У вигляді звичайнісінького глинозему, його хімічна формула - AL2O3. На вигляд це кристали, які не мають кольору, які при температурі 2044°С починають плавитися, а при досягненні позначки 3530°С закипають.
У природному оточенні єдиною стійкою модифікацією речовини є корунд, що має густину 3,99 г/см3. Це дуже твердий зразок, що належить до дев'ятого рівня таблиці Мооса. Розмір коефіцієнта заломлення становить: для звичайного променя - 1,765, і 1,759 для незвичайного. У природному оточенні оксид алюмінію часто містить різні оксиди металів, тому, мінерал корунду може набувати різні відтінки свого забарвлення. Наприклад, такими є сапфіри, рубіни та інші дорогоцінні камені. У такому вигляді оксид алюмінію може бути отриманий лабораторно-хімічним способом. Для цього використовують метастабільні форми А12О3 та розкладають їх термічним способом. Також як джерело отримання алюмінію оксиду лабораторним методом використовують
Стандартна модифікація сполуки являє собою тетрагонічну кристалічну решітку, що містить у своєму складі приблизно 1-2% води. Можна отримати і аморфний за своєю структурою оксид алюмінію - алюмогель, для чого гелеподібний розчин AL(OH) 3 зневоднюють та одержують речовину у вигляді прозорої пористої маси.
Алюмінію оксид абсолютно нерозчинний у воді, але може добре розчинятися в кріоліті, розігрітому до високої температури. Речовина амфотерна. Характерною є така властивість синтезованого алюмінію оксиду, як зворотна залежність температури його утворення та хімічної активності. Як штучний (тобто отриманий при температурі понад 1200°С), так і природний корунд у звичайному середовищі виявляють практично стовідсоткову хімічну інертність та повну відсутність гігроскопічності.
Оксид починає активно виявляти при температурах близько 1000°С, коли він починає інтенсивно взаємодіяти з такими речовинами, як різні луги, карбонати. При цьому взаємодії утворюються алюмінати. Повільніше з'єднання вступає в реакції з SiO2, а також різного роду кислими шлаками. В результаті цих взаємодій виходять алюмосилікати.
Алюмогелі і оксид алюмінію, які отримані шляхом випалу будь-якого з гідроксидів алюмінію при температурі не менше 550°С, мають дуже високу гігроскопічність, відмінно вступають і активно взаємодіють з кислотними і лужними розчинами.
Як правило, як сировина для отримання алюмінію оксиду служать боксити, алуніти, а також нефеліни. При вмісті в них речовини, що розглядається, більше 6-7% виробництво ведеться основним способом - методом Байєра, а при меншому вмісті речовини використовують метод спікання руди з вапном або содою. Метод Байєра являє собою обробку подрібненої породи потім боксити обробляють лужними розчинами при температурі 225-250°С. Отриманий таким чином склад натрію алюмінату розбавляють водним розчином і фільтрують. У процесі фільтрації шлам, що містить оксид алюмінію, властивості якого відповідають стандартним, розкладаються на центрифугах. Така технологія дає можливість отримувати 50% вихід речовини. Крім того, застосування даного методудозволяє зберегти для використання в наступних операціях з вилуговування бокситів.
Як правило, отриманий синтетичним методом алюмінію оксид використовують як проміжний матеріал для отримання чистого алюмінію. У промисловості він застосовується як сировина для виготовлення вогнетривких матеріалів, абразивних та керамічних різальних інструментів. Сучасні технологіїактивно застосовують монокристали оксиду алюмінію у виробництві годинників, ювелірних виробів.
Ми відправляємо його в повітря і запускаємо в космос, ставимо на плиту, будуємо з нього будівлі, виготовляємо шини, мажемо на шкіру і лікуємо виразку... Ви ще не зрозуміли? Йдеться про алюміній.
Спробуйте перерахувати всі сфери застосування алюмінію і обов'язково помилитеся. Швидше за все, про існування багатьох з них ви навіть не підозрюєте. Усі знають, що алюміній – матеріал авіабудівників. Але як щодо автомобілебудування чи, скажімо. медицини? Чи знаєте ви, що алюміній є харчовою добавкою Е-137, яка зазвичай використовується як барвник, що надає сріблястий відтінок продуктам?
Алюміній - елемент, який з легкістю утворює стійкі сполуки з будь-якими металами, киснем, воднем, хлором та багатьма іншими речовинами. В результаті подібних хімічних та фізичних впливів виходять діаметрально різні за своїми властивостями сплави та сполуки.
Використання оксидів та гідроксидів алюмінію
Сфери застосування алюмінію настільки великі, що для запобігання товаровиробникам, конструкторам та інженерам від ненавмисних помилок, в нашій країні застосування маркування сплавів алюмінію - стало обов'язковим. Кожному сплаву або з'єднанню присвоюється своє буквено-цифрове позначення, яке дозволяє швидко відсортувати їх і направити для подальшої обробки.
Найбільш поширені природні сполуки алюмінію - його оксид та гідроксид. у природі вони існують виключно у вигляді мінералів - корундів, бокситів, нефелінів, ін. - і як глинозем. Застосування алюмінію та його сполук пов'язано з ювелірною, косметологічною, медичною сферами, хімічною промисловістюта будівництвом.
Кольорові, "чисті" (не каламутні) корунди – це відомі всім нам коштовності – рубіни та сапфіри. Однак за своєю суттю вони - не що інше, як звичайнісінький оксид алюмінію. Крім ювелірної сфери, застосування оксиду алюмінію поширюється на хімічну промисловість, де він зазвичай виступає адсорбентом, а також на виробництво керамічного посуду. Керамічні казанки, горщики, чашки володіють чудовими жароміцними властивостями саме завдяки алюмінію, що міститься в них. Своє застосування окис алюмінію знайшов як матеріал виготовлення каталізаторів. Нерідко оксиди алюмінію додають у бетон для його кращого затвердіння, а скло, в яке додали алюміній, стає жароміцним.
Перелік областей застосування гідроксиду алюмінію виглядає ще переконливіше. Завдяки здатності поглинати кислоту та надавати каталітичну дію на імунітет людини, гідроксид алюмінію використовується при виготовленні ліків та вакцин від гепатитів типу "А" і "В" та правцевої інфекції. Їм також лікують ниркову недостатність, зумовлену наявністю великої кількості фосфатів в організмі. Потрапляючи в організм, гідроксид алюмінію входить у реакцію з фосфатами і утворює нерозривні із нею зв'язку, та був природним шляхом виводиться з організму.
Гідроксид, через його відмінну розчинність і не токсичність, нерідко додають в пасту для чищення зубів, шампунь, мило, домішують до сонцезахисних засобів, поживних і зволожуючих кремів для обличчя і тіла, антиперсперантам, тонікам, очищаючим лосьйонам, пінкам та ін. рівномірно і стійко пофарбувати тканину, то барвник додають трохи гідроксиду алюмінію і колір буквально "втравляється" в поверхню матерії.
Застосування хлоридів та судьфатів алюмінію
Вкрай важливими сполуками алюмінію є також хлориди та сульфати. Хлорид алюмінію в природному стані не зустрічається, проте його досить просто отримати промисловим шляхом бокситів і каолінів. Застосування хлориду алюмінію у вигляді каталізатора досить однобоко, але практично безцінно для нафтопереробної галузі.
Алюмінієві сульфати існують у природному стані як мінерали вулканічних порід і відомі своєю здатністю до абсорбації води з повітря. Застосування сірчанокислого алюмінію поширюється на косметичну та текстильну промисловість. У першій він виступає як добавка в антиперсперанди, у другій - у вигляді барвника. Цікаво застосування сульфату алюмінію у складі репелентів комах. Сульфати не тільки відлякують комарів, мух та мошок, а й знеболюють місце укусу. Однак, незважаючи на відчутну користь, сульфати алюмінію неоднозначно діють на здоров'я людей. Якщо вдихнути або проковтнути сульфат алюмінію, можна отримати серйозне отруєння.
Алюмінієві сплави - основні сфери застосування
Штучно отримані з'єднання алюмінію з металами (сплави), на відміну від природних утворень, можуть мати такі властивості, які забажає сам виробник – достатньо змінити склад та кількість легуючих елементів. На сьогоднішній день існують практично безмежні можливості для отримання алюмінієвих сплавів та їх застосування.
Найвідоміша галузь використання алюмінієвих сплавів- Авіабудування. Літаки практично повністю виготовлені з алюмінієвих сплавів. Сплави цинку, магнію та алюмінію дають небувалу міцність, що використовується в обшивці літаків та виготовленні деталей конструкції.
Аналогічно використовуються алюмінієві сплави та в будові кораблів, підводних човнівта дрібного річкового транспорту. Тут з алюмінію найбільш вигідно робити надбудовні конструкції, вони більш ніж у половину знижують вагу судна, при цьому не погіршуючи їхньої надійності.
Подібно до літаків і кораблів, автомобілі з кожним роком все більше і більше стають "алюмінієвими". Алюміній застосовується не тільки в деталях кузова, тепер це ще й рами, балки, стійки та панелі кабіни. Завдяки хімічній інертності алюмінієвих сплавів, низької схильності до корозії та теплоізоляційним властивостям із сплавів алюмінію виготовляють цистерни для перевезень рідких продуктів.
Широко відоме застосування алюмінію у промисловості. Нафто- та газовидобуток не були б такими як зараз, якби не надзвичайно корозійностійкі, хімічно інертні трубопроводи з алюмінієвих сплавів. Бури, виготовлені з алюмінію, важать у кілька разів менше, а отже легко перевозяться та монтуються. І це не говорячи вже про різного роду, резервуари, котли та інші ємності...
З алюмінію та його сплавів виробляють каструлі, сковороди, листи, половники та інше домашнє начиння. Алюмінієвий посуд відмінно проводить тепло, дуже швидко нагрівається, при цьому легко чиститься, не шкодить здоров'ю та продуктам. На алюмінієвій фользі ми запікаємо м'ясо в духовці і випікаємо пироги, в алюміній упаковані олії та маргарини, сири, шоколад та цукерки.
Вкрай важлива та перспективна область - застосування алюмінію в медицині. Крім тих областей використання (вакцини, ниркові ліки, адсорбенти), про які говорилося раніше, слід також згадати використання алюмінію в ліках від виразки та печії.
З усього вищесказаного можна зробити один висновок - марки алюмінію та їх застосування надто різноманітні, щоб присвячувати їм одну невелику статтю. Про алюміній краще писати книги, адже не дарма його називають "металом майбутнього".
Оксид алюмінію – Al2O3. Фізичні властивості: оксид алюмінію – білий аморфний порошок або тверді білі кристали. Молекулярна маса = 101,96, густина – 3,97 г/см3, температура плавлення – 2053 °C, температура кипіння – 3000 °C.
Хімічні властивості:оксид алюмінію виявляє амфотерні властивості – властивості кислотних оксидів та основних оксидів та реагує і з кислотами, і з основами. Кристалічний Аl2О3 хімічно пасивний, аморфний – активніший. Взаємодія з розчинами кислот дає середні солі алюмінію, а з розчинами основ – комплексні солі – гідроксоалюмінати металів:
При сплавленні оксиду алюмінію з твердими лугами металів утворюються подвійні солі. метаалюмінати(безводні алюмінії):
Оксид алюмінію не взаємодіє з водою і не розчиняється у ній.
Отримання:оксид алюмінію отримують шляхом відновлення алюмінієм металів з їх оксидів: хрому, молібдену, вольфраму, ванадію та ін. металотермія, відкритий Бекетовим:
Застосування:оксид алюмінію застосовується для виробництва алюмінію, у вигляді порошку – для вогнетривких, хімічно стійких та абразивних матеріалів, у вигляді кристалів – для виготовлення лазерів та синтетичних дорогоцінних каменів (рубіни, сапфіри та ін), пофарбованих домішками оксидів інших металів – Сr2О3 ( червоний колір), Тi2О3 та Fe2О3 (блакитний колір).
Гідроксид алюмінію – А1(ОН)3. Фізичні властивості:гідроксид алюмінію – білий аморфний (гелеподібний) чи кристалічний. Майже не розчинний у воді; молекулярна маса – 78,00, густина – 3,97 г/см3.
Хімічні властивості:типовий амфотерний гідроксид реагує:
1) із кислотами, утворюючи середні солі: Al(ОН)3 + 3НNO3 = Al(NO3)3 + 3Н2О;
2) з розчинами лугів, утворюючи комплексні солі – гідроксоалюмінати: Al(ОН)3 + КОН + 2Н2О = К.
При сплавленні Al(ОН)3 із сухими лугами утворюються метаалюмінати: Al(ОН)3 + КОН = КAlO2 + 2Н2О.
Отримання:
1) із солей алюмінію під дією розчину лугів: AlСl3 + 3NaOH = Al(ОН)3 + 3Н2О;
2) розкладанням нітриду алюмінію водою: AlN + 3Н2О = Аl(ОН)3 + NН3?;
3) пропусканням СО2 через розчин гідроксокомплексу: [Аl(ОН)4]-+ СО2 = Аl(ОН)3 + НСО3-;
4) дією на солі Аl гідратом аміаку; при кімнатній температурі утворюється Аl(ОН)3.
62. Загальна характеристика підгрупи хрому
Елементи підгрупи хромузаймають проміжне положення у ряді перехідних металів. Мають високі температури плавлення та кипіння, вільні місця на електронних орбіталях. Елементи хромі молібденмають нетипову електронну структуру - на зовнішній s-орбіталі мають один електрон (як у Nb з підгрупи VB). У цих елементів на зовнішніх d-і s-орбіталях знаходиться 6 електронів, тому всі орбіталі заповнені наполовину, тобто на кожній знаходиться по одному електрону. Маючи подібну електронну конфігурацію, елемент має особливу стабільність і стійкість до окислення. Вольфраммає сильніший металевий зв'язок, ніж молібден. Ступінь окиснення у елементів підгрупи хрому сильно варіює. У належних умовах усі елементи виявляють позитивний ступінь окиснення від 2 до 6, максимальний ступінь окиснення відповідає номеру групи. Не всі ступені окислення у елементів стабільні, у хрому найстабільніша - +3.
Всі елементи утворюють оксид MVIO3, відомі також оксиди з нижчими ступенями окиснення.Усі елементи цієї підгрупи амфотерни – утворюють комплексні сполуки та кислоти.
Хром, молібдені вольфрамзатребувані в металургії та електротехніці. Всі метали, що розглядаються, покриваються пасивною оксидною плівкою при зберіганні на повітрі або в середовищі кислоти-окислювача. Видаляючи плівку хімічним або механічним способом, можна підвищити хімічну активність металів.
Хром.Елемент одержують із хромітної руди Fe(CrO2)2, відновлюючи вугіллям: Fe(CrO2)2 + 4C = (Fe + 2Cr) + 4CO?.
Чистий хром одержують відновленням Cr2O3 за допомогою алюмінію або електролізу розчину, що містить іони хрому. Виділяючи хром за допомогою електролізу, можна отримати хромове покриття, що використовується як декоративні та захисні плівки.
З хрому одержують ферохром, що застосовується при виробництві сталі.
Молібден.Одержують із сульфідної руди. Його сполуки використовують під час виробництва сталі. Сам метал одержують при відновленні його оксиду. Прожарюючи оксид молібдену із залізом, можна отримати феромолібден. Використовують для виготовлення ниток та трубок для обмотки печей та електроконтактів. Сталь із додаванням молібдену використовують у автомобільному виробництві.
Вольфрам.Отримують з оксиду, що видобувається зі збагаченої руди. Як відновник використовують алюміній або водень. Вольфрам, що вийшов, в ідеї порошку згодом формують при високому тиску і термічній обробці (порошкова металургія). У такому вигляді використовують вольфрам для виготовлення ниток розжарювання, додають до сталі.
Електронна конфігурація зовнішнього рівня алюмінію … 3s 2 3p 1 .
У збудженому стані один з s-електронів переходить на вільний осередок p-підрівня, такий стан відповідає валентності III та ступеня окислення +3.
У зовнішньому електронному шарі атома алюмінію є вільні d-підрівні. Завдяки цьому його координаційне число в з'єднаннях може дорівнювати не тільки 4 ([А1(ОН) 4 ] -), а й 6 – ([А1(ОН) 6 ] 3-).
Знаходження у природі
Найпоширеніший у земній корі метал, загальний вміст алюмінію у земній корі становить 8, 8%.
У вільному вигляді у природі не зустрічається.
Найважливіші природні сполуки – алюмосилікати:
Біла глина Al 2 O 3 ∙ 2SiO 2 ∙ 2H 2 O, польовий шпат K 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 , слюда K 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 ∙ H 2 O
З інших природних форм знаходження алюмінію найбільше значеннямають боксити А1 2 Оз ∙ nН 2 Про, мінерали корунд А1 2 Оз та кріоліт А1Fз ∙3NaF.
Отримання
В даний час у промисловості алюміній отримують електролізом оксиду алюмінію А1 2 Про 3 у розплаві кріоліту.
Процес електролізу зводиться зрештою до розкладання А1 2 Оз електричним струмом
2А1 2 Оз = 4А1 + 3О 2 (950 0 C, А1Fз ∙3NaF,ел.ток)
На катоді виділяється рідкий алюміній:
А1 3+ + 3е-= Al 0
На аноді виділяється кисень.
Фізичні властивості
Легкий, сріблясто-білий, пластичний метал, добре проводить електричний струмта тепло.
На повітрі алюміній покривається найтоншою (0,00001 мм), але дуже щільною плівкою оксиду, що оберігає метал від подальшого окислення і надає йому матового вигляду.
Алюміній легко витягується у дріт і прокочується у тонкі листи. Алюмінієва фольга(товщиною 0,005 мм) застосовується в харчовій та фармацевтичної промисловостідля пакування продуктів та препаратів.
Хімічні властивості
Алюміній є дуже активним металом, що трохи поступається за активністю елементам початку періоду - натрію і магнію.
1. алюміній легко з'єднується з киснем при кімнатній температурі, причому на поверхні алюмінію утворюється оксидна плівка (шар А1 2 Про 3). Ця плівка дуже тонка (10 -5 мм), але міцна. Вона захищає алюміній від подальшого окислення і тому називається захисною плівкою
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
2. при взаємодії з галогенами утворюються галогеніди:
з хлором та бромом взаємодія відбувається вже при звичайній температурі, з йодом та сіркою – при нагріванні.
2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3
2Al + 3S = Al 2 S 3
3. при дуже високих температурахалюміній безпосередньо з'єднується також із азотом і вуглецем.
2Al + N 2 = 2AlN нітрид алюмінію
4Al + 3С = Al 4 С 3 карбід алюмінію
З воднем алюміній не взаємодіє.
4. По відношенню до води алюміній цілком стійкий. Але якщо механічним шляхом або амальгамуванням зняти запобіжну дію оксидної плівки, то відбувається енергійна реакція:
2Al + 6Н 2 О = 2Al(ОН) 3 + 3H 2
5. взаємодія алюмінію із кислотами
З розб. кислотами (HCl, H 2 SO 4) алюміній взаємодіє з утворенням водню.
2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2
На холоді алюміній не взаємодіє з концентрованими сірчаною та азотною кислотою.
Взаємодіє з конц. сірчаною кислотою при нагріванні
8Al + 15H 2 SO 4 = 4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O
З розведеною азотною кислотою алюміній реагує з утворенням NO
Al + 4HNO 3 = Al(NO 3) 3 + NO +2H 2 O
6. взаємодія алюмінію з лугами
Алюміній, як і інші метали, що утворюють амфотерні оксиди та гідроксиди, взаємодіють із розчинами лугів.
Алюміній за звичайних умов, як було зазначено, покритий захисною плівкою А1 2 Про 3 . При дії на алюміній водних розчинів луговий шар оксиду алюмінію А1 2 Про 3 розчиняється, причому утворюються алюміній - солі, що містять алюміній у складі аніону:
А1 2 Про 3 + 2NaOH + 3Н 2 О = 2Na
Алюміній, позбавлений захисної плівки, взаємодіє з водою, витісняючи з неї водень
2Al + 6Н 2 О = 2Al (ОН) 3 + 3H 2
гідроксид алюмінію, що утворюється, реагує з надлишком лугу, утворюючи тетрагідроксоалюмінат
Аl(ОН) 3 + NaOH = Na
Сумарне рівняння розчинення алюмінію у водному розчині лугу:
2Al + 2NaOH + 6Н 2 О = 2Na+ 3H 2
Оксид алюмінію А1 2 Про 3
Біле тверда речовина, нерозчинний у воді, температура плавлення 2050 0 С.
Природний А12О3 - мінерал корунд. Прозорі пофарбовані кристали корунду – червоний рубін – містить домішка хрому – і синій сапфір – домішка титану та заліза – дорогоцінне каміння. Їх одержують так само штучно та використовують для технічних цілей, наприклад, для виготовлення деталей точних приладів, каменів у годиннику тощо.
Хімічні властивості
Оксид алюмінію виявляє амфотерні властивості
1. взаємодія із кислотами
А1 2 Про 3 +6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O
2. взаємодія з лугами
А1 2 Про 3 + 2NaOH - 2NaAlO 2 + H 2 O
Al 2 O 3 + 2NaOH + 5H 2 O = 2Na
3. при розжарюванні суміші оксиду відповідного металу з порошком алюмінію відбувається бурхлива реакція, що веде до виділення із взятого оксиду вільного металу. Метод відновлення за допомогою Al (алюмотермія) часто застосовують для отримання ряду елементів (Cr, Мп, V, W та ін) у вільному стані
2А1 + WO 3 = А1 2 Оз + W
4. взаємодія з солями, що мають сильнолужне середовище, внаслідок гідролізу
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2 NaAlO 2 + CO 2
Гідроксид алюмінію А1(ОН) 3
А1(ОН) 3 являє собою об'ємистий драглистий осад білого кольору, практично нерозчинний у воді, але легко розчиняється у кислотах та сильних лугах. Він має, отже, амфотерний характер.
Отримують гідроксид алюмінію реакцією обміну розчинних солей алюмінію з лугами
AlCl 3 + 3NaOH = Al(OH) 3 ↓ + 3NaCl
Al 3+ + 3OH - = Al(OH) 3 ↓
Дану реакцію можна використовувати як якісну на іон Al 3+
Хімічні властивості
1. взаємодія із кислотами
Al(OH) 3 +3HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O
2. при взаємодії із сильними лугами утворюються відповідні алюмінати:
NaOH + А1(ОН)з = Na
3. термічне розкладання
2Al(OH) 3 = Al 2 Про 3 + 3H 2 O
Солі алюмініюпіддаються гідролізу по катіону, середовище кисле (рН< 7)
Al 3+ + Н + ВІН - ↔ AlОН 2+ + Н +
Al(NO 3) 3 + H 2 O↔ AlOH(NO 3) 2 + HNO 3
Розчинні солі алюмінію та слабких кислот піддаються повному (незворотному гідролізу)
Al 2 S 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 +3H 2 S
Застосування в медицині та народному господарствіалюмінію та його сполук.
Легкість алюмінію та його сплавів і велика стійкість до повітря та води зумовлюють їх застосування у машинобудуванні, авіабудуванні. У вигляді чистого металу алюміній застосовується виготовлення електричних проводів.
Алюмінієва фольга (товщиною 0,005 мм) застосовується в харчовій та фармацевтичній промисловості для пакування продуктів та препаратів.
Оксид алюмінію Al 2 O 3 – входить до складу деяких антацидних засобів (наприклад Almagel), використовується при підвищеній кислотності шлункового соку.
КAl(SO 4) 3 12H 2 Про – алюмокалієві галун застосовуються в медицині для лікування шкірних захворювань, як кровоспинний засіб. А також використовують як дубильну речовину у шкіряній промисловості.
(CH 3 COO) 3 Al - Рідина Бурова - 8% розчин ацетату алюмінію має в'яжучу та протизапальну дію, у великих концентраціях має помірні антисептичні властивості. Застосовується у розведеному вигляді для полоскання, примочок, при запальних захворюваннях шкіри та слизових оболонок.
AlCl 3 - застосовується як каталізатор в органічному синтезі.
Al 2 (SO 4) 3 · 18 H 2 0 – застосовується для очищення води.
Контрольні питання для закріплення:
1. Назвіть найвищу валентність ступінь окислення елементів III групи. Поясніть із погляду будови атома.
2.Назвіть найважливіші з'єднання бору. Що є якісною реакцією на борат-іон?
3. Які Хімічні властивостімають оксид та гідроксид алюмінію?
Обов'язкова
Пустовалова Л.М., Ніканорова І.Є . Неорганічна хімія. Ростов-на-Дону. Фенікс. 2005. -352с. гол. 2.1 с. 283-294
Додаткова
1. Ахметов Н.С. Загальна та неорганічна хімія. М.: Вища школа, 2009. - 368с.
2. Глінка Н.Л. Загальна хімія. КноРус, 2009.-436 с.
3. Єрохін Ю.М. Хімія. Підручник для студ. Середовище проф.образ.-М.: Академія, 2006. - 384с.
Електронні ресурси
1. Відкрита хімія: повний інтерактивний курс хімії для уч-ся шкіл, ліцеїв, гімназій, коледжів, студ. техніч.вузів: версія 2.5-М.: Фізикон, 2006. Електронний оптичний диск CD-ROM
2. .1С: Репетитор – Хімія, для абітурієнтів, старшокласників та вчителів, ЗАТ «1С», 1998-2005. Електронний оптичний диск CD-ROM
3. Хімія. Основи теоретичної хімії. [ Електронний ресурс]. URL: http://chemistry.narod.ru/himiya/default.html
4. Електронна бібліотека навчальних матеріалівз хімії [Електронний ресурс]. URL: http://www.chem.msu.su/ukr/elibrary/
Алюміній- елемент 13 (III) групи періодичної таблиці хімічних елементів з атомним номером 13. Позначається символом Al. Належить до групи легких металів. Найбільш поширений метал і третій за поширеністю хімічний елементу земній корі (після кисню та кремнію).
Оксид алюмінію Al2O3- у природі поширений як глинозем, білий тугоплавкий порошок, за твердістю близький до алмазу.
Оксид алюмінію – природна сполука, що може бути отримана з бокситів або при термічному розкладанні гідроксидів алюмінію:
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O;
Al2O3 - амфотерний оксид, хімічно інертний, завдяки своїм міцним кристалічним ґратам. Він не розчиняється у воді, не взаємодіє з розчинами кислот та лугів і може реагувати лише з розплавленим лугом.
Близько 1000°С інтенсивно взаємодіє з лугами та карбонатами лужних металів з утворенням алюмінатів:
Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O; Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2.
Інші форми Al2O3 більш активні, можуть реагувати з розчинами кислот і лугів, α-Al2O3 взаємодіє лише з гарячими концентрованими розчинами: Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O;
Амфотерні властивості оксиду алюмінію виявляються при взаємодії з кислотними та основними оксидами з утворенням солей:
Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 (основні властивості), Al2O3 + Na2O = 2NaAlO2 (кислотні властивості).
Гідроксид алюмінію, Al(OH)3- З'єднання оксиду алюмінію з водою. Біла драглиста речовина, погано розчинна у воді, має амфотерні властивості. Отримують при взаємодії солей алюмінію з водними розчинами луги: AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl
Гідроксид алюмінію – типова амфотерна сполука, свіжоотриманий гідроксид розчиняється в кислотах та лугах:
2Al(OH)3 + 6HCl = 2AlCl3 + 6H2O. Al(OH)3 + NaOH + 2H2O = Na.
При нагріванні розкладається процес дегідратації досить складний і схематично може бути представлений наступним чином:
Al(OH)3 = AlOOH + H2O. 2AlOOH = Al2O3 + H2O.
Алюмінати -солі, що утворюються при дії луги на свіжоосаджений гідроксид алюмінію: Al(ОН)3 + NaOH = Na (тетрагідроксоалюмінат натрію)
Алюмінати отримують також при розчиненні металевого алюмінію (або Al2O3) у лугах: 2Al + 2NaOH + 6Н2О = 2Na + ЗН2
Гідроксоалюмінатиутворюються при взаємодії Al(OH)3 з надлишком лугу: Al(OH)3 + NaOH(ізб) = Na
Солі алюмінію.З гідроксиду алюмінію можна отримати майже всі солі алюмінію. Майже всі солі алюмінію добре розчиняються у воді; погано розчиняється у воді фосфат алюмінію.
У розчині алюмінієвої солі показують кислу реакцію. Прикладом може бути оборотна дія з водою хлориду алюмінію:
AlCl3+3Н2O«Аl(ОН)3+3НСl
Практичне значення мають багато солі алюмінію. Так, наприклад, безводний хлорид алюмінію АlСl3 використовується в хімічній практиці як каталізатор при переробці нафти
Сульфат алюмінію Al2(SO4)3 18Н2O застосовується як коагулянт для очищення водопровідної води, а також у виробництві паперу.
Широко використовуються подвійні солі алюмінію - галун KAl(SO4)2 12H2O, NaAl(SO4)2 12H2O, NH4Al(SO4)2 12H2O та ін.
Застосування- Завдяки комплексу властивостей широко поширений у тепловому обладнанні. - Алюміній та його сплави зберігають міцність при наднизьких температурах. Завдяки цьому він широко використовується в кріогенній техніці. - Алюміній - ідеальний матеріал для виготовлення дзеркал. - У виробництві будівельних матеріалів- Алітуванням надають корозійну та окалиностійкість сталевим та іншим сплавам, - Сульфід алюмінію використовується для виробництва сірководню. - Ідуть дослідження з розробки пінистого алюмінію як особливо міцного та легкого матеріалу.
Як відновник- Як компонент терміту, сумішей для алюмотермії- У піротехніці. - Алюміній застосовують для відновлення рідкісних металів з їх оксидів або галогенідів. (Алюмінотермія)
Алюмінотермія.- спосіб одержання металів, неметалів (а також сплавів) відновленням їх оксидів металевим алюмінієм.
Завантаження...
