เคมีของอะลูมิเนียม สารประกอบที่สำคัญที่สุดของอะลูมิเนียม สูตรเคมีของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์

สารอนินทรีย์ อะลูมิเนียม ด่าง สูตร Al(OH) 3 . เกิดขึ้นในธรรมชาติเป็นส่วนหนึ่งของบอกไซต์

คุณสมบัติ

มันมีอยู่ในการดัดแปลงผลึกสี่แบบและในรูปแบบของสารละลายคอลลอยด์ซึ่งเป็นสารคล้ายเจล รีเอเจนต์เกือบจะไม่ละลายในน้ำ ไม่ไหม้ ไม่ระเบิด ไม่เป็นพิษ

ในรูปแบบของแข็ง เป็นแป้งฝุ่นเนื้อละเอียดที่มีลักษณะเป็นผลึก สีขาวหรือโปร่งแสง บางครั้งอาจมีสีเทาหรือชมพูเล็กน้อย ไฮดรอกไซด์ที่มีลักษณะคล้ายเจลก็มีสีขาวเช่นกัน

คุณสมบัติทางเคมีของการดัดแปลงแบบแข็งและแบบเจลนั้นแตกต่างกัน ของแข็งค่อนข้างเฉื่อย ไม่ทำปฏิกิริยากับกรด ด่าง ธาตุอื่นๆ แต่สามารถสร้างเมตาลูมิเนตได้จากการหลอมรวมกับด่างที่เป็นของแข็งหรือคาร์บอเนต

สารคล้ายเจลมีคุณสมบัติแอมโฟเทอริก กล่าวคือ ทำปฏิกิริยากับทั้งกรดและด่าง ในปฏิกิริยากับกรดจะเกิดเกลืออลูมิเนียมของกรดที่สอดคล้องกันโดยมีด่าง - เกลืออีกประเภทหนึ่งคืออะลูมิเนต ไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายแอมโมเนีย

เมื่อถูกความร้อน ไฮดรอกไซด์จะสลายตัวเป็นออกไซด์และน้ำ

ข้อควรระวัง

รีเอเจนต์อยู่ในประเภทความเป็นอันตรายที่สี่ซึ่งถือว่าทนไฟได้และปลอดภัยสำหรับมนุษย์และสิ่งแวดล้อมในทางปฏิบัติ ควรใช้ความระมัดระวังเฉพาะกับอนุภาคละอองลอยในอากาศ: ฝุ่นมีผลระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจ ผิวหนัง และเยื่อเมือก

ดังนั้นในสถานที่ทำงานที่มีฝุ่นอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จำนวนมาก พนักงานต้องสวมอุปกรณ์ป้องกันระบบทางเดินหายใจ ตา และผิวหนัง จำเป็นต้องสร้างการควบคุมเนื้อหาของสารอันตรายในอากาศของพื้นที่ทำงานตามวิธีการที่ได้รับอนุมัติจาก GOST

ห้องควรติดตั้งระบบระบายอากาศและไอเสีย และหากจำเป็น ให้ใช้เครื่องดูดสำลักเฉพาะที่

เก็บอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นของแข็งไว้ในถุงกระดาษหลายชั้นหรือภาชนะอื่นๆ สำหรับผลิตภัณฑ์จำนวนมาก

แอปพลิเคชัน

ในอุตสาหกรรม รีเอเจนต์ถูกใช้เพื่อให้ได้อะลูมิเนียมบริสุทธิ์และ อนุพันธ์ของอะลูมิเนียม เช่น อะลูมิเนียมออกไซด์ ซัลเฟต และอะลูมิเนียมฟลูออไรด์
- อะลูมิเนียมออกไซด์ที่ได้จากไฮดรอกไซด์ใช้เพื่อให้ได้ทับทิมเทียมสำหรับความต้องการของเทคโนโลยีเลเซอร์ คอรันดัม - สำหรับการอบแห้งด้วยอากาศ การทำให้บริสุทธิ์ของน้ำมันแร่ เพื่อการผลิตกากกะรุน
- ในทางการแพทย์ ใช้เป็นสารห่อหุ้มและยาลดกรดที่ออกฤทธิ์ยาวนานเพื่อทำให้สมดุลกรด-เบสของระบบทางเดินอาหารของมนุษย์เป็นปกติ เพื่อรักษาแผลในกระเพาะอาหารและลำไส้เล็กส่วนต้น กรดไหลย้อนและโรคอื่นๆ
- ในทางเภสัชวิทยา วัคซีนเป็นส่วนหนึ่งของวัคซีนเพื่อเพิ่มการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของร่างกายต่อผลกระทบของการติดเชื้อ
- ในการบำบัดน้ำ - เป็นตัวดูดซับที่ช่วยขจัดสิ่งปนเปื้อนต่างๆ ออกจากน้ำ ไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับสารที่จะกำจัดออกอย่างแข็งขัน ทำให้เกิดสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ
- ในอุตสาหกรรมเคมี ใช้เป็นสารหน่วงการติดไฟที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับโพลีเมอร์ ซิลิโคน ยาง สี และวาร์นิช - เพื่อทำให้การติดไฟ ติดไฟ ระงับการปล่อยควันและก๊าซพิษแย่ลง
- ในการผลิตยาสีฟัน, ปุ๋ยแร่, กระดาษ, สีย้อม, cryolite.

สารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมคืออะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ บทความนี้จะพูดถึงเขา

ไฮดรอกไซด์คืออะไร?

นี่คือสารประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้นเมื่อออกไซด์ทำปฏิกิริยากับน้ำ มีสามสายพันธุ์: กรด, เบสิกและแอมโฟเทอริก ครั้งแรกและครั้งที่สองแบ่งออกเป็นกลุ่มตามกิจกรรมทางเคมีคุณสมบัติและสูตร

สารแอมโฟเทอริกคืออะไร?

ออกไซด์และไฮดรอกไซด์อาจเป็นแอมโฟเทอริกได้ สารเหล่านี้คือสารที่มีแนวโน้มที่จะแสดงทั้งสมบัติที่เป็นกรดและด่าง ขึ้นอยู่กับสภาวะของปฏิกิริยา รีเอเจนต์ที่ใช้ ฯลฯ แอมโฟเทอริกออกไซด์ประกอบด้วยเหล็กออกไซด์สองประเภท ออกไซด์ของแมงกานีส ตะกั่ว เบริลเลียม สังกะสี และอลูมิเนียม โดยวิธีการที่มักได้มาจากไฮดรอกไซด์ ไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริก ได้แก่ เบริลเลียมไฮดรอกไซด์ ไอรอนไฮดรอกไซด์ และอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งเราจะพิจารณาในบทความของเราในวันนี้

คุณสมบัติทางกายภาพของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์

สารประกอบทางเคมีนี้เป็นของแข็งสีขาว มันไม่ละลายในน้ำ

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ - คุณสมบัติทางเคมี

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น นี่คือตัวแทนที่สว่างที่สุดของกลุ่มแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ มันสามารถแสดงคุณสมบัติพื้นฐานและกรดทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาวะของปฏิกิริยา สารนี้สามารถละลายในกรดได้ในขณะที่เกิดเกลือและน้ำ

ตัวอย่างเช่น หากคุณผสมกับกรดเปอร์คลอริกในปริมาณที่เท่ากัน เราก็จะได้อะลูมิเนียมคลอไรด์กับน้ำในสัดส่วนที่เท่ากัน นอกจากนี้ สารอื่นที่อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยาคือโซเดียมไฮดรอกไซด์ นี่คือไฮดรอกไซด์พื้นฐานทั่วไป หากเราผสมสารที่เป็นปัญหากับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในปริมาณที่เท่ากัน เราจะได้สารประกอบที่เรียกว่าโซเดียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต โครงสร้างทางเคมีประกอบด้วยอะตอมโซเดียม อะตอมอะลูมิเนียม ออกซิเจน 4 อะตอม และไฮโดรเจน 4 อะตอม อย่างไรก็ตาม เมื่อสารเหล่านี้ถูกหลอมรวม ปฏิกิริยาจะดำเนินไปค่อนข้างแตกต่างออกไป และสารประกอบนี้จะไม่เกิดอีกต่อไป เป็นผลมาจากกระบวนการนี้ สามารถรับโซเดียมเมตาลูมิเนตได้ (สูตรประกอบด้วยโซเดียมและอะลูมิเนียมหนึ่งอะตอมและออกซิเจนสองอะตอม) กับน้ำในสัดส่วนที่เท่ากัน โดยที่คุณผสมโซเดียมแห้งและอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ในปริมาณเท่ากันและดำเนินการ มีอุณหภูมิสูง หากคุณผสมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ในสัดส่วนอื่น คุณจะได้โซเดียมเฮกซาไฮดรอกโซอะลูมิเนตซึ่งมีโซเดียมสามอะตอม อะลูมิเนียมหนึ่งอะตอม และออกซิเจนและไฮโดรเจนหกตัว ในการสร้างสารนี้ จำเป็นต้องผสมสารที่เป็นปัญหากับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในสัดส่วน 1: 3 ตามลำดับ ตามหลักการที่อธิบายข้างต้น สามารถรับสารประกอบที่เรียกว่าโพแทสเซียม เตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนตและโพแทสเซียม เฮกซาไฮดรอกโซอะลูมิเนตได้ นอกจากนี้ สารที่เป็นปัญหาอาจสลายตัวเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงมาก เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีประเภทนี้ อะลูมิเนียมออกไซด์จึงเกิดขึ้น ซึ่งก็คือแอมโฟเทอริกและน้ำ ถ้าเราเอาไฮดรอกไซด์ 200 กรัมไปต้มให้ร้อน เราจะได้ออกไซด์ 50 กรัมและน้ำ 150 กรัม นอกจากคุณสมบัติทางเคมีที่แปลกประหลาดแล้ว สารนี้ยังแสดงคุณสมบัติทั่วไปของไฮดรอกไซด์ทั้งหมด มันทำปฏิกิริยากับเกลือของโลหะซึ่งมีกิจกรรมทางเคมีต่ำกว่าอลูมิเนียม ตัวอย่างเช่น พิจารณาปฏิกิริยาระหว่างมันกับคอปเปอร์คลอไรด์ ซึ่งคุณต้องใช้ในอัตราส่วน 2:3 ในกรณีนี้ อะลูมิเนียมคลอไรด์ที่ละลายน้ำได้และตะกอนในรูปของคิวรัมไฮดรอกไซด์จะถูกปล่อยออกมาในสัดส่วน 2:3 สารที่อยู่ในการพิจารณายังทำปฏิกิริยากับออกไซด์ของโลหะที่คล้ายคลึงกัน ตัวอย่างเช่น เราสามารถหาสารประกอบของทองแดงชนิดเดียวกันได้ ปฏิกิริยานี้ต้องการอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และคิวรัมออกไซด์ในอัตราส่วน 2:3 ส่งผลให้เกิดอะลูมิเนียมออกไซด์และคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ คุณสมบัติที่อธิบายไว้ข้างต้นยังใช้กับแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์อื่นๆ เช่น เหล็กหรือเบริลเลียมไฮดรอกไซด์

โซเดียมไฮดรอกไซด์คืออะไร?

ดังที่เห็นด้านบน ปฏิกิริยาเคมีของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์กับโซเดียมไฮดรอกไซด์มีหลายแบบ สารนี้คืออะไร? เป็นไฮดรอกไซด์พื้นฐานทั่วไป กล่าวคือ เป็นเบสที่ละลายน้ำได้ซึ่งทำปฏิกิริยาได้ มีคุณสมบัติทางเคมีทั้งหมดที่เป็นลักษณะของไฮดรอกไซด์พื้นฐาน

กล่าวคือ มันสามารถละลายในกรดได้ ตัวอย่างเช่น โดยการผสมโซเดียมไฮดรอกไซด์กับกรดเปอร์คลอริกในปริมาณที่เท่ากัน คุณจะได้เกลือที่บริโภคได้ (โซเดียมคลอไรด์) และน้ำในอัตราส่วน 1: 1 นอกจากนี้ ไฮดรอกไซด์นี้ทำปฏิกิริยากับเกลือของโลหะ ซึ่งมีกิจกรรมทางเคมีต่ำกว่าโซเดียมและออกไซด์ของพวกมัน ในกรณีแรกเกิดปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนมาตรฐาน ตัวอย่างเช่นเมื่อเติมซิลเวอร์คลอไรด์เข้าไปจะเกิดโซเดียมคลอไรด์และซิลเวอร์ไฮดรอกไซด์ซึ่งตกตะกอน (ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อสารตัวใดตัวหนึ่งที่ได้รับจากการตกตะกอนก๊าซหรือน้ำ) เมื่อเติมโซเดียมไฮดรอกไซด์ลงในโซเดียมไฮดรอกไซด์ เช่น ซิงค์ออกไซด์ เราจะได้ไฮดรอกไซด์ของสารหลังและน้ำ อย่างไรก็ตาม มีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้นคือปฏิกิริยาของ AlOH ไฮดรอกไซด์ ซึ่งได้อธิบายไว้ข้างต้น

รับ AlOH

เมื่อเราพิจารณาคุณสมบัติทางเคมีหลักของมันแล้ว เราสามารถพูดถึงวิธีการขุดได้ วิธีหลักในการได้มาซึ่งสารนี้คือการทำปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างเกลืออะลูมิเนียมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ (สามารถใช้โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ได้เช่นกัน)

ในปฏิกิริยาประเภทนี้ AlOH เองจะก่อตัวขึ้นซึ่งตกตะกอนเป็นตะกอนสีขาวและเกลือใหม่ ตัวอย่างเช่น หากคุณใช้อะลูมิเนียมคลอไรด์และเติมโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เข้าไปสามเท่า สารที่ได้จะเป็นสารประกอบทางเคมีที่พิจารณาในบทความและโพแทสเซียมคลอไรด์มากกว่าสามเท่า นอกจากนี้ยังมีวิธีการเพื่อให้ได้ AlOH ซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีระหว่างสารละลายเกลืออะลูมิเนียมกับโลหะคาร์บอเนตที่เป็นเบส ให้ยกตัวอย่างโซเดียม เพื่อให้ได้อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ เกลือในครัว และคาร์บอนไดออกไซด์ในสัดส่วน 2:6:3 จำเป็นต้องผสมอะลูมิเนียมคลอไรด์ โซเดียมคาร์บอเนต (โซดา) และน้ำในอัตราส่วน 2:3:3

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ใช้ที่ไหน?

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์พบว่ามีการประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์

เนื่องจากความสามารถในการทำให้กรดเป็นกลางจึงแนะนำให้เตรียมการที่มีอาการเสียดท้อง นอกจากนี้ยังกำหนดไว้สำหรับแผลพุพองกระบวนการอักเสบเฉียบพลันและเรื้อรังของลำไส้ นอกจากนี้ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ยังใช้ในการผลิตอีลาสโตเมอร์ นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีสำหรับการสังเคราะห์อะลูมิเนียมออกไซด์, โซเดียมอะลูมิเนต - กระบวนการเหล่านี้ถูกกล่าวถึงข้างต้น นอกจากนี้มักใช้ในระหว่างการทำน้ำให้บริสุทธิ์จากมลภาวะ นอกจากนี้ สารนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องสำอาง

สารใดบ้างที่สามารถหาได้จากที่ไหน?

อะลูมิเนียมออกไซด์ที่ได้จากการสลายตัวทางความร้อนของไฮดรอกไซด์ใช้ในการผลิตเซรามิก และใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเคมีต่างๆ โซเดียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนตพบว่ามีการใช้ในเทคโนโลยีการย้อมผ้า

ลักษณะของสารอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์มีดังนี้ ตามกฎแล้วสารนี้มีสีขาวมีลักษณะเป็นวุ้นแม้ว่าจะมีความแตกต่างกันในสถานะผลึกหรืออสัณฐาน ตัวอย่างเช่น เมื่อแห้ง จะตกผลึกเป็นผลึกสีขาวที่ไม่ละลายในกรดหรือด่าง

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ยังสามารถแสดงเป็นผงผลึกสีขาวละเอียด การมีเฉดสีชมพูและสีเทาเป็นที่ยอมรับได้

สูตรทางเคมีของสารประกอบคือ Al(OH)3 สารประกอบและน้ำก่อตัวเป็นไฮดรอกไซด์ซึ่งถูกกำหนดด้วยองค์ประกอบต่างๆ ที่ประกอบเป็นองค์ประกอบหลายประการเช่นกัน สารประกอบนี้ได้มาจากปฏิกิริยาของปฏิกิริยาระหว่างเกลืออะลูมิเนียมกับด่างเจือจาง ในขณะที่ไม่ควรปล่อยให้เกิน ตะกอนของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่ได้รับระหว่างปฏิกิริยานี้สามารถทำปฏิกิริยากับกรดได้

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับสารละลายน้ำของรูบิเดียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งเป็นโลหะผสมของสารนี้ ซีเซียมไฮดรอกไซด์ ซีเซียมคาร์บอเนต ในทุกกรณีจะมีการปล่อยน้ำ

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์มีค่าเท่ากับ 78.00 และไม่ละลายในน้ำ ความหนาแน่นของสารคือ 3.97 กรัม/ซม.3 ในฐานะที่เป็นสารแอมโฟเทอริกอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับกรดและจากปฏิกิริยาดังกล่าวจะได้เกลือขนาดกลางและปล่อยน้ำ เมื่อทำปฏิกิริยากับด่างเกลือที่ซับซ้อนจะปรากฏขึ้น - ไฮดรอกโซอะลูมิเนตเช่น K. Metaaluminates จะเกิดขึ้นหากอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ผสมกับอัลคาลิสปราศจากน้ำ

เช่นเดียวกับสารแอมโฟเทอริกทั้งหมด อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จะแสดงคุณสมบัติที่เป็นกรดและด่างพร้อมๆ กันเมื่อทำปฏิกิริยากับและยังเป็นด่าง ในปฏิกิริยาเหล่านี้ เมื่อไฮดรอกไซด์ละลายในกรด ไฮดรอกไซด์ไอออนจะถูกแยกออก และเมื่อมีปฏิกิริยากับอัลคาไล ไฮโดรเจนไอออนจะถูกแยกออก ในการดูสิ่งนี้ คุณสามารถทำได้ เช่น ทำปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับอะลูมิเนียม ไฮดรอกไซด์ ในการดำเนินการ คุณต้องเทตะไบอะลูมิเนียมเล็กน้อยลงในหลอดทดลองแล้วเทโซเดียมไฮดรอกไซด์จำนวนเล็กน้อย ไม่เกิน 3 มิลลิลิตร ควรปิดหลอดทดลองให้แน่นด้วยจุก และควรเริ่มให้ความร้อนช้า หลังจากนั้น การยึดหลอดทดลองบนขาตั้งกล้อง จำเป็นต้องรวบรวมไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาในหลอดทดลองอื่น หลังจากวางลงบนอุปกรณ์เส้นเลือดฝอย หลังจากนั้นประมาณหนึ่งนาที นำหลอดทดลองออกจากเส้นเลือดฝอยและนำไปติดไฟ หากเก็บไฮโดรเจนบริสุทธิ์ไว้ในหลอดทดลอง การเผาไหม้จะเกิดขึ้นอย่างเงียบๆ ในกรณีเดียวกัน หากอากาศเข้าไป ก็จะเกิดฝ้ายขึ้น

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ได้มาจากห้องปฏิบัติการในหลายวิธี:

โดยปฏิกิริยาของปฏิกิริยาของเกลืออลูมิเนียมและสารละลายอัลคาไลน์

วิธีการสลายตัวของอะลูมิเนียมไนไตรด์ภายใต้อิทธิพลของน้ำ

โดยการส่งคาร์บอนผ่านไฮโดรคอมเพล็กซ์พิเศษที่มี Al(OH)4;

การกระทำของแอมโมเนียไฮเดรตบนเกลืออะลูมิเนียม

การผลิตเชิงอุตสาหกรรมเกี่ยวข้องกับการแปรรูปบอกไซต์ เทคโนโลยีของผลกระทบต่อสารละลายอะลูมิเนตกับคาร์บอเนตก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ใช้ในการผลิตปุ๋ยแร่ cryolite การเตรียมทางการแพทย์และเภสัชวิทยาต่างๆ ในการผลิตสารเคมี สารนี้ใช้ในการผลิตอะลูมิเนียมฟลูออไรด์และซัลไฟด์ การเชื่อมต่อเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตกระดาษ พลาสติก สี และอื่นๆ อีกมากมาย

การใช้ทางการแพทย์เป็นผลมาจากผลบวกของยาที่มีองค์ประกอบนี้ในการรักษาความผิดปกติของกระเพาะอาหาร, ความเป็นกรดสูงของร่างกาย, แผลในกระเพาะอาหาร

เมื่อจัดการกับสารนี้ ควรระมัดระวังไม่ให้สูดดมไอระเหยของสาร เนื่องจากจะทำให้ปอดได้รับความเสียหายอย่างรุนแรง เป็นยาระบายอ่อน ๆ เป็นอันตรายในปริมาณมาก การกัดกร่อนทำให้เกิดอลูมิโนซิส

สารนี้ค่อนข้างปลอดภัยเนื่องจากไม่ทำปฏิกิริยากับตัวออกซิไดซ์

2s 2p 3s 3p

การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ อลูมิเนียมใน สถานะตื่นเต้น :

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

อลูมิเนียมแสดงคุณสมบัติพาราแมกเนติก อลูมิเนียมในอากาศก่อตัวอย่างรวดเร็ว ฟิล์มออกไซด์ที่แข็งแรง, ปกป้องพื้นผิวจากการปฏิสัมพันธ์ต่อไป, ดังนั้น ทนต่อการกัดกร่อน.

คุณสมบัติทางกายภาพ

อลูมิเนียม- โลหะเบาสีเงิน-ขาว ขึ้นรูปง่าย หล่อ กลึง มีการนำความร้อนและไฟฟ้าสูง

จุดหลอมเหลว 660 o C จุดเดือด 1450 o C ความหนาแน่นของอะลูมิเนียม 2.7 g/cm 3 .

อยู่ในธรรมชาติ

อลูมิเนียม- โลหะที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ และเป็นโลหะที่พบมากที่สุดอันดับ 3 ในบรรดาธาตุทั้งหมด (รองจากออกซิเจนและซิลิกอน) เนื้อหาในเปลือกโลกประมาณ 8%

โดยธรรมชาติแล้วอลูมิเนียมเกิดขึ้นในรูปแบบของสารประกอบ:

อะลูมิเนียม Al 2 O 3 H 2 O(มีสิ่งเจือปน SiO2, Fe 2 O 3 , CaCO 3)- อะลูมิเนียมออกไซด์ไฮเดรต

คอรันดัม อัล 2 O 3 .คอรันดัมสีแดงเรียกว่าทับทิม คอรันดัมสีน้ำเงินเรียกว่าไพลิน

วิธีการที่จะได้รับ

อลูมิเนียมสร้างพันธะเคมีที่แข็งแกร่งกับออกซิเจน ดังนั้นวิธีการดั้งเดิมในการรับอะลูมิเนียมโดยการลดปริมาณออกไซด์จึงต้องใช้พลังงานจำนวนมาก สำหรับ ทางอุตสาหกรรม อลูมิเนียมผลิตโดยใช้กระบวนการ Hall-Héroult เพื่อลดจุดหลอมเหลวของอลูมินา ละลายในไครโอไลต์หลอมเหลว(ที่อุณหภูมิ 960-970 ประมาณ C) Na 3 AlF 6 แล้วนำไป อิเล็กโทรลิซิสด้วยอิเล็กโทรดคาร์บอน. เมื่อละลายในไครโอไลท์ละลาย อะลูมิเนียมออกไซด์จะสลายตัวเป็นไอออน:

อัล 2 O 3 → อัล 3+ + อัล O 3 3-

บน แคโทดกำลังเกิดขึ้น การลดลงของอลูมิเนียมไอออน:

K: อัล 3+ + 3e → อัล 0

บน ขั้วบวกเกิดออกซิเดชัน ไอออนอะลูมิเนต:

A: 4AlO 3 3- - 12e → 2Al 2 O 3 + 3O 2

สมการโดยรวมสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของอลูมินาหลอม:

2Al 2 O 3 → 4Al + 3O 2

วิธีห้องปฏิบัติการการผลิตอะลูมิเนียมประกอบด้วยการลดอะลูมิเนียมจากแอนไฮดรัสอะลูมิเนียมคลอไรด์ด้วยโลหะโพแทสเซียม:

AlCl 3 + 3K → 4Al + 3KCl

ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ

ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่ออะลูมิเนียมไอออน - ปฏิกิริยา ส่วนเกินเกลืออลูมิเนียมที่มีด่าง . เกิดเป็นอสัณฐานสีขาว ตะกอน อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์.

ตัวอย่างเช่น , อะลูมิเนียมคลอไรด์โต้ตอบกับ โซเดียมไฮดรอกไซด์:

ด้วยการเติมอัลคาไลเพิ่มเติมแอมโฟเทอริกอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จะละลายกลายเป็น เตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต:

อัล(OH) 3 + NaOH = Na

บันทึก , ถ้าเราใส่เกลืออะลูมิเนียมลงใน สารละลายด่างส่วนเกินจึงไม่เกิดตะกอนสีขาวของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เพราะ ในส่วนเกินของด่าง สารประกอบอะลูมิเนียมจะผ่านเข้าสู่ .ทันที ซับซ้อน:

AlCl 3 + 4NaOH = นา

เกลืออะลูมิเนียมสามารถตรวจพบได้โดยใช้สารละลายแอมโมเนียที่เป็นน้ำ ในปฏิกิริยาของเกลืออลูมิเนียมที่ละลายน้ำได้กับสารละลายแอมโมเนียในน้ำเช่นกัน ตะกอนเจลาตินโปร่งแสงของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ตกตะกอน

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

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

ประสบการณ์วิดีโอสามารถดูปฏิกิริยาของสารละลายอะลูมิเนียมคลอไรด์กับสารละลายแอมโมเนียได้

คุณสมบัติทางเคมี

1. อลูมิเนียม - ตัวรีดิวซ์ที่แข็งแรง . ดังนั้นเขาจึงมีปฏิกิริยากับผู้คนมากมาย อโลหะ .

1.1. อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับ ฮาโลเจนกับการศึกษา เฮไลด์:

1.2. อลูมิเนียมทำปฏิกิริยา ด้วยกำมะถันกับการศึกษา ซัลไฟด์:

2Al + 3S → อัล 2 S 3

1.3. ปฏิกิริยาอลูมิเนียมกับ ฟอสฟอรัส. ในกรณีนี้จะเกิดสารประกอบไบนารีขึ้น - ฟอสไฟด์:

อัล + P → AlP

อลูมิเนียม ไม่ตอบสนอง ด้วยไฮโดรเจน .

1.4. ด้วยไนโตรเจน อลูมิเนียมทำปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อนถึง 1,000 ° C ด้วยการก่อตัว ไนไตรด์:

2Al +N 2 → 2AlN

1.5. อลูมิเนียมทำปฏิกิริยา ด้วยคาร์บอนกับการศึกษา อะลูมิเนียมคาร์ไบด์:

4Al + 3C → อัล 4 C 3

1.6. อลูมิเนียมโต้ตอบกับ ออกซิเจนกับการศึกษา ออกไซด์:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

ประสบการณ์วิดีโอปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมกับ ออกซิเจนในอากาศ(การเผาไหม้ของอะลูมิเนียมในอากาศ) สามารถดูได้

2. อลูมิเนียมโต้ตอบกับ สารที่ซับซ้อน:

2.1. ไม่ อลูมิเนียมกับ น้ำ? คุณสามารถหาคำตอบสำหรับคำถามนี้ได้ง่ายๆ หากคุณลองนึกทบทวนความจำสักนิด แน่นอน อย่างน้อยครั้งหนึ่งในชีวิตของคุณ คุณได้พบกับกระทะอลูมิเนียมหรือช้อนส้อมอลูมิเนียม เป็นคำถามที่ฉันชอบถามนักเรียนในการสอบ ที่น่าแปลกใจที่สุดคือ ฉันได้รับคำตอบที่ต่างกัน สำหรับบางคน อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับน้ำ และหลายคนยอมแพ้หลังจากถามคำถามว่า “บางทีอะลูมิเนียมอาจทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อถูกความร้อน” เมื่อถูกความร้อนอลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับน้ำแล้วในครึ่งหนึ่งของผู้ตอบแบบสอบถาม))

อย่างไรก็ตาม เข้าใจได้ง่ายว่าอลูมิเนียมยังคงอยู่ ด้วยน้ำภายใต้สภาวะปกติ (และแม้ในขณะที่ถูกความร้อน) ไม่โต้ตอบ. และเราได้กล่าวไปแล้วว่าทำไม: เพราะการศึกษา ฟิล์มออกไซด์ . แต่ถ้าอะลูมิเนียมล้างฟิล์มออกไซด์ (เช่น ควบคู่กัน) จากนั้นมันจะโต้ตอบกับ น้ำ กระฉับกระเฉงมากกับการศึกษา อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และ ไฮโดรเจน:

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

อะลูมิเนียมอะมัลกัมสามารถหาได้โดยการเก็บชิ้นส่วนของอะลูมิเนียมไว้ในสารละลายของปรอท (II) คลอไรด์:

ประสบการณ์วิดีโอสามารถดูปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมอะมัลกัมกับน้ำได้

2.2. อลูมิเนียมโต้ตอบกับ กรดแร่ (ด้วยกรดไฮโดรคลอริก ฟอสฟอริก และกรดซัลฟิวริกเจือจาง) ด้วยการระเบิด. ทำให้เกิดเกลือและไฮโดรเจน

ตัวอย่างเช่น, อลูมิเนียมทำปฏิกิริยารุนแรงกับ กรดไฮโดรคลอริก :

2.3. ภายใต้สภาวะปกติ อะลูมิเนียม ไม่ตอบสนองกับ กรดกำมะถันเข้มข้น เนื่องจาก ทู่- การก่อตัวของฟิล์มออกไซด์หนาแน่น เมื่อถูกความร้อน ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น ซัลเฟอร์(IV) ออกไซด์, อะลูมิเนียมซัลเฟตและ น้ำ:

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

2.4. อะลูมิเนียมไม่ทำปฏิกิริยากับ กรดไนตริกเข้มข้น เนื่องจากทู่

จาก กรดไนตริกเจือจาง อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับโมเลกุล ไนโตรเจน:

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

ในปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมในรูปผงกับ กรดไนตริกเจือจางมาก อาจก่อตัว แอมโมเนียมไนเตรต:

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

2.5. อลูมิเนียม - แอมโฟเทอริกโลหะจึงโต้ตอบ ด้วยด่าง. เมื่ออะลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับ วิธีการแก้เกิดเป็นด่างขึ้น เตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนตและ ไฮโดรเจน:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

ประสบการณ์วิดีโอสามารถดูปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมกับด่างและน้ำได้

อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับ ละลายด่างกับการก่อตัว อะลูมิเนตและ ไฮโดรเจน:

2Al + 6NaOH → 2Na 3 AlO 3 + 3H 2

ปฏิกิริยาเดียวกันสามารถเขียนได้ในรูปแบบที่แตกต่างกัน (ในการสอบฉันแนะนำให้เขียนปฏิกิริยาในแบบฟอร์มนี้):

2Al + 6NaOH → NaAlO 2 + 3H 2 + Na 2 O

2.6. การคืนค่าอลูมิเนียม โลหะที่ใช้งานน้อย ออกไซด์ . กระบวนการกู้คืนโลหะจากออกไซด์เรียกว่า อะลูมิเนียม .

ตัวอย่างเช่น, รางอลูมิเนียม ทองแดงจาก ทองแดง (II) ออกไซด์ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนมาก:

มากกว่า ตัวอย่าง: การคืนค่าอลูมิเนียม เหล็กจาก เหล็กออกไซด์, เหล็กออกไซด์ (II, III):

8Al + 3Fe 3 O 4 → 4Al 2 O 3 + 9Fe

คุณสมบัติการบูรณะอะลูมิเนียมก็ปรากฏตัวขึ้นเช่นกันเมื่อทำปฏิกิริยากับตัวออกซิไดซ์อย่างแรง: โซเดียมเปอร์ออกไซด์, ไนเตรตและ ไนไตรท์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง ด่างทับทิม, สารประกอบโครเมียม(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

อัล + 3KMnO 4 + 4KOH → 3K 2 MnO 4 + K

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

อลูมิเนียมเป็นโลหะอุตสาหกรรมที่มีค่าที่สามารถรีไซเคิลได้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการยอมรับอะลูมิเนียมสำหรับการแปรรูป รวมถึงราคาปัจจุบันของโลหะประเภทนี้ .

อะลูมิเนียมออกไซด์

วิธีการที่จะได้รับ

อะลูมิเนียมออกไซด์หาได้จากหลากหลายช่องทาง:

1. การเผาไหม้อลูมิเนียมในอากาศ:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

2. การสลายตัว อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เมื่อถูกความร้อน:

3. สามารถรับอะลูมิเนียมออกไซด์ได้ การสลายตัวของอะลูมิเนียมไนเตรต :

คุณสมบัติทางเคมี

อะลูมิเนียมออกไซด์ - โดยทั่วไป แอมโฟเทอริกออกไซด์ . ทำปฏิกิริยากับออกไซด์ที่เป็นกรดและเบส, กรด, ด่าง

1. เมื่ออะลูมิเนียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับ ออกไซด์พื้นฐาน เกลือก่อตัวขึ้น อะลูมิเนียม.

ตัวอย่างเช่น, อะลูมิเนียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับ ออกไซด์ โซเดียม:

นา 2 O + อัล 2 O 3 → 2NaAlO 2

2. อะลูมิเนียมออกไซด์โต้ตอบ โดยที่ ในการละลายก่อตัวขึ้น เกลือ—อะลูมิเนต,และใน สารละลาย - เกลือเชิงซ้อน . ในเวลาเดียวกัน อลูมิเนียมออกไซด์จัดแสดง คุณสมบัติของกรด.

ตัวอย่างเช่น, อะลูมิเนียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับ โซเดียมไฮดรอกไซด์ในการหลอมให้เป็นรูปร่าง โซเดียมอะลูมิเนตและ น้ำ:

2NaOH + Al 2 O 3 → 2NaAlO 2 + H 2 O

อะลูมิเนียมออกไซด์ ละลายส่วนเกิน ด่างกับการศึกษา เตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต:

อัล 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na

3. อะลูมิเนียมออกไซด์ไม่ทำปฏิกิริยา ด้วยน้ำ

4. อะลูมิเนียมออกไซด์ทำปฏิกิริยา กรดออกไซด์ (กรดแก่). ในขณะเดียวกันก็ก่อตัว เกลืออลูมิเนียม ในเวลาเดียวกัน อลูมิเนียมออกไซด์จัดแสดง คุณสมบัติพื้นฐาน.

ตัวอย่างเช่น, อะลูมิเนียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับ ซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI)กับการศึกษา อะลูมิเนียมซัลเฟต:

อัล 2 O 3 + 3SO 3 → อัล 2 (SO 4) 3

5. อะลูมิเนียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับ กรดที่ละลายน้ำได้ กับการศึกษา เกลือปานกลางและกรด.

ตัวอย่างเช่น กรดซัลฟูริก:

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

6. อะลูมิเนียมออกไซด์อ่อนแอ คุณสมบัติการออกซิไดซ์ .

ตัวอย่างเช่น, อะลูมิเนียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับ แคลเซียมไฮไดรด์กับการศึกษา อลูมิเนียม, ไฮโดรเจนและ แคลเซียมออกไซด์:

อัล 2 O 3 + 3CaH 2 → 3CaO + 2Al + 3H 2

ไฟฟ้า ฟื้นฟูอลูมิเนียมจากออกไซด์ (การผลิตอลูมิเนียม):

2Al 2 O 3 → 4Al + 3O 2

7. อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นของแข็งไม่ระเหย ดังนั้นเขา แทนที่ออกไซด์ที่ระเหยง่ายมากขึ้น (มักเป็นคาร์บอนไดออกไซด์) จากเกลือในระหว่างการหลอมรวม

ตัวอย่างเช่น, จาก โซเดียมคาร์บอเนต:

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

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์

วิธีการที่จะได้รับ

1. อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์สามารถหาได้จากการกระทำของสารละลาย แอมโมเนียบน เกลืออลูมิเนียม.

ตัวอย่างเช่น, อะลูมิเนียมคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับ สารละลายแอมโมเนียในน้ำกับการศึกษา อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และ แอมโมเนียมคลอไรด์:

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

2. โดยผ่าน คาร์บอนไดออกไซด์, แก๊สเปรี้ยว หรือ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ผ่านสารละลายโซเดียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต:

นา + CO 2 \u003d อัล (OH) 3 + NaHCO 3

เพื่อให้เข้าใจว่าปฏิกิริยานี้ดำเนินไปอย่างไร คุณสามารถใช้เคล็ดลับง่ายๆ: แบ่งสารที่ซับซ้อน Na ออกเป็นส่วนๆ ทางจิตใจ: NaOH และ Al (OH) 3 ต่อไป เราจะพิจารณาว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับสารแต่ละชนิดอย่างไรและบันทึกผลคูณของปฏิกิริยาของพวกมัน เพราะ Al (OH) 3 ไม่ทำปฏิกิริยากับ CO 2 จากนั้นเราจะเขียน Al (OH) 3 ทางด้านขวาโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง

3. อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์สามารถหาได้จากการกระทำ ขาดด่าง บน เกลืออลูมิเนียมส่วนเกิน.

ตัวอย่างเช่น, อะลูมิเนียมคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับ ขาดโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์กับการศึกษา อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และ โพแทสเซียมคลอไรด์:

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

4. อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ยังเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาที่ละลายน้ำได้ เกลืออลูมิเนียมที่ละลายน้ำได้ คาร์บอเนต ซัลไฟต์ และซัลไฟด์ . ซัลไฟด์ คาร์บอเนต และซัลไฟต์ของอะลูมิเนียมในสารละลายที่เป็นน้ำ

ตัวอย่างเช่น: อะลูมิเนียมโบรไมด์ทำปฏิกิริยากับ โซเดียมคาร์บอเนต. ในกรณีนี้การตกตะกอนของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ตกตะกอนคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมาและเกิดโซเดียมโบรไมด์:

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

อะลูมิเนียมคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับ โซเดียมซัลไฟด์ด้วยการก่อตัวของอลูมิเนียมไฮดรอกไซด์, ไฮโดรเจนซัลไฟด์และโซเดียมคลอไรด์:

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

คุณสมบัติทางเคมี

1. อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับ ละลายน้ำได้ กรด. ในขณะเดียวกันก็ก่อตัว เกลือปานกลางหรือกรดขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของสารทำปฏิกิริยาและชนิดของเกลือ

ตัวอย่างเช่น กรดไนตริกกับการศึกษา อะลูมิเนียมไนเตรต:

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

อัล(OH) 3 + 3HCl → AlCl 3 + 3H 2 O

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

อัล(OH) 3 + 3HBr → AlBr 3 + 3H 2 O

2. อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับ กรดออกไซด์ของกรดแก่ .

ตัวอย่างเช่น, อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับ ซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI)กับการศึกษา อะลูมิเนียมซัลเฟต:

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

3. อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยา ด้วยเบสที่ละลายน้ำได้ (อัลคาไล)โดยที่ ในการละลายก่อตัวขึ้น เกลือ—อะลูมิเนต,และใน สารละลาย - เกลือเชิงซ้อน . ในเวลาเดียวกัน อลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จัดแสดง คุณสมบัติของกรด.

ตัวอย่างเช่น, อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับ โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในการหลอมให้เป็นรูปร่าง โพแทสเซียมอะลูมิเนตและ น้ำ:

2KOH + อัล(OH) 3 → 2KAlO 2 + 2H 2 O

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ละลายส่วนเกิน ด่างกับการศึกษา เตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต:

อัล(OH) 3 + KOH → K

4. Gอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ย่อยสลายเมื่อถูกความร้อน:

2Al(OH) 3 → อัล 2 O 3 + 3H 2 O

ประสบการณ์วิดีโอปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์กับ กรดไฮโดรคลอริกและ ด่าง(คุณสมบัติแอมโฟเทอริกของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์) สามารถดูได้

เกลืออลูมิเนียม

อะลูมิเนียมไนเตรตและซัลเฟต

อะลูมิเนียมไนเตรตเมื่อถูกความร้อนก็จะสลายตัวเป็น อะลูมิเนียมออกไซด์, ไนตริกออกไซด์ (IV)และ ออกซิเจน:

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

อะลูมิเนียมซัลเฟตภายใต้ความร้อนแรงจะสลายตัวในทำนองเดียวกัน - เป็น อะลูมิเนียมออกไซด์, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และ ออกซิเจน:

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

เกลืออลูมิเนียมที่ซับซ้อน

เพื่ออธิบายคุณสมบัติของเกลืออลูมิเนียมที่ซับซ้อน - ไฮดรอกโซอะลูมิเนตสะดวกในการใช้เทคนิคต่อไปนี้: แบ่ง tetrahydroxoaluminate ออกเป็นสองโมเลกุลแยกกัน - อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และโลหะอัลคาไลไฮดรอกไซด์

ตัวอย่างเช่น, โซเดียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนตแบ่งออกเป็นอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และโซเดียมไฮดรอกไซด์:

นาแบ่งออกเป็น NaOH และ Al(OH) 3

คุณสมบัติของสารเชิงซ้อนทั้งหมดสามารถกำหนดได้ว่าเป็นคุณสมบัติของสารประกอบแต่ละชนิด

ดังนั้นอะลูมิเนียมไฮดรอกซีคอมเพล็กซ์จึงทำปฏิกิริยากับ กรดออกไซด์ .

ตัวอย่างเช่น, hydroxocomplex ถูกทำลายภายใต้การกระทำของส่วนเกิน คาร์บอนไดออกไซด์. ในเวลาเดียวกัน NaOH ทำปฏิกิริยากับ CO 2 เพื่อสร้างเกลือที่เป็นกรด (มี CO 2 มากเกินไป) และอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริกไม่ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์ดังนั้นจึงตกตะกอน:

นา + CO 2 → อัล(OH) 3 ↓ + NaHCO 3

ในทำนองเดียวกัน โพแทสเซียม tetrahydroxoaluminate ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์:

K + CO 2 → อัล(OH) 3 + KHCO 3

ด้วยหลักการเดียวกัน เตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนตทำปฏิกิริยากับ แก๊สเปรี้ยว SO2:

นา + SO 2 → อัล(OH) 3 ↓ + NaHSO 3

K + SO 2 → อัล(OH) 3 + KHSO 3

แต่อยู่ภายใต้การกระทำ กรดแรงเกินไป ตะกอนไม่ตกเพราะ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริกทำปฏิกิริยากับกรดแก่

ตัวอย่างเช่น, กับ กรดไฮโดรคลอริก:

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

จริงภายใต้อิทธิพลของจำนวนเล็กน้อย ( ขาด ) กรดแก่ตะกอนจะยังคงหลุดออกมา จะมีกรดไม่เพียงพอที่จะละลายอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์:

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

เสียเปรียบเหมือนกัน กรดไนตริกอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ตกตะกอน:

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

คอมเพล็กซ์ถูกทำลายเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับ น้ำคลอรีน (สารละลายคลอรีนในน้ำ) Cl 2:

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

ในขณะเดียวกันคลอรีน ไม่สมส่วน.

คอมเพล็กซ์สามารถทำปฏิกิริยากับส่วนเกินได้ อะลูมิเนียมคลอไรด์. ในกรณีนี้ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ตกตะกอน:

AlCl 3 + 3Na → 4Al(OH) 3 ↓ + 3NaCl

หากคุณระเหยน้ำออกจากสารละลายของเกลือเชิงซ้อนและให้ความร้อนกับสารที่ได้ เกลืออะลูมิเนตตามปกติจะยังคงอยู่:

Na → NaAlO 2 + 2H 2 O

K → KAlO 2 + 2H 2 O

ไฮโดรไลซิสของเกลืออะลูมิเนียม

เกลือที่ละลายน้ำได้ของอะลูมิเนียมและกรดแก่ถูกไฮโดรไลซ์ โดย cation. ดำเนินการไฮโดรไลซิส แบบขั้นตอนและย้อนกลับได้, เช่น. นิดหน่อย:

ด่าน I: Al 3+ + H 2 O \u003d AlOH 2+ + H +

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

ด่าน III: อัล (OH) 2 + + H 2 O \u003d อัล (OH) 3 + H +

อย่างไรก็ตาม ซัลไฟด์ ซัลไฟต์ คาร์บอเนต อลูมิเนียมและพวกเขา เปรี้ยว เกลือไฮโดรไลซ์ กลับไม่ได้, อย่างเต็มที่, เช่น. ไม่มีอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำ แต่ ย่อยสลายด้วยน้ำ:

อัล 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

อัล 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

อะลูมิเนียม

เกลือที่อลูมิเนียมเป็นกรดตกค้าง (อะลูมิเนต) เกิดขึ้นจาก อะลูมิเนียมออกไซด์ที่ หลอมรวมกับด่างและออกไซด์พื้นฐาน:

อัล 2 O 3 + นา 2 O → 2NaAlO 2

เพื่อให้เข้าใจถึงคุณสมบัติของอะลูมิเนต การแยกสารอะลูมิเนตออกเป็นสองสารจะสะดวกมาก

ตัวอย่างเช่น จิตใจเราแบ่งโซเดียมอะลูมิเนตออกเป็นสองสาร: อะลูมิเนียมออกไซด์และโซเดียมออกไซด์

NaAlO2แบ่งออกเป็น Na 2 O และ Al 2 O 3

จากนั้นเราจะเห็นได้ชัดว่าอะลูมิเนตทำปฏิกิริยากับ กรดเพื่อสร้างเกลืออลูมิเนียม :

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

ภายใต้การกระทำของน้ำส่วนเกินอะลูมิเนตจะถูกเปลี่ยนเป็นเกลือที่ซับซ้อน:

KAlO 2 + H 2 O = K

NaAlO 2 + 2H 2 O \u003d Na

การเชื่อมต่อไบนารี

อะลูมิเนียมซัลไฟด์ออกซิไดซ์เป็นซัลเฟตโดยการกระทำของกรดไนตริก:

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

หรือกรดกำมะถัน (ภายใต้การกระทำของ กรดเข้มข้นร้อน):

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

อะลูมิเนียมซัลไฟด์สลายตัว น้ำ:

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

อะลูมิเนียมคาร์ไบด์ยังสลายตัวด้วยน้ำเมื่อถูกความร้อนกับอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และ มีเทน:

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

อะลูมิเนียมไนไตรด์สลายตัวภายใต้การกระทำ กรดแร่บนเกลืออลูมิเนียมและแอมโมเนียม:

AlN + 4HCl → AlCl 3 + NH 4 Cl

อะลูมิเนียมไนไตรด์ยังสลายตัวภายใต้การกระทำของ น้ำ:

AlN + 3H 2 O → Al(OH) 3 ↓ + NH 3

อะลูมิเนียมออกไซด์ - Al2O3 คุณสมบัติทางกายภาพ:อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นผงอสัณฐานสีขาวหรือผลึกสีขาวที่แข็งมาก น้ำหนักโมเลกุล = 101.96 ความหนาแน่น - 3.97 g / cm3 จุดหลอมเหลว - 2053 ° C จุดเดือด - 3000 ° C

คุณสมบัติทางเคมี:อะลูมิเนียมออกไซด์แสดงคุณสมบัติของแอมโฟเทอริก - คุณสมบัติของกรดออกไซด์และออกไซด์พื้นฐาน และทำปฏิกิริยากับทั้งกรดและเบส Crystalline Al2O3 เป็นแบบพาสซีฟทางเคมี ส่วนอสัณฐานมีแอกทีฟมากกว่า ปฏิกิริยากับสารละลายกรดจะให้เกลืออะลูมิเนียมโดยเฉลี่ย และกับสารละลายเบส - เกลือเชิงซ้อน - โลหะไฮดรอกโซอะลูมิเนต:

เมื่ออะลูมิเนียมออกไซด์หลอมรวมกับโลหะอัลคาไลที่เป็นของแข็ง เกลือคู่จะก่อตัวขึ้น - metaaluminates(อะลูมิเนตปราศจากน้ำ):

อะลูมิเนียมออกไซด์ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำและไม่ละลายในน้ำ

ใบเสร็จ:อลูมิเนียมออกไซด์ได้มาจากวิธีการลดอลูมิเนียมของโลหะจากออกไซด์ของพวกมัน: โครเมียม, โมลิบดีนัม, ทังสเตน, วานาเดียม, ฯลฯ - metallothermy, เปิด Beketov:

แอปพลิเคชัน:อะลูมิเนียมออกไซด์ใช้สำหรับการผลิตอะลูมิเนียม ในรูปของผง - สำหรับวัสดุทนไฟ ทนต่อสารเคมี และการกัดกร่อน ในรูปของคริสตัล - สำหรับการผลิตเลเซอร์และอัญมณีสังเคราะห์ (ทับทิม ไพลิน ฯลฯ) แต่งสีด้วยสิ่งสกปรกของโลหะออกไซด์อื่น ๆ - Cr2O3 ( สีแดง), Ti2O3 และ Fe2O3 (สีน้ำเงิน)

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ - A1 (OH) 3. คุณสมบัติทางกายภาพ:อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ - สีขาวอสัณฐาน (คล้ายเจล) หรือผลึก เกือบจะไม่ละลายในน้ำ น้ำหนักโมเลกุล - 78.00 ความหนาแน่น - 3.97 g/cm3

คุณสมบัติทางเคมี:แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ทั่วไปทำปฏิกิริยา:

1) ด้วยกรดสร้างเกลือขนาดกลาง: Al(OH)3 + 3НNO3 = Al(NO3)3 + 3Н2О;

2) ด้วยสารละลายอัลคาไลสร้างเกลือที่ซับซ้อน - ไฮดรอกโซอะลูมิเนต: Al(OH)3 + KOH + 2H2O = K.

เมื่อ Al(OH)3 หลอมรวมกับด่างแห้ง จะเกิดเมตาลูมิเนต: Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2H2O

ใบเสร็จ:

1) จากเกลืออลูมิเนียมภายใต้การกระทำของสารละลายอัลคาไล: AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3H2O;

2) การสลายตัวของอะลูมิเนียมไนไตรด์กับน้ำ: AlN + 3H2O = Al(OH)3 + NH3?;

3) ผ่าน CO2 ผ่านสารละลายของไฮดรอกโซคอมเพล็กซ์: [Al(OH)4]-+ CO2 = Al(OH)3 + HCO3-;

4) การกระทำกับเกลือ Al กับแอมโมเนียไฮเดรต; Al(OH)3 เกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้อง

62. ลักษณะทั่วไปของกลุ่มย่อยโครเมียม

องค์ประกอบ กลุ่มย่อยโครเมียมครอบครองตำแหน่งกลางในชุดของโลหะทรานซิชัน มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง มีตำแหน่งว่างในออร์บิทัลอิเล็กทรอนิกส์ องค์ประกอบ โครเมียมและ โมลิบดีนัมมีโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ที่ผิดปกติ - มีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวใน s-orbital ด้านนอก (เช่นใน Nb จากกลุ่มย่อย VB) องค์ประกอบเหล่านี้มีอิเล็กตรอน 6 ตัวใน d- และ s-orbitals ด้านนอก ดังนั้นออร์บิทัลทั้งหมดจึงถูกเติมครึ่ง นั่นคือ แต่ละตัวมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัว ด้วยโครงแบบอิเล็กทรอนิกส์ องค์ประกอบนี้มีความเสถียรเป็นพิเศษและทนต่อการเกิดออกซิเดชัน ทังสเตนมีพันธะโลหะที่แข็งแรงกว่า โมลิบดีนัม. สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยโครเมียมแตกต่างกันอย่างมาก ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ธาตุทั้งหมดมีสถานะออกซิเดชันเป็นบวกตั้งแต่ 2 ถึง 6 ซึ่งเป็นสถานะออกซิเดชันสูงสุดที่สอดคล้องกับหมายเลขกลุ่ม ไม่ใช่สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทั้งหมดที่มีความเสถียร โครเมียมมีความเสถียรมากที่สุด - +3

องค์ประกอบทั้งหมดก่อตัวเป็น MVIO3 ออกไซด์ ออกไซด์ที่มีสถานะออกซิเดชันต่ำกว่าเป็นที่รู้จักกันองค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มย่อยนี้เป็นแอมโฟเทอริก - ก่อตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนและกรด

โครเมียม โมลิบดีนัมและ ทังสเตนเป็นที่ต้องการของโลหะวิทยาและวิศวกรรมไฟฟ้า โลหะทั้งหมดที่อยู่ภายใต้การพิจารณาจะถูกเคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์แบบพาสซีฟเมื่อเก็บไว้ในอากาศหรือในตัวกลางที่เป็นกรดออกซิไดซ์ การลอกฟิล์มออกด้วยวิธีการทางเคมีหรือทางกล สามารถเพิ่มกิจกรรมทางเคมีของโลหะได้

โครเมียม.ธาตุนี้ได้มาจากแร่โครเมียม Fe(CrO2)2 โดยการลดถ่านหิน: Fe(CrO2)2 + 4C = (Fe + 2Cr) + 4CO?

โครเมียมบริสุทธิ์ได้มาจากการลด Cr2O3 ด้วยอลูมิเนียมหรือโดยอิเล็กโทรลิซิสของสารละลายที่มีโครเมียมไอออน การนำโครเมียมกลับมาใช้ใหม่ด้วยกระแสไฟฟ้าจะทำให้เกิดการชุบโครเมียมซึ่งใช้เป็นฟิล์มตกแต่งและป้องกัน

โครเมียมใช้ในการผลิตเฟอร์โรโครเมียมซึ่งใช้ในการผลิตเหล็ก

โมลิบดีนัมได้มาจากแร่ซัลไฟด์ สารประกอบของมันใช้ในการผลิตเหล็ก โลหะนั้นได้มาโดยการลดออกไซด์ของมัน โดยการเผาโมลิบดีนัมออกไซด์ด้วยเหล็ก สามารถรับเฟอร์โรโมลิบดีนัมได้ ใช้สำหรับการผลิตเกลียวและท่อสำหรับเตาหลอมที่คดเคี้ยวและหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า เหล็กที่มีการเติมโมลิบดีนัมใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์

ทังสเตน.ได้รับจากออกไซด์ที่สกัดจากแร่เสริมสมรรถนะ ใช้อะลูมิเนียมหรือไฮโดรเจนเป็นตัวรีดิวซ์ ผลลัพธ์ที่ได้คือทังสเตนในแนวคิดแบบผง ต่อมาถูกหล่อขึ้นภายใต้ความดันสูงและกรรมวิธีทางความร้อน (ผงโลหะ) ในรูปแบบนี้ทังสเตนใช้ทำเส้นใยและเติมลงในเหล็ก