половины респондентов))

Тем не менее, несложно понять, что алюминий все-таки с водой в обычных условиях (да и при нагревании) не взаимодействует. И мы уже упоминали, почему: из-за образования оксидной пленки . А вот если алюминий очистить от оксидной пленки (например, амальгамировать), то он будет взаимодействовать с водой очень активно с образованием гидроксида алюминия и водорода:

2Al 0 + 6 H2 + O → 2 Al +3 ( OH)3 + 3 H2 0

Амальгаму алюминия можно получить, выдержав кусочки алюминия в растворе хлорида ртути ( II ):

3HgCl2 + 2Al → 2AlCl3 + 3Hg

Видеоопыт взаимодействия амальгамы алюминия с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Алюминий взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой) со взрывом. При этом образуются соль и водород.

Например , алюминий бурно реагирует с соляной кислотой :

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

2.3. При обычных условиях алюминий не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат алюминия и вода:

2.4. Алюминий не реагирует с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации.

С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием молекулярного азота:

При взаимодействии алюминия с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:

2.5. Алюминий – амфотерный металл, поэтому он взаимодействует с щелочами . При взаимодействии алюминия с раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат и водород:

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2

Видеоопыт взаимодействия алюминия со щелочью и водой можно посмотреть здесь.

Алюминий реагирует с расплавом щелочи с образованием алюмината и водорода:

2Al + 6NaOH → 2Na3AlO3 + 3H2

Эту же реакцию можно записать в другом виде:

2Al + 6NaOH → NaAlO2 + 3H2↑ + Na2O

2.6. Алюминий восстанавливает менее активные металлы из оксидов . Процесс восстановления металлов из оксидов называется алюмотермия .

Например , алюминий вытесняет медь из оксида меди (II). Реакция очень экзотермическая:

2Al + 3CuO → 3Cu + Al2O3

Еще пример : алюминий восстанавливает железо из железной окалины, оксида железа (II, III):

Восстановительные свойства алюминия также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: пероксидом натрия, нитратами и нитритами в щелочной среде, перманганатами, соединениями хрома (VI):

Алюминий – ценный промышленный металл, который опдвергается вторичной переработке. Узнать подробнее о приеме алюминия на переработку, а также об актуальных ценах на данный вид металла можно здесь.

Оксид алюминия можно получить различными методами :

1. Горением алюминия на воздухе:

2. Разложением гидроксида алюминия при нагревании :

3. Оксид алюминия можно получить разложением нитрата алюминия :

Оксид алюминия — типичный амфотерный оксид . Взаимодействует с кислотными и основными оксидами, кислотами, щелочами.

1. При взаимодествии оксида алюминия с основными оксидами образуются соли-алюминаты.

Например , оксид алюминия взаимодействует с оксидом натрия:

2. Оксид алюминия взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются солиалюминаты, а в растворе – комплексные соли . При этом оксид алюминия проявляет кислотные свойства.

Например , оксид алюминия взаимодействует с гидроксидом натрия в расплаве с образованием алюмината натрия и воды:

Оксид алюминия растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоалюмината:

3. Оксид алюминия не взаимодействует с водой.

4. Оксид алюминия взаимодействует с кислотными оксидами (сильных кислот). При этом образуются соли алюминия. При этом оксид алюминия проявляет основные свойства.

Например , оксид алюминия взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата алюминия:

5. Оксид алюминия взаимодействует с растворимыми кислотами с образованием средних и кислых солей.

Например , оксид алюминия реагирует с серной кислотой:

6. Оксид алюминия проявляет слабые окислительные свойства .

Например , оксид алюминия реагирует с гидридом кальция с образованием алюминия, водорода и оксида кальция:

Электрический ток восстанавливает алюминий из оксида (производство алюминия):

7. Оксид алюминия — твердый, нелетучий. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении.

Например , из карбоната натрия:

1. Гидроксид алюминия можно получить действием раствора аммиака на соли алюминия.

Например , хлорид алюминия реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида алюминия и хлорида аммония:

2. Пропусканием углекислого газа, сернистого газа или сероводорода через раствор тетрагидроксоалюмината натрия:

Чтобы понять, как протекает эта реакция, можно использовать несложный прием: мысленно разбить сложное вещество Na[Al(OH)4] на составные части: NaOH и Al(OH)3. Далее мы определяем, как реагирует углекислый газ с каждым из этих веществ, и записываем продукты их взаимодействия. Т.к. Al(OH)3 не реагирует с СО2, то мы записываем справа Al(OH)3 без изменения.

3. Гидроксид алюминия можно получить действием недостатка щелочи на избыток соли алюминия.

Например , хлорид алюминия реагирует с недостатком гидроксида калия с образованием гидроксида алюминия и хлорида калия:

4. Также гидроксид алюминия образуется при взаимодействии растворимых солей алюминия с растворимыми карбонатами, сульфитами и сульфидами . Сульфиды, карбонаты и сульфиты алюминия необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: бромид алюминия реагирует с карбонатом натрия. При этом выпадает осадок гидроксида алюминия, выделяется углекислый газ и образуется бромид натрия:

Хлорид алюминия реагирует с сульфидом натрия с образованием гидроксида алюминия, сероводорода и хлорида натрия:

1. Гидроксид алюминия реагирует с растворимыми кислотами . При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов и типа соли.

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитрата алюминия:

2. Гидроксид алюминия взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот .

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата алюминия:

3. Гидроксид алюминия взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются солиалюминаты, а в растворе – комплексные соли . При этом гидроксид алюминия проявляет кислотные свойства.

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с гидроксидом калия в расплаве с образованием алюмината калия и воды:

Гидроксид алюминия растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоалюмината:

4. Г идроксид алюминия разлагается при нагревании :

Видеоопыт взаимодействия гидроксида алюминия с соляной кислотой и щелочами (амфотерные свойства гидроксида алюминия) можно посмотреть здесь.

Нитрат алюминия при нагревании разлагается на оксид алюминия, оксид азота (IV) и кислород:

Сульфат алюминия при сильном нагревании разлагается аналогично — на оксид алюминия, сернистый газ и кислород:

Для описания свойств комплексных солей алюминия — гидроксоалюминатов, удобно использоваться следующий прием: мысленно разбейте тетрагидроксоалюминат на две отдельные молекулы — гидроксид алюминия и гидроксид щелочного металла.

Например , тетрагидроксоалюминат натрия разбиваем на гидроксид алюминия и гидроксид натрия:

Na[Al(OH)4] разбиваем на NaOH и Al(OH)3

Свойства всего комплекса можно определять, как свойства этих отдельных соединений.

Таким образом, гидроксокомплексы алюминия реагируют с кислотными оксидами .

Например , гидроксокомплекс разрушается под действием избытка углекислого газа. При этом с СО2 реагирует NaOH с образованием кислой соли (при избытке СО2), а амфотерный гидроксид алюминия не реагирует с углекислым газом, следовательно, просто выпадает в осадок:

Аналогично тетрагидроксоалюминат калия реагирует с углекислым газом:

По такому же принципу тетрагидроксоалюминаты реагирует с сернистым газом SO2:

А вот под действием избытка сильной кислоты осадок не выпадает, т.к. амфотерный гидроксид алюминия реагирует с сильными кислотами.

Например , с соляной кислотой:

Правда, под действием небольшого количества ( недостатка ) сильной кислоты осадок все-таки выпадет, для растворения гидроксида алюминия кислоты не будет хватать:

Аналогично с недостатком азотной кислоты выпадает гидроксид алюминия:

Комлекс разрушается при взамодействии с хлорной водой (водным раствором хлора) Cl2:

2Na[Al(OH)4] + Cl2 → 2Al(OH)3↓ + NaCl + NaClO

При этом хлор диспропорционирует.

Также комплекс может прореагировать с избытком хлорида алюминия. При этом выпадает осадок гидроксида алюминия:

Если выпарить воду из раствора комплексной соли и нагреть образующееся вещество, то останется обычная соль-алюминат:

Растворимые соли алюминия и сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:

I ступень: Al 3+ + H2O = AlOH 2+ + H +

II ступень: AlOH 2+ + H2O = Al(OH )2 + + H +

Однако сульфиды, сульфиты, карбонаты алюминия и их кислые соли гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой:

Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.

Соли, в которых алюминий является кислотным остатком (алюминаты) — образуются из оксида алюминия при сплавлении с щелочами и основными оксидами:

Для понимания свойств алюминатов их также очень удобно разбить на два отдельных вещества.

Например, алюминат натрия мы раделим мысленно на два вещества: оксид алюминия и оксид натрия.

NaAlO2 разбиваем на Na2O и Al2O3

Тогда нам станет очевидно, что алюминаты реагируют с кислотами с образованием солей алюминия :

KAlO2 + 4HCl → KCl + AlCl3 + 2H2O

NaAlO2 + 4HCl → AlCl3 + NaCl + 2H2O

Под действием избытка воды алюминаты переходят в комплесные соли:

Сульфид алюминия под действием азотной кислоты окисляется до сульфата:

либо до серной кислоты (под действием горячей концентированной кислоты):

Сульфид алюминия разлагается водой:

Карбид алюминия также разлагается водой при нагревании на гидроксид алюминия и метан:

Нитрид алюминия разлагается под действием минеральных кислот на соли алюминия и аммония:

AlN + 4HCl → AlCl3 + NH4Cl

Также нитрид алюминия разлагается под действием воды:

источник

Понравилась статья? Поделить с друзьями: