Χημεία αλουμινίου. Οι πιο σημαντικές ενώσεις του αλουμινίου Ο χημικός τύπος του υδροξειδίου του αργιλίου

Ανόργανη ουσία, αλκάλιο αλουμινίου, τύπος Al(OH) 3 . Εμφανίζεται στη φύση, είναι μέρος των βωξιτών.

Ιδιότητες

Υπάρχει σε τέσσερις κρυσταλλικές τροποποιήσεις και με τη μορφή ενός κολλοειδούς διαλύματος, μιας ουσίας που μοιάζει με γέλη. Το αντιδραστήριο είναι σχεδόν αδιάλυτο στο νερό. Δεν καίγεται, δεν εκρήγνυται, δεν είναι δηλητηριώδες.

Σε στερεή μορφή, είναι μια λεπτή κρυσταλλική χαλαρή σκόνη, λευκή ή διαφανής, μερικές φορές με ελαφρά γκρι ή ροζ απόχρωση. Το υδροξείδιο που μοιάζει με γέλη είναι επίσης λευκό.

Οι χημικές ιδιότητες των στερεών και των τροποποιήσεων που μοιάζουν με γέλη είναι διαφορετικές. Η στερεά ουσία είναι αρκετά αδρανής, δεν αντιδρά με οξέα, αλκάλια, άλλα στοιχεία, αλλά μπορεί να σχηματίσει μετααργιλικά ως αποτέλεσμα σύντηξης με στερεά αλκάλια ή ανθρακικά.

Η ουσία που μοιάζει με γέλη εμφανίζει επαμφοτερίζουσες ιδιότητες, δηλαδή αντιδρά τόσο με οξέα όσο και με αλκάλια. Στην αντίδραση με οξέα σχηματίζονται άλατα αλουμινίου του αντίστοιχου οξέος, με αλκάλια - άλατα άλλου τύπου, αργιλικά. Δεν αντιδρά με διάλυμα αμμωνίας.

Όταν θερμαίνεται, το υδροξείδιο αποσυντίθεται σε οξείδιο και νερό.

Προληπτικά μέτρα

Το αντιδραστήριο ανήκει στην τέταρτη κατηγορία κινδύνου, θεωρείται πυρίμαχο και πρακτικά ασφαλές για τον άνθρωπο και το περιβάλλον. Πρέπει να δίνεται προσοχή μόνο με τα σωματίδια αερολύματος στον αέρα: η σκόνη έχει ερεθιστική επίδραση στο αναπνευστικό σύστημα, το δέρμα και τους βλεννογόνους.

Ως εκ τούτου, σε χώρους εργασίας όπου μπορεί να δημιουργηθούν μεγάλες ποσότητες σκόνης υδροξειδίου του αλουμινίου, οι εργαζόμενοι θα πρέπει να φορούν προστατευτικά μέσα για την αναπνοή, τα μάτια και το δέρμα. Είναι απαραίτητο να τεθεί ο έλεγχος της περιεκτικότητας σε επιβλαβείς ουσίες στον αέρα του χώρου εργασίας σύμφωνα με τη μεθοδολογία που έχει εγκριθεί από την GOST.

Το δωμάτιο πρέπει να είναι εξοπλισμένο με εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής και, εάν είναι απαραίτητο, με τοπική αναρρόφηση.

Αποθηκεύστε το στερεό υδροξείδιο του αλουμινίου σε χάρτινες σακούλες πολλαπλών στρώσεων ή άλλα δοχεία για χύμα προϊόντα.

Εφαρμογή

Στη βιομηχανία, το αντιδραστήριο χρησιμοποιείται για την απόκτηση καθαρού αλουμινίου και παράγωγα αλουμινίου, για παράδειγμα, οξείδιο αλουμινίου, θειικό και φθοριούχο αλουμίνιο.
- Το οξείδιο του αλουμινίου που λαμβάνεται από υδροξείδιο χρησιμοποιείται για τη λήψη τεχνητών ρουμπίνων για τις ανάγκες της τεχνολογίας λέιζερ, το κορούνδιο - για ξήρανση στον αέρα, καθαρισμό ορυκτελαίων, για την παραγωγή σμύριδας.
- Στην ιατρική, χρησιμοποιείται ως παράγοντας περιτύλιξης και αντιόξινο μακράς δράσης για την ομαλοποίηση της οξεοβασικής ισορροπίας του ανθρώπινου γαστρεντερικού σωλήνα, για τη θεραπεία γαστρικών και δωδεκαδακτυλικών ελκών, γαστροοισοφαγικής παλινδρόμησης και ορισμένων άλλων ασθενειών.
- Στη φαρμακολογία, είναι μέρος των εμβολίων για την ενίσχυση της ανοσολογικής απόκρισης του οργανισμού στις επιπτώσεις μιας εισαγόμενης λοίμωξης.
- Στην επεξεργασία νερού - ως προσροφητικό που βοηθά στην απομάκρυνση διαφόρων ρύπων από το νερό. Το υδροξείδιο αντιδρά ενεργά με τις προς απομάκρυνση ουσίες, σχηματίζοντας αδιάλυτες ενώσεις.
- Στη χημική βιομηχανία, χρησιμοποιείται ως φιλικό προς το περιβάλλον επιβραδυντικό πυρκαγιάς για πολυμερή, σιλικόνες, καουτσούκ, χρώματα και βερνίκια - για να επιδεινώσει την ευφλεκτότητά τους, την καταστολή της απελευθέρωσης καπνού και τοξικών αερίων.
- Στην παραγωγή οδοντόκρεμας, ορυκτών λιπασμάτων, χαρτιού, βαφών, κρυόλιθου.

Μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες ουσίες στη βιομηχανία είναι το υδροξείδιο του αλουμινίου. Αυτό το άρθρο θα μιλήσει για αυτόν.

Τι είναι το υδροξείδιο;

Αυτή είναι μια χημική ένωση που σχηματίζεται όταν ένα οξείδιο αντιδρά με το νερό. Υπάρχουν τρεις ποικιλίες: όξινη, βασική και αμφοτερική. Το πρώτο και το δεύτερο χωρίζονται σε ομάδες ανάλογα με τη χημική τους δράση, τις ιδιότητες και τον τύπο τους.

Τι είναι οι επαμφοτερίζουσες ουσίες;

Τα οξείδια και τα υδροξείδια μπορεί να είναι αμφοτερικά. Αυτές είναι ουσίες που τείνουν να παρουσιάζουν τόσο όξινες όσο και βασικές ιδιότητες, ανάλογα με τις συνθήκες αντίδρασης, τα αντιδραστήρια που χρησιμοποιούνται κ.λπ. Τα αμφοτερικά οξείδια περιλαμβάνουν δύο τύπους οξειδίου του σιδήρου, οξείδιο του μαγγανίου, μολύβδου, βηρυλλίου, ψευδάργυρου και αλουμινίου. Το τελευταίο, παρεμπιπτόντως, λαμβάνεται συχνότερα από το υδροξείδιο του. Τα αμφοτερικά υδροξείδια περιλαμβάνουν το υδροξείδιο του βηρυλλίου, το υδροξείδιο του σιδήρου και το υδροξείδιο του αργιλίου, τα οποία θα εξετάσουμε σήμερα στο άρθρο μας.

Φυσικές ιδιότητες υδροξειδίου του αργιλίου

Αυτή η χημική ένωση είναι ένα λευκό στερεό. Δεν διαλύεται στο νερό.

Υδροξείδιο αλουμινίου - χημικές ιδιότητες

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, αυτός είναι ο λαμπρότερος εκπρόσωπος της ομάδας των αμφοτερικών υδροξειδίων. Ανάλογα με τις συνθήκες αντίδρασης, μπορεί να παρουσιάσει τόσο βασικές όσο και όξινες ιδιότητες. Αυτή η ουσία είναι σε θέση να διαλύεται σε οξέα, ενώ σχηματίζει αλάτι και νερό.

Για παράδειγμα, αν το αναμίξετε με υπερχλωρικό οξύ σε ίσες ποσότητες, τότε παίρνουμε χλωριούχο αλουμίνιο με νερό στις ίδιες αναλογίες. Επίσης, μια άλλη ουσία με την οποία αντιδρά το υδροξείδιο του αργιλίου είναι το υδροξείδιο του νατρίου. Αυτό είναι ένα τυπικό βασικό υδροξείδιο. Αν αναμίξουμε σε ίσες ποσότητες την εν λόγω ουσία και ένα διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, παίρνουμε μια ένωση που ονομάζεται τετραϋδροξοαργιλικό νάτριο. Η χημική του δομή περιέχει ένα άτομο νατρίου, ένα άτομο αργιλίου, τέσσερα άτομα οξυγόνου και τέσσερα άτομα υδρογόνου. Ωστόσο, όταν αυτές οι ουσίες συντήκονται, η αντίδραση προχωρά κάπως διαφορετικά και αυτή η ένωση δεν σχηματίζεται πλέον. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, μπορεί να ληφθεί μετααργιλικό νάτριο (η φόρμουλα του περιλαμβάνει ένα άτομο νατρίου και αλουμινίου και δύο άτομα οξυγόνου) με νερό σε ίσες αναλογίες, υπό την προϋπόθεση ότι αναμιγνύετε την ίδια ποσότητα ξηρών υδροξειδίων νατρίου και αργιλίου και ενεργείτε τους με υψηλή θερμοκρασία. Εάν το αναμίξετε με υδροξείδιο του νατρίου σε άλλες αναλογίες, μπορείτε να πάρετε εξαϋδροξοαργιλικό νάτριο, το οποίο περιέχει τρία άτομα νατρίου, ένα άτομο αλουμινίου και έξι οξυγόνο και υδρογόνο. Για να σχηματιστεί αυτή η ουσία, είναι απαραίτητο να αναμειχθεί η εν λόγω ουσία και ένα διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου σε αναλογίες 1: 3, αντίστοιχα. Σύμφωνα με την αρχή που περιγράφεται παραπάνω, μπορούν να ληφθούν ενώσεις που ονομάζονται τετραϋδροξοαργιλικό κάλιο και εξαϋδροξοαργιλικό κάλιο. Επίσης, η εν λόγω ουσία υπόκειται σε αποσύνθεση όταν εκτίθεται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Λόγω αυτού του είδους χημικής αντίδρασης, σχηματίζεται οξείδιο του αργιλίου, το οποίο είναι επίσης αμφοτερικό, και νερό. Αν πάρουμε 200 g υδροξείδιο και το θερμάνουμε, παίρνουμε 50 g οξείδιο και 150 g νερό. Εκτός από τις ιδιόμορφες χημικές ιδιότητες, αυτή η ουσία εμφανίζει επίσης τις κοινές ιδιότητες για όλα τα υδροξείδια. Αλληλεπιδρά με άλατα μετάλλων, τα οποία έχουν χαμηλότερη χημική δράση από το αλουμίνιο. Για παράδειγμα, εξετάστε την αντίδραση μεταξύ αυτού και του χλωριούχου χαλκού, για την οποία πρέπει να τα πάρετε σε αναλογία 2:3. Σε αυτή την περίπτωση, θα απελευθερωθεί υδατοδιαλυτό χλωριούχο αργίλιο και ένα ίζημα με τη μορφή υδροξειδίου του χαλκού σε αναλογίες 2:3. Η υπό εξέταση ουσία αντιδρά επίσης με οξείδια παρόμοιων μετάλλων, για παράδειγμα, μπορούμε να πάρουμε μια ένωση του ίδιου χαλκού. Η αντίδραση θα απαιτήσει υδροξείδιο αργιλίου και οξείδιο χαλκού σε αναλογία 2:3, με αποτέλεσμα οξείδιο του αργιλίου και υδροξείδιο του χαλκού. Άλλα αμφοτερικά υδροξείδια, όπως το υδροξείδιο του σιδήρου ή του βηρυλλίου, έχουν επίσης τις ιδιότητες που περιγράφηκαν παραπάνω.

Τι είναι το υδροξείδιο του νατρίου;

Όπως φαίνεται παραπάνω, υπάρχουν πολλές παραλλαγές χημικών αντιδράσεων του υδροξειδίου του αργιλίου με το υδροξείδιο του νατρίου. Τι είναι αυτή η ουσία; Είναι ένα τυπικό βασικό υδροξείδιο, δηλαδή μια δραστική, υδατοδιαλυτή βάση. Έχει όλες τις χημικές ιδιότητες που είναι χαρακτηριστικές των βασικών υδροξειδίων.

Δηλαδή, μπορεί να διαλυθεί σε οξέα, για παράδειγμα, αναμειγνύοντας υδροξείδιο του νατρίου με υπερχλωρικό οξύ σε ίσες ποσότητες, μπορείτε να πάρετε βρώσιμο αλάτι (χλωριούχο νάτριο) και νερό σε αναλογία 1: 1. Επίσης, αυτό το υδροξείδιο αντιδρά με άλατα μετάλλων, τα οποία έχουν χαμηλότερη χημική δράση από το νάτριο, και τα οξείδια τους. Στην πρώτη περίπτωση, εμφανίζεται μια τυπική αντίδραση ανταλλαγής. Όταν, για παράδειγμα, προστίθεται σε αυτό χλωριούχος άργυρος, σχηματίζεται χλωριούχο νάτριο και υδροξείδιο του αργύρου, το οποίο κατακρημνίζεται (η αντίδραση ανταλλαγής είναι δυνατή μόνο εάν μία από τις ουσίες που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα είναι ίζημα, αέριο ή νερό). Όταν προστίθεται σε υδροξείδιο του νατρίου, για παράδειγμα, οξείδιο ψευδαργύρου, παίρνουμε το υδροξείδιο του τελευταίου και νερό. Πολύ πιο συγκεκριμένες, ωστόσο, είναι οι αντιδράσεις αυτού του υδροξειδίου του AlOH, που έχουν περιγραφεί παραπάνω.

Λήψη AlOH

Όταν έχουμε ήδη εξετάσει τις κύριες χημικές του ιδιότητες, μπορούμε να μιλήσουμε για το πώς εξορύσσεται. Ο κύριος τρόπος για να ληφθεί αυτή η ουσία είναι να πραγματοποιηθεί μια χημική αντίδραση μεταξύ ενός άλατος αλουμινίου και υδροξειδίου του νατρίου (μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί υδροξείδιο του καλίου).

Σε αυτό το είδος αντίδρασης σχηματίζεται το ίδιο το AlOH, το οποίο κατακρημνίζεται σε λευκό ίζημα, καθώς και σε νέο άλας. Για παράδειγμα, εάν πάρετε χλωριούχο αλουμίνιο και προσθέσετε τρεις φορές περισσότερο υδροξείδιο του καλίου, τότε οι προκύπτουσες ουσίες θα είναι η χημική ένωση που εξετάζεται στο αντικείμενο και τρεις φορές περισσότερο χλωριούχο κάλιο. Υπάρχει επίσης μια μέθοδος για τη λήψη AlOH, η οποία περιλαμβάνει μια χημική αντίδραση μεταξύ ενός διαλύματος άλατος αλουμινίου και ενός ανθρακικού βασικού μετάλλου, ας πάρουμε ως παράδειγμα το νάτριο. Για να ληφθεί υδροξείδιο του αλουμινίου, αλάτι κουζίνας και διοξείδιο του άνθρακα σε αναλογίες 2:6:3, είναι απαραίτητο να αναμειχθούν χλωριούχο αλουμίνιο, ανθρακικό νάτριο (σόδα) και νερό σε αναλογία 2:3:3.

Πού χρησιμοποιείται το υδροξείδιο του αλουμινίου;

Το υδροξείδιο του αργιλίου βρίσκει την εφαρμογή του στην ιατρική.

Λόγω της ικανότητάς του να εξουδετερώνει τα οξέα, τα σκευάσματα που το περιέχουν συνιστώνται για την καούρα. Συνταγογραφείται επίσης για έλκη, οξείες και χρόνιες φλεγμονώδεις διεργασίες του εντέρου. Επιπλέον, το υδροξείδιο του αργιλίου χρησιμοποιείται στην κατασκευή ελαστομερών. Χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στη χημική βιομηχανία για τη σύνθεση οξειδίου του αργιλίου, αργιλικού νατρίου - αυτές οι διαδικασίες συζητήθηκαν παραπάνω. Επιπλέον, χρησιμοποιείται συχνά κατά τον καθαρισμό του νερού από τη ρύπανση. Επίσης, αυτή η ουσία χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή καλλυντικών.

Πού χρησιμοποιούνται οι ουσίες που μπορούν να ληφθούν με αυτό;

Το οξείδιο του αργιλίου, το οποίο μπορεί να ληφθεί ως αποτέλεσμα της θερμικής αποσύνθεσης του υδροξειδίου, χρησιμοποιείται στην κατασκευή κεραμικών και χρησιμοποιείται ως καταλύτης για διάφορες χημικές αντιδράσεις. Το τετραϋδροξοαργιλικό νάτριο βρίσκει τη χρήση του στην τεχνολογία βαφής υφασμάτων.

Η εμφάνιση της ουσίας υδροξείδιο του αργιλίου είναι η εξής. Κατά κανόνα, αυτή η ουσία είναι λευκή, ζελατινώδης στην εμφάνιση, αν και υπάρχουν παραλλαγές της παρουσίας σε κρυσταλλική ή άμορφη κατάσταση. Για παράδειγμα, όταν στεγνώσει, κρυσταλλώνεται σε λευκούς κρυστάλλους που δεν διαλύονται ούτε σε οξέα ούτε σε αλκάλια.

Το υδροξείδιο του αργιλίου μπορεί επίσης να αναπαρασταθεί ως μια λεπτή κρυσταλλική λευκή σκόνη. Η παρουσία ροζ και γκρι αποχρώσεων είναι αποδεκτή.

Ο χημικός τύπος της ένωσης είναι Al(OH)3. Η ένωση και το νερό σχηματίζουν το υδροξείδιο του οποίου προσδιορίζεται επίσης από πολλές απόψεις από τα στοιχεία που συνθέτουν τη σύνθεσή του. Η ένωση αυτή λαμβάνεται πραγματοποιώντας την αντίδραση της αλληλεπίδρασης ενός άλατος αλουμινίου και ενός αραιού αλκαλίου, ενώ η περίσσεια τους δεν πρέπει να επιτρέπεται. Το ίζημα του υδροξειδίου του αργιλίου που λαμβάνεται κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης μπορεί στη συνέχεια να αντιδράσει με οξέα.

Το υδροξείδιο του αργιλίου αλληλεπιδρά με ένα υδατικό διάλυμα υδροξειδίου του ρουβιδίου, ένα κράμα αυτής της ουσίας, υδροξείδιο καισίου, ανθρακικό καίσιο. Σε όλες τις περιπτώσεις απελευθερώνεται νερό.

Το υδροξείδιο του αργιλίου έχει ίση τιμή 78,00 και είναι πρακτικά αδιάλυτο στο νερό. Η πυκνότητα της ουσίας είναι 3,97 γραμμάρια/cm3. Ως επαμφοτερίζουσα ουσία, το υδροξείδιο του αργιλίου αλληλεπιδρά με οξέα και ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων, λαμβάνονται μέτρια άλατα και απελευθερώνεται νερό. Κατά την είσοδο σε αντιδράσεις με αλκάλια, εμφανίζονται σύνθετα άλατα - υδροξοαργιλικά, για παράδειγμα, Κ. Μετααργιλικά σχηματίζονται εάν το υδροξείδιο του αργιλίου συντήκεται με άνυδρα αλκάλια.

Όπως όλες οι επαμφοτερίζουσες ουσίες, το υδροξείδιο του αργιλίου παρουσιάζει ταυτόχρονα όξινες και βασικές ιδιότητες όταν αλληλεπιδρά με αλκάλια και επίσης με αλκάλια. Σε αυτές τις αντιδράσεις, όταν το υδροξείδιο διαλύεται σε οξέα, τα ιόντα υδροξειδίου διασπώνται και όταν αλληλεπιδρούν με αλκάλια, ένα ιόν υδρογόνου διασπάται. Για να το δείτε αυτό, μπορείτε, για παράδειγμα, να πραγματοποιήσετε μια αντίδραση στην οποία εμπλέκεται υδροξείδιο του αργιλίου. Για να το πραγματοποιήσετε, πρέπει να ρίξετε λίγα ρινίσματα αλουμινίου σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα και να ρίξετε μια μικρή ποσότητα υδροξειδίου του νατρίου, όχι περισσότερο από 3 χιλιοστόλιτρα. Ο δοκιμαστικός σωλήνας πρέπει να κλείσει καλά με πώμα και να ξεκινήσει η αργή θέρμανση. Μετά από αυτό, στερεώνοντας τον δοκιμαστικό σωλήνα σε τρίποδο, είναι απαραίτητο να συλλέξετε το απελευθερωμένο υδρογόνο σε άλλο δοκιμαστικό σωλήνα, αφού το βάλετε στην τριχοειδή συσκευή. Μετά από περίπου ένα λεπτό, ο δοκιμαστικός σωλήνας πρέπει να αφαιρεθεί από το τριχοειδές και να τεθεί στη φλόγα. Εάν συλλεχθεί καθαρό υδρογόνο στον δοκιμαστικό σωλήνα, η καύση θα γίνει αθόρυβα, στην ίδια περίπτωση, εάν εισέλθει αέρας σε αυτόν, θα συμβεί βαμβάκι.

Το υδροξείδιο του αργιλίου λαμβάνεται στα εργαστήρια με διάφορους τρόπους:

Με την αντίδραση της αλληλεπίδρασης αλάτων αλουμινίου και αλκαλικών διαλυμάτων.

Η μέθοδος αποσύνθεσης του νιτριδίου του αργιλίου υπό την επίδραση του νερού.

Περνώντας άνθρακα από ένα ειδικό υδροσύμπλεγμα που περιέχει Al(OH)4.

Η δράση της ένυδρης αμμωνίας στα άλατα αλουμινίου.

Η βιομηχανική παραγωγή συνδέεται με την επεξεργασία του βωξίτη. Χρησιμοποιούνται επίσης τεχνολογίες πρόσκρουσης σε διαλύματα αλουμινίου με ανθρακικά.

Το υδροξείδιο του αργιλίου χρησιμοποιείται για την παρασκευή ορυκτών λιπασμάτων, κρυόλιθων, διαφόρων ιατρικών και φαρμακολογικών παρασκευασμάτων. Στη χημική παραγωγή, η ουσία χρησιμοποιείται για την παραγωγή φθοριούχου και θειούχου αργιλίου. Η σύνδεση είναι απαραίτητη για την παραγωγή χαρτιού, πλαστικών, χρωμάτων και πολλά άλλα.

Η ιατρική χρήση οφείλεται στη θετική επίδραση των φαρμάκων που περιέχουν αυτό το στοιχείο στη θεραπεία γαστρικών διαταραχών, υψηλής οξύτητας του σώματος, πεπτικών ελκών.

Κατά το χειρισμό της ουσίας, θα πρέπει να προσέχετε να μην εισπνεύσετε τους ατμούς της, καθώς προκαλούν σοβαρή βλάβη στους πνεύμονες. Όντας αδύναμο καθαρτικό, είναι επικίνδυνο σε μεγάλες δόσεις. Η διάβρωση προκαλεί αλουμίνωση.

Η ίδια η ουσία είναι αρκετά ασφαλής, καθώς δεν αντιδρά με οξειδωτικά μέσα.

2s 2p 3s 3p

Ηλεκτρονική διαμόρφωση αλουμίνιοσε συγκινημένη κατάσταση :

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

Αλουμίνιοπαρουσιάζει παραμαγνητικές ιδιότητες. Το αλουμίνιο στον αέρα σχηματίζεται γρήγορα ισχυρές μεμβράνες οξειδίου, προστατεύοντας επομένως την επιφάνεια από περαιτέρω αλληλεπίδραση ανθεκτικό στη διάβρωση.

Φυσικές ιδιότητες

Αλουμίνιο- ελαφρύ μέταλλο ασημί-λευκού χρώματος, εύκολα καλουπωμένο, χυτό, κατεργασμένο. Έχει υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Σημείο τήξεως 660 o C, σημείο βρασμού 1450 o C, πυκνότητα αλουμινίου 2,7 g/cm 3 .

Όντας στη φύση

Αλουμίνιο- το πιο κοινό μέταλλο στη φύση και το 3ο πιο κοινό μεταξύ όλων των στοιχείων (μετά το οξυγόνο και το πυρίτιο). Η περιεκτικότητα στον φλοιό της γης είναι περίπου 8%.

Στη φύση, το αλουμίνιο εμφανίζεται με τη μορφή ενώσεων:

Βωξίτες Al 2 O 3 H 2 O(με ακαθαρσίες SiO2, Fe 2 O 3 , CaCO 3)- ένυδρο οξείδιο του αλουμινίου

Κορούνδιο Al 2 O 3 .Το κόκκινο κορούνδιο ονομάζεται ρουμπίνι, το μπλε κορούνδιο ονομάζεται ζαφείρι.

Πώς να πάρει

Αλουμίνιοσχηματίζει ισχυρό χημικό δεσμό με το οξυγόνο. Επομένως, οι παραδοσιακές μέθοδοι για την παραγωγή αλουμινίου με αναγωγή από οξείδιο απαιτούν μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Για βιομηχανικός Το αλουμίνιο παράγεται με τη διαδικασία Hall-Héroult. Για να χαμηλώσετε το σημείο τήξης της αλουμίνας διαλυμένο σε λιωμένο κρυόλιθο(σε θερμοκρασία 960-970 περίπου C) Na 3 AlF 6 και στη συνέχεια υποβάλλεται σε ηλεκτρόλυση με ηλεκτρόδια άνθρακα. Όταν διαλύεται σε τήγμα κρυόλιθου, το οξείδιο του αργιλίου αποσυντίθεται σε ιόντα:

Al 2 O 3 → Al 3+ + AlO 3 3-

Στο κάθοδοςσε εξέλιξη μείωση των ιόντων αλουμινίου:

K: Al 3+ + 3e → Al 0

Στο άνοδοςεμφανίζεται οξείδωση αργιλικά ιόντα:

Α: 4AlO 3 3- - 12e → 2Al 2 O 3 + 3O 2

Η συνολική εξίσωση για την ηλεκτρόλυση τήγματος αλουμίνας:

2Al 2 O 3 → 4Al + 3O 2

εργαστηριακή μέθοδοη παραγωγή αλουμινίου συνίσταται στην αναγωγή του αλουμινίου από άνυδρο χλωριούχο αλουμίνιο με μέταλλο κάλιο:

AlCl 3 + 3K → 4Al + 3KCl

Ποιοτικές αντιδράσεις

Ποιοτική αντίδραση σε ιόντα αλουμινίου - αλληλεπίδραση υπέρβασηάλατα αλουμινίου με αλκάλια . Αυτό σχηματίζει ένα λευκό άμορφο ίζημα υδροξείδιο αργιλίου.

Για παράδειγμα , χλωριούχο αργίλιοαλληλεπιδρά με υδροξείδιο του νατρίου:

Με περαιτέρω προσθήκη αλκαλίου, το αμφοτερικό υδροξείδιο του αργιλίου διαλύεται για να σχηματιστεί τετραϋδροξοαργιλικό:

Al(OH) 3 + NaOH = Na

Σημείωση , αν τοποθετήσουμε μέσα ένα αλάτι αλουμινίου περίσσεια αλκαλικού διαλύματος, τότε δεν σχηματίζεται λευκό ίζημα υδροξειδίου του αργιλίου, γιατί σε περίσσεια αλκαλίων, οι ενώσεις αλουμινίου περνούν αμέσως συγκρότημα:

AlCl 3 + 4NaOH = Na

Τα άλατα αλουμινίου μπορούν να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας ένα υδατικό διάλυμα αμμωνίας. Στην αλληλεπίδραση διαλυτών αλάτων αλουμινίου με υδατικό διάλυμα αμμωνίας, επίσης σε καθιζάνει ένα ημιδιαφανές ζελατινώδες ίζημα υδροξειδίου του αργιλίου.

AlCl 3 + 3NH 3 H 2 O \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3 NH 4 Cl

Αλ 3+ + 3NH 3 H 2 O\u003d Al (OH) 3 ↓ + 3 NH 4 +

εμπειρία βίντεομπορούν να προβληθούν οι αλληλεπιδράσεις ενός διαλύματος χλωριούχου αργιλίου με ένα διάλυμα αμμωνίας

Χημικές ιδιότητες

1. αλουμίνιο - ισχυρός αναγωγικός παράγοντας . Αντιδρά λοιπόν με πολλούς αμέταλλα .

1.1. Το αλουμίνιο αντιδρά με αλογόναμε την εκπαίδευση αλογονίδια:

1.2. το αλουμίνιο αντιδρά με θειάφιμε την εκπαίδευση σουλφίδια:

2Al + 3S → Al 2 S 3

1.3. αντιδρά αλουμίνιοΜε φώσφορος. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται δυαδικές ενώσεις - φωσφίδια:

Al + P → AlP

Αλουμίνιο δεν αντιδρά με υδρογόνο .

1.4. Με άζωτο αλουμίνιοαντιδρά όταν θερμαίνεται στους 1000 ° C με το σχηματισμό νιτρίδιο:

2Al +N 2 → 2AlN

1.5. το αλουμίνιο αντιδρά με άνθρακαμε την εκπαίδευση καρβίδιο αλουμινίου:

4Al + 3C → Al 4 C 3

1.6. Το αλουμίνιο αλληλεπιδρά με οξυγόνομε την εκπαίδευση οξείδιο:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

εμπειρία βίντεοαλληλεπιδράσεις αλουμινίου με οξυγόνο στον αέρα(καύση αλουμινίου στον αέρα) μπορεί να προβληθεί.

2. Το αλουμίνιο αλληλεπιδρά με σύνθετες ουσίες:

2.1. Μήπως το αλουμίνιοΜε νερό? Μπορείτε εύκολα να βρείτε την απάντηση σε αυτή την ερώτηση αν σκάψετε λίγο στη μνήμη σας. Σίγουρα τουλάχιστον μια φορά στη ζωή σας έχετε συναντήσει ταψιά αλουμινίου ή μαχαιροπίρουνα αλουμινίου. Αυτή είναι μια ερώτηση που μου αρέσει να κάνω στους μαθητές στις εξετάσεις. Αυτό που είναι πιο εκπληκτικό, έλαβα διαφορετικές απαντήσεις - για κάποιον, το αλουμίνιο αντέδρασε με το νερό. Και πολύ, πάρα πολλοί τα παράτησαν μετά την ερώτηση: "Ίσως το αλουμίνιο αντιδρά με το νερό όταν θερμαίνεται;" Όταν θερμάνθηκε, το αλουμίνιο αντέδρασε με νερό ήδη στους μισούς από τους ερωτηθέντες))

Ωστόσο, είναι εύκολο να καταλάβουμε ότι το αλουμίνιο είναι ακόμα με νερόυπό κανονικές συνθήκες (ακόμα και όταν θερμαίνεται) δεν αλληλεπιδρά. Και αναφέραμε ήδη γιατί: λόγω παιδείας μεμβράνη οξειδίου . Αλλά εάν το αλουμίνιο καθαριστεί από μια μεμβράνη οξειδίου (για παράδειγμα, συγχωνεύω), τότε θα αλληλεπιδράσει με νερό πολύ ενεργόςμε την εκπαίδευση υδροξείδιο αργιλίουκαι υδρογόνο:

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

Το αμάλγαμα αλουμινίου μπορεί να ληφθεί διατηρώντας κομμάτια αλουμινίου σε διάλυμα χλωριούχου υδραργύρου (II):

εμπειρία βίντεομπορούν να προβληθούν οι αλληλεπιδράσεις του αμαλγάματος αλουμινίου με το νερό.

2.2. Το αλουμίνιο αλληλεπιδρά με ορυκτά οξέα (με υδροχλωρικό, φωσφορικό και αραιό θειικό οξύ) με μια έκρηξη. Αυτό παράγει αλάτι και υδρογόνο.

Για παράδειγμα, το αλουμίνιο αντιδρά βίαια με υδροχλωρικό οξύ :

2.3. Υπό κανονικές συνθήκες, αλουμίνιο δεν αντιδράΜε συμπυκνωμένο θειικό οξύ εξαιτίας παθητικοποίηση– σχηματισμός πυκνού φιλμ οξειδίου. Όταν θερμαίνεται, η αντίδραση προχωρά, σχηματίζοντας οξείδιο του θείου (IV)., θειικό αλουμίνιοκαι νερό:

2Al + 6H 2 SO 4 (συμπ.) → Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

2.4. Το αλουμίνιο δεν αντιδρά με συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ επίσης λόγω παθητικοποίησης.

ΑΠΟ αραιό νιτρικό οξύ το αλουμίνιο αντιδρά για να σχηματίσει ένα μοριακό άζωτο:

10Al + 36HNO 3 (διαφορά) → 3N 2 + 10Al(NO 3) 3 + 18H 2 O

Στην αλληλεπίδραση του αλουμινίου σε μορφή σκόνης με πολύ αραιό νιτρικό οξύ μπορεί να σχηματιστεί νιτρικό αμμώνιο:

8Al + 30HNO 3 (πολύ αραιό) → 8Al(NO 3) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O

2.5. αλουμίνιο - αμφοτερικόςμέταλλο, άρα αλληλεπιδρά με αλκάλια. Όταν το αλουμίνιο αλληλεπιδρά με λύσησχηματίζεται αλκάλιο τετραϋδροξοαργιλικόκαι υδρογόνο:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

εμπειρία βίντεομπορούν να προβληθούν οι αλληλεπιδράσεις του αλουμινίου με το αλκάλιο και το νερό.

Το αλουμίνιο αντιδρά με τήκωαλκαλίων με το σχηματισμό αργιλικό άλαςκαι υδρογόνο:

2Al + 6NaOH → 2Na 3 AlO 3 + 3H 2

Η ίδια αντίδραση μπορεί να γραφτεί με διαφορετική μορφή (στην εξέταση προτείνω να γράψετε την αντίδραση με αυτήν τη μορφή):

2Al + 6NaOH → NaAlO 2 + 3H 2 + Na 2 O

2.6. αποκαθιστά το αλουμίνιο λιγότερο ενεργά μέταλλα οξείδια . Η διαδικασία ανάκτησης μετάλλων από οξείδια ονομάζεται αλουμινοθερμία .

Για παράδειγμα, αλουμίνιο μετατοπίζει χαλκόςαπό οξείδιο του χαλκού (II).Η αντίδραση είναι πολύ εξώθερμη:

Περισσότερο παράδειγμα: αποκαθιστά αλουμίνιο σίδεροαπό οξείδιο του σιδήρου, οξείδιο του σιδήρου (II, III):

8Al + 3Fe 3 O 4 → 4Al 2 O 3 + 9Fe

Αποκαταστατικές ιδιότητεςΤο αλουμίνιο εκδηλώνεται επίσης όταν αλληλεπιδρά με ισχυρούς οξειδωτικούς παράγοντες: υπεροξείδιο του νατρίου, νιτρικάκαι νιτρώδησε αλκαλικό περιβάλλον υπερμαγγανικά, ενώσεις χρωμίου(VI):

2Al + 3Na 2 O 2 → 2NaAlO 2 + 2Na 2 O

8Al + 3KNO 3 + 5KOH + 18H 2 O → 8K + 3NH 3

10Al + 6KMnO 4 + 24H 2 SO 4 → 5Al 2 (SO 4) 3 + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 24H 2 O

2Al + NaNO 2 + NaOH + 5H 2 O → 2Na + NH 3

Al + 3KMnO 4 + 4KOH → 3K 2 MnO 4 + K

4Al + K 2 Cr 2 O 7 → 2Cr + 2KAlO 2 + Al 2 O 3

Το αλουμίνιο είναι ένα πολύτιμο βιομηχανικό μέταλλο που μπορεί να ανακυκλωθεί. Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για την αποδοχή του αλουμινίου για επεξεργασία, καθώς και για τις τρέχουσες τιμές για αυτό το είδος μετάλλου. .

Οξείδιο του αλουμινίου

Πώς να πάρει

Οξείδιο του αλουμινίουμπορούν να ληφθούν με διάφορες μεθόδους:

1. καύσηαλουμίνιο στον αέρα:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

2. αποσύνθεση υδροξείδιο αργιλίουόταν θερμαίνεται:

3. Μπορεί να ληφθεί οξείδιο αλουμινίου αποσύνθεση νιτρικού αργιλίου :

Χημικές ιδιότητες

Οξείδιο αλουμινίου - Τυπικό αμφοτερικό οξείδιο . Αλληλεπιδρά με όξινα και βασικά οξείδια, οξέα, αλκάλια.

1. Όταν το οξείδιο του αλουμινίου αντιδρά με βασικά οξείδια σχηματίζονται άλατα αλουμίνια.

Για παράδειγμα, το οξείδιο του αλουμινίου αλληλεπιδρά με οξείδιο νάτριο:

Na 2 O + Al 2 O 3 → 2NaAlO 2

2. Οξείδιο του αλουμινίουαλληλεπιδρά Εν στο λιώσιμοσχηματίστηκε άλας—αλουμίνια,και στο διάλυμα - σύμπλοκα άλατα . Ταυτόχρονα, εμφανίζει οξείδιο του αλουμινίου όξινες ιδιότητες.

Για παράδειγμα, το οξείδιο του αλουμινίου αλληλεπιδρά με υδροξείδιο του νατρίουστο τήγμα για να σχηματιστεί αργιλικό νάτριοκαι νερό:

2NaOH + Al 2 O 3 → 2NaAlO 2 + H 2 O

Οξείδιο του αλουμινίου διαλύεταισε περίσσεια αλκάλιαμε την εκπαίδευση τετραϋδροξοαργιλικό:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na

3. Το οξείδιο του αλουμινίου δεν αλληλεπιδρά με νερό.

4. Το οξείδιο του αλουμινίου αλληλεπιδρά οξείδια οξέος (ισχυρά οξέα). Ταυτόχρονα σχηματίζονται άλαςαλουμίνιο. Ταυτόχρονα, εμφανίζει οξείδιο του αλουμινίου βασικές ιδιότητες.

Για παράδειγμα, το οξείδιο του αλουμινίου αλληλεπιδρά με οξείδιο του θείου (VI)με την εκπαίδευση θειικό αλουμίνιο:

Al 2 O 3 + 3SO 3 → Al 2 (SO 4) 3

5. Το οξείδιο του αλουμινίου αλληλεπιδρά με διαλυτά οξέα με την εκπαίδευση μέτρια και όξινα άλατα.

Για παράδειγμα θειικό οξύ:

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

6. Το οξείδιο του αλουμινίου παρουσιάζει ασθενές οξειδωτικές ιδιότητες .

Για παράδειγμα, το οξείδιο του αργιλίου αντιδρά με υδρίδιο του ασβεστίουμε την εκπαίδευση αλουμίνιο, υδρογόνοκαι οξείδιο του ασβεστίου:

Al 2 O 3 + 3CaH 2 → 3CaO + 2Al + 3H 2

Ηλεκτρική ενέργεια αποκαθιστάαλουμίνιο από οξείδιο (παραγωγή αλουμινίου):

2Al 2 O 3 → 4Al + 3O 2

7. Το οξείδιο του αλουμινίου είναι στερεό, μη πτητικό. Και επομένως αυτός εκτοπίζει περισσότερα πτητικά οξείδια (συνήθως διοξείδιο του άνθρακα) από άλατακατά τη σύντηξη.

Για παράδειγμα, από ανθρακικό νάτριο:

Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaAlO 2 + CO 2

υδροξείδιο αργιλίου

Πώς να πάρει

1. Το υδροξείδιο του αργιλίου μπορεί να ληφθεί με τη δράση ενός διαλύματος αμμωνίαστο άλατα αλουμινίου.

Για παράδειγμα, το χλωριούχο αργίλιο αντιδρά με υδατικό διάλυμα αμμωνίαςμε την εκπαίδευση υδροξείδιο αργιλίουκαι χλωριούχο αμμώνιο:

AlCl 3 + 3NH 3 + 3H 2 O \u003d Al (OH) 3 + 3NH 4 Cl

2. Περνώντας διοξείδιο του άνθρακα, ξινό αέριο ή υδρόθειο μέσω διαλύματος τετραϋδροξοαλουμινικού νατρίου:

Na + CO 2 \u003d Al (OH) 3 + NaNCO 3

Για να κατανοήσετε πώς εξελίσσεται αυτή η αντίδραση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα απλό τέχνασμα: σπάστε διανοητικά τη σύνθετη ουσία Na στα συστατικά της μέρη: NaOH και Al (OH) 3. Στη συνέχεια, προσδιορίζουμε πώς αντιδρά το διοξείδιο του άνθρακα με καθεμία από αυτές τις ουσίες και καταγράφουμε τα προϊόντα της αλληλεπίδρασής τους. Επειδή Το Al (OH) 3 δεν αντιδρά με το CO 2, τότε γράφουμε Al (OH) 3 στα δεξιά χωρίς αλλαγή.

3. Το υδροξείδιο του αργιλίου μπορεί να ληφθεί με τη δράση έλλειψη αλκαλίων στο περίσσεια αλατιού αλουμινίου.

Για παράδειγμα, χλωριούχο αργίλιοαντιδρά με έλλειψη υδροξειδίου του καλίουμε την εκπαίδευση υδροξείδιο αργιλίουκαι χλωριούχο κάλιο:

AlCl 3 + 3KOH (ανεπάρκεια) \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3KCl

4. Το υδροξείδιο του αργιλίου σχηματίζεται επίσης από την αλληλεπίδραση των διαλυτών άλατα αλουμινίουμε διαλυτό ανθρακικά, θειώδη και σουλφίδια . Θειούχα, ανθρακικά και θειώδη άλατα αλουμινίου σε υδατικό διάλυμα.

Για παράδειγμα: βρωμιούχο αλουμίνιοαντιδρά με ανθρακικό νάτριο. Σε αυτή την περίπτωση, κατακρημνίζεται ένα ίζημα υδροξειδίου του αργιλίου, απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα και σχηματίζεται βρωμιούχο νάτριο:

2AlBr 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + CO 2 + 6NaBr

χλωριούχο αργίλιοαντιδρά με θειούχο νάτριομε το σχηματισμό υδροξειδίου του αργιλίου, υδρόθειου και χλωριούχου νατρίου:

2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S + 6NaCl

Χημικές ιδιότητες

1. Το υδροξείδιο του αργιλίου αντιδρά με διαλυτός οξέα. Ταυτόχρονα σχηματίζονται μέτρια ή όξινα άλατα, ανάλογα με την αναλογία των αντιδραστηρίων και το είδος του άλατος.

Για παράδειγμα νιτρικό οξύμε την εκπαίδευση νιτρικό αλουμίνιο:

Al(OH) 3 + 3HNO 3 → Al(NO 3) 3 + 3H 2 O

Al(OH) 3 + 3HCl → AlCl 3 + 3H 2 O

2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

Al(OH) 3 + 3HBr → AlBr 3 + 3H 2 O

2. Το υδροξείδιο του αργιλίου αλληλεπιδρά με όξινα οξείδια ισχυρών οξέων .

Για παράδειγμα, το υδροξείδιο του αργιλίου αλληλεπιδρά με οξείδιο του θείου (VI)με την εκπαίδευση θειικό αλουμίνιο:

2Al(OH) 3 + 3SO 3 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

3. Το υδροξείδιο του αργιλίου αλληλεπιδρά με διαλυτές βάσεις (αλκάλια).Εν στο λιώσιμοσχηματίστηκε άλας—αλουμίνια,και στο διάλυμα - σύμπλοκα άλατα . Ταυτόχρονα, το υδροξείδιο του αλουμινίου εκθέτει όξινες ιδιότητες.

Για παράδειγμα, το υδροξείδιο του αργιλίου αντιδρά με υδροξείδιο του καλίουστο τήγμα για να σχηματιστεί αργιλικό κάλιοκαι νερό:

2KOH + Al(OH) 3 → 2KAlO 2 + 2H 2 O

υδροξείδιο αργιλίου διαλύεταισε περίσσεια αλκάλιαμε την εκπαίδευση τετραϋδροξοαργιλικό:

Al(OH) 3 + KOH → K

4. σολυδροξείδιο αργιλίου αποσυντίθεταιόταν θερμαίνεται:

2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O

εμπειρία βίντεοαλληλεπιδράσεις του υδροξειδίου του αργιλίου με υδροχλωρικό οξύκαι αλκάλια(αμφοτερικές ιδιότητες του υδροξειδίου του αλουμινίου) μπορούν να προβληθούν.

άλατα αλουμινίου

Νιτρικό και θειικό αλουμίνιο

νιτρικό αλουμίνιοόταν θερμαίνεται, αποσυντίθεται σε οξείδιο του αλουμινίου, μονοξείδιο του αζώτου (IV)και οξυγόνο:

4Al(NO 3) 3 → 2Al 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2

θειικό αλουμίνιουπό ισχυρή θέρμανση, αποσυντίθεται ομοίως - σε οξείδιο του αλουμινίου, διοξείδιο του θείουκαι οξυγόνο:

2Al 2 (SO 4) 3 → 2Al 2 O 3 + 6SO 2 + 3O 2

Σύνθετα άλατα αλουμινίου

Για να περιγράψετε τις ιδιότητες των σύνθετων αλάτων αλουμινίου - υδροξοαλουμινικά, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε την ακόλουθη τεχνική: διασπάστε διανοητικά το τετραϋδροξοαργιλικό άλας σε δύο ξεχωριστά μόρια - υδροξείδιο του αργιλίου και υδροξείδιο αλκαλιμετάλλου.

Για παράδειγμα, το τετραϋδροξοαργιλικό νάτριο χωρίζεται σε υδροξείδιο του αργιλίου και υδροξείδιο του νατρίου:

Ναχωρίζεται σε NaOH και Al(OH) 3

Οι ιδιότητες ολόκληρου του συμπλόκου μπορούν να οριστούν ως οι ιδιότητες αυτών των μεμονωμένων ενώσεων.

Έτσι, τα υδροξοσύμπλεγμα αλουμινίου αντιδρούν με οξείδια οξέος .

Για παράδειγμα, το υδροξυσύμπλεγμα καταστρέφεται υπό τη δράση περίσσειας διοξείδιο του άνθρακα. Ταυτόχρονα, το NaOH αντιδρά με το CO 2 για να σχηματίσει ένα όξινο άλας (με περίσσεια CO 2) και το αμφοτερικό υδροξείδιο του αργιλίου δεν αντιδρά με το διοξείδιο του άνθρακα, επομένως, απλώς καθιζάνει:

Na + CO 2 → Al(OH) 3 ↓ + NaHC0 3

Ομοίως, το τετραϋδροξοαργιλικό κάλιο αντιδρά με το διοξείδιο του άνθρακα:

K + CO 2 → Al(OH) 3 + KHCO 3

Με την ίδια αρχή, τα τετραϋδροξοαργιλικά αντιδρούν με ξινό αέριο SO2:

Na + SO 2 → Al(OH) 3 ↓ + NaHSO 3

K + SO 2 → Al(OH) 3 + KHSO 3

Αλλά κάτω από τη δράση πολύ ισχυρό οξύ το ίζημα δεν πέφτει, γιατί το αμφοτερικό υδροξείδιο του αργιλίου αντιδρά με ισχυρά οξέα.

Για παράδειγμα, Με υδροχλωρικό οξύ:

Na + 4HCl (περίσσεια) → NaCl + AlCl 3 + 4H 2 O

Είναι αλήθεια ότι υπό την επίδραση μιας μικρής ποσότητας ( έλλειψη ) ισχυρό οξύτο ίζημα θα εξακολουθήσει να πέφτει, δεν θα υπάρχει αρκετό οξύ για να διαλύσει το υδροξείδιο του αργιλίου:

Na + HCl (έλλειψη) → Al(OH) 3 ↓ + NaCl + H 2 O

Το ίδιο και το μειονέκτημα νιτρικό οξύκαθιζάνει υδροξείδιο του αργιλίου:

Na + HNO 3 (ανεπάρκεια) → Al(OH) 3 ↓ + NaNO 3 + H 2 O

Το σύμπλεγμα καταστρέφεται κατά την αλληλεπίδραση με νερό χλωρίου (υδατικό διάλυμα χλωρίου) Cl 2:

2Na + Cl 2 → 2Al(OH) 3 ↓ + NaCl + NaClO

Ταυτόχρονα, το χλώριο δυσανάλογη.

Επίσης, το σύμπλεγμα μπορεί να αντιδράσει με υπερβολή χλωριούχο αργίλιο. Σε αυτή την περίπτωση, ένα ίζημα υδροξειδίου του αργιλίου καθιζάνει:

AlCl 3 + 3Na → 4Al(OH) 3 ↓ + 3NaCl

Εάν εξατμίσετε νερό από ένα διάλυμα σύνθετου άλατος και θερμάνετε την προκύπτουσα ουσία, τότε το συνηθισμένο αργιλικό άλας θα παραμείνει:

Na → NaAlO 2 + 2H 2 O

K → KAlO 2 + 2H 2 O

Υδρόλυση αλάτων αλουμινίου

Τα διαλυτά άλατα του αλουμινίου και τα ισχυρά οξέα υδρολύονται κατά κατιόν. Η υδρόλυση προχωρά σταδιακά και αναστρέψιμα, δηλ. λίγο:

Στάδιο Ι: Al 3+ + H 2 O \u003d AlOH 2+ + H +

Στάδιο II: AlOH 2+ + H 2 O \u003d Al (OH) 2 + + H +

Στάδιο III: Al (OH) 2 + + H 2 O \u003d Al (OH) 3 + H +

Ωστόσο σουλφίδια, θειώδη, ανθρακικά αλουμίνιοκαι αυτοί θυμώνω άλαςυδρολυμένο αμετάτρεπτα, πλήρως, δηλ. δεν υπάρχουν σε υδατικό διάλυμα, αλλά αποσυντίθενται από το νερό:

Al 2 (SO 4) 3 + 6NaHSO 3 → 2Al (OH) 3 + 6SO 2 + 3Na 2 SO 4

2AlBr 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + CO 2 + 6NaBr

2Al(NO 3) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 6NaNO 3 + 3CO 2

2AlCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 6NaCl + 3CO 2

Al 2 (SO 4) 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 3K 2 SO 4

2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 + 3H 2 S + 6NaCl

Αλουμίνια

Από τα άλατα στα οποία το αλουμίνιο είναι υπόλειμμα οξέος (αλουμίνια) σχηματίζονται οξείδιο αργιλίουστο σύντηξη με αλκάλιακαι βασικά οξείδια:

Al 2 O 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2

Για να κατανοήσετε τις ιδιότητες των αργιλικών ενώσεων, είναι επίσης πολύ βολικό να τα διασπάσετε σε δύο ξεχωριστές ουσίες.

Για παράδειγμα, διαιρούμε διανοητικά το αργιλικό νάτριο σε δύο ουσίες: οξείδιο του αργιλίου και το οξείδιο του νατρίου.

NaAlO 2χωρίζεται σε Na 2 O και Al 2 O 3

Τότε θα μας γίνει φανερό ότι τα αλουμίνια αντιδρούν με οξέα για να σχηματίσουν άλατα αλουμινίου :

KAlO 2 + 4HCl → KCl + AlCl 3 + 2H 2 O

NaAlO 2 + 4HCl → AlCl 3 + NaCl + 2H 2 O

NaAlO 2 + 4HNO 3 → Al(NO 3) 3 + NaNO 3 + 2H 2 O

2NaAlO 2 + 4H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 4H 2 O

Υπό τη δράση της περίσσειας νερού, τα αργιλικά άλατα μετατρέπονται σε σύνθετα άλατα:

KAlO 2 + H 2 O = K

NaAlO 2 + 2H 2 O \u003d Na

Δυαδικές συνδέσεις

θειούχο αλουμίνιοοξειδώνεται σε θειικό με τη δράση του νιτρικού οξέος:

Al 2 S 3 + 8HNO 3 → Al 2 (SO 4) 3 + 8NO 2 + 4H 2 O

ή σε θειικό οξύ (υπό τη δράση του θερμό συμπυκνωμένο οξύ):

Al 2 S 3 + 30HNO 3 (συμπ. ορίζοντας) → 2Al(NO 3) 3 + 24NO 2 + 3H 2 SO 4 + 12H 2 O

το θειούχο αλουμίνιο αποσυντίθεται νερό:

Al 2 S 3 + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S

καρβίδιο αλουμινίουεπίσης αποσυντίθεται με νερό όταν θερμαίνεται σε υδροξείδιο του αργιλίου και μεθάνιο:

Al 4 C 3 + 12H 2 O → 4Al (OH) 3 + 3CH 4

νιτρίδιο αλουμινίουαποσυντίθεται κάτω από τη δράση ορυκτά οξέασε άλατα αλουμινίου και αμμωνίου:

AlN + 4HCl → AlCl 3 + NH 4 Cl

Το νιτρίδιο του αργιλίου αποσυντίθεται επίσης υπό τη δράση του νερό:

AlN + 3H 2 O → Al(OH) 3 ↓ + NH 3

Οξείδιο αλουμινίου - Al2O3. Φυσικές ιδιότητες:Το οξείδιο του αλουμινίου είναι μια λευκή άμορφη σκόνη ή πολύ σκληροί λευκοί κρύσταλλοι. Μοριακό βάρος = 101,96, πυκνότητα - 3,97 g / cm3, σημείο τήξης - 2053 ° C, σημείο βρασμού - 3000 ° C.

Χημικές ιδιότητες:Το οξείδιο του αργιλίου εμφανίζει επαμφοτερίζουσες ιδιότητες - τις ιδιότητες των όξινων οξειδίων και των βασικών οξειδίων - και αντιδρά τόσο με οξέα όσο και με βάσεις. Το κρυσταλλικό Al2O3 είναι χημικά παθητικό, το άμορφο είναι πιο ενεργό. Η αλληλεπίδραση με διαλύματα οξέος δίνει μέτρια άλατα αλουμινίου και με διαλύματα βάσης - σύμπλοκα άλατα - υδροξοαλουμινικά άλατα μετάλλων:

Όταν το οξείδιο του αλουμινίου συντήκεται με στερεά μεταλλικά αλκάλια, σχηματίζονται διπλά άλατα - μετααργιλικά(άνυδρα αργιλικά):

Το οξείδιο του αργιλίου δεν αλληλεπιδρά με το νερό και δεν διαλύεται σε αυτό.

Παραλαβή:Το οξείδιο του αλουμινίου λαμβάνεται με τη μέθοδο της αναγωγής του αργιλίου των μετάλλων από τα οξείδια τους: χρώμιο, μολυβδαίνιο, βολφράμιο, βανάδιο κ.λπ. μεταλλοθερμία, Άνοιξε Μπεκετόφ:

Εφαρμογή:Το οξείδιο του αλουμινίου χρησιμοποιείται για την παραγωγή αλουμινίου, με τη μορφή σκόνης - για πυρίμαχα, χημικά ανθεκτικά και λειαντικά υλικά, με τη μορφή κρυστάλλων - για την κατασκευή λέιζερ και συνθετικών πολύτιμων λίθων (ρουμπίνια, ζαφείρια κ.λπ.), χρωματισμένο με ακαθαρσίες άλλων οξειδίων μετάλλων - Cr2O3 (κόκκινο), Ti2O3 και Fe2O3 (μπλε).

Υδροξείδιο του αργιλίου - A1 (OH) 3. Φυσικές ιδιότητες:υδροξείδιο του αλουμινίου - λευκό άμορφο (όπως γέλη) ή κρυσταλλικό. Σχεδόν αδιάλυτο στο νερό. μοριακό βάρος - 78,00, πυκνότητα - 3,97 g/cm3.

Χημικές ιδιότητες:ένα τυπικό αμφοτερικό υδροξείδιο αντιδρά:

1) με οξέα, σχηματίζοντας άλατα μέσου: Al(OH)3 + 3NNO3 = Al(NO3)3 + 3Н2О;

2) με αλκαλικά διαλύματα, σχηματίζοντας σύμπλοκα άλατα - υδροξοαλουμινικά: Al(OH)3 + KOH + 2H2O = K.

Όταν το Al(OH)3 συντήκεται με ξηρά αλκάλια, σχηματίζονται μετααργιλικά άλατα: Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2H2O.

Παραλαβή:

1) από άλατα αλουμινίου υπό τη δράση αλκαλικού διαλύματος: AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3H2O;

2) αποσύνθεση νιτριδίου του αργιλίου με νερό: AlN + 3H2O = Al(OH)3 + NH3?;

3) διέλευση CO2 μέσω ενός διαλύματος του συμπλόκου υδροξο: [Al(OH)4]-+ CO2 = Al(OH)3 + HCO3-;

4) Δράση στα άλατα Al με ένυδρη αμμωνία. Το Al(OH)3 σχηματίζεται σε θερμοκρασία δωματίου.

62. Γενικά χαρακτηριστικά της υποομάδας του χρωμίου

Στοιχεία υποομάδες χρωμίουκαταλαμβάνουν μια ενδιάμεση θέση στη σειρά των μετάλλων μετάπτωσης. Έχουν υψηλά σημεία τήξης και βρασμού, ελεύθερες θέσεις σε ηλεκτρονικά τροχιακά. Στοιχεία χρώμιοκαι μολυβδαίνιοέχουν μια άτυπη ηλεκτρονική δομή - έχουν ένα ηλεκτρόνιο στο εξωτερικό s-τροχιακό (όπως στο Nb από την υποομάδα VB). Αυτά τα στοιχεία έχουν 6 ηλεκτρόνια στα εξωτερικά d- και s- τροχιακά, άρα όλα τα τροχιακά είναι μισογεμάτα, δηλαδή το καθένα έχει ένα ηλεκτρόνιο. Με μια τέτοια ηλεκτρονική διαμόρφωση, το στοιχείο είναι ιδιαίτερα σταθερό και ανθεκτικό στην οξείδωση. Βολφράμιοέχει ισχυρότερο μεταλλικό δεσμό από μολυβδαίνιο. Η κατάσταση οξείδωσης των στοιχείων της υποομάδας του χρωμίου ποικίλλει πολύ. Υπό κατάλληλες συνθήκες, όλα τα στοιχεία παρουσιάζουν θετική κατάσταση οξείδωσης από 2 έως 6, με τη μέγιστη κατάσταση οξείδωσης να αντιστοιχεί στον αριθμό της ομάδας. Δεν είναι όλες οι καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων σταθερές, το χρώμιο έχει την πιο σταθερή - +3.

Όλα τα στοιχεία σχηματίζουν το οξείδιο MVIO3· είναι επίσης γνωστά οξείδια με χαμηλότερες καταστάσεις οξείδωσης.Όλα τα στοιχεία αυτής της υποομάδας είναι αμφοτερικά - σχηματίζουν σύνθετες ενώσεις και οξέα.

Χρώμιο, μολυβδαίνιοκαι βολφράμιοσε ζήτηση στη μεταλλουργία και την ηλεκτρική μηχανική. Όλα τα υπό εξέταση μέταλλα καλύπτονται με ένα παθητικό φιλμ οξειδίου όταν αποθηκεύονται στον αέρα ή σε ένα οξειδωτικό όξινο μέσο. Αφαιρώντας το φιλμ με χημικά ή μηχανικά μέσα, είναι δυνατό να αυξηθεί η χημική δραστηριότητα των μετάλλων.

Χρώμιο.Το στοιχείο λαμβάνεται από μετάλλευμα χρωμίτη Fe(CrO2)2 με αναγωγή με άνθρακα: Fe(CrO2)2 + 4C = (Fe + 2Cr) + 4CO?.

Το καθαρό χρώμιο λαμβάνεται με αναγωγή του Cr2O3 με αλουμίνιο ή με ηλεκτρόλυση διαλύματος που περιέχει ιόντα χρωμίου. Διαχωρίζοντας το χρώμιο με ηλεκτρόλυση, είναι δυνατό να ληφθεί μια επίστρωση χρωμίου που χρησιμοποιείται ως διακοσμητικά και προστατευτικά φιλμ.

Το χρώμιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή σιδηροχρωμίου, το οποίο χρησιμοποιείται στην παραγωγή χάλυβα.

Μολυβδαίνιο.Λαμβάνεται από θειούχο μετάλλευμα. Οι ενώσεις του χρησιμοποιούνται στην παραγωγή χάλυβα. Το ίδιο το μέταλλο λαμβάνεται με τη μείωση του οξειδίου του. Με φρύξη του οξειδίου του μολυβδαινίου με σίδηρο, μπορεί να ληφθεί σιδηρομολυβδαίνιο. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή νημάτων και σωλήνων για τύλιγμα κλιβάνων και ηλεκτρικών επαφών. Ο χάλυβας με την προσθήκη μολυβδαινίου χρησιμοποιείται στην αυτοκινητοβιομηχανία.

Βολφράμιο.Λαμβάνεται από το οξείδιο που εξάγεται από το εμπλουτισμένο μετάλλευμα. Ως αναγωγικός παράγοντας χρησιμοποιείται αλουμίνιο ή υδρογόνο. Το προκύπτον βολφράμιο στην ιδέα της σκόνης στη συνέχεια χυτεύεται υπό υψηλή πίεση και θερμική επεξεργασία (μεταλλουργία σκόνης). Σε αυτή τη μορφή, το βολφράμιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή νημάτων, που προστίθενται στον χάλυβα.