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 และอันดับที่ 3 ของธาตุทั้งหมด (รองจากออกซิเจนและซิลิกอน) เนื้อหาใน เปลือกโลก- ประมาณ 8%
โดยธรรมชาติแล้ว อลูมิเนียมเกิดขึ้นในรูปแบบของสารประกอบ:
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
อลูมิเนียมสร้างความแข็งแกร่ง พันธะเคมีด้วยออกซิเจน ดังนั้นวิธีการผลิตอะลูมิเนียมแบบดั้งเดิมโดยการลดออกไซด์ของกระบวนการจึงต้องใช้พลังงานจำนวนมาก สำหรับ ทางอุตสาหกรรม อลูมิเนียมผลิตโดยใช้กระบวนการ Hall-Héroult เพื่อลดจุดหลอมเหลวของอลูมินา ละลายในไครโอไลต์หลอมเหลว(ที่อุณหภูมิ 960-970 ประมาณ C) Na 3 AlF 6 แล้วตกอยู่ภายใต้ อิเล็กโทรลิซิสด้วยอิเล็กโทรดคาร์บอน. เมื่อละลายในไครโอไลต์ละลาย อะลูมิเนียมออกไซด์จะสลายตัวเป็นไอออน:
อัล 2 O 3 → อัล 3+ + อัล O 3 3-
บน แคโทดกำลังเกิดขึ้น การลดลงของอลูมิเนียมไอออน:
K: อัล 3+ + 3e → อัล 0
บน ขั้วบวกเกิดออกซิเดชัน อะลูมิเนตไอออน:
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 , ถ้าเราใส่เกลืออลูมิเนียมลงใน 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. อะลูมิเนียม - 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. อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับ ออกซิเจนกับการศึกษา ออกไซด์:
4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
ประสบการณ์วิดีโอปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมกับ ออกซิเจนในอากาศ(การเผาไหม้ของอะลูมิเนียมในอากาศ) สามารถดูได้
2. อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับ สารที่ซับซ้อน:
2.1. ไม่ อลูมิเนียมกับ น้ำ? คุณสามารถหาคำตอบของคำถามนี้ได้ง่ายๆ หากคุณลองนึกทบทวนความจำสักนิด แน่นอน อย่างน้อยหนึ่งครั้งในชีวิตของคุณ คุณได้พบกับกระทะอลูมิเนียมหรือช้อนส้อมอลูมิเนียม เป็นคำถามที่ฉันชอบถามนักเรียนในการสอบ ที่น่าแปลกใจที่สุดคือ ฉันได้รับคำตอบที่ต่างออกไป - สำหรับบางคน อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับน้ำ และหลายคนเลิกล้มความตั้งใจหลังจากถามคำถามว่า “บางทีอะลูมิเนียมอาจทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อถูกความร้อน” เมื่อถูกความร้อนอลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับน้ำแล้วในครึ่งหนึ่งของผู้ตอบแบบสอบถาม))
อย่างไรก็ตาม เข้าใจได้ง่ายว่าอลูมิเนียมยังคงอยู่ ด้วยน้ำภายใต้สภาวะปกติ (และแม้ในขณะที่ถูกความร้อน) ไม่โต้ตอบ. และเราได้กล่าวไปแล้วว่าทำไม: เพราะการศึกษา ฟิล์มออกไซด์ . แต่ถ้าอะลูมิเนียมทำความสะอาดฟิล์มออกไซด์ (เช่น ควบคู่กัน) จากนั้นมันก็จะโต้ตอบกับ น้ำ กระฉับกระเฉงมากกับการศึกษา อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และ ไฮโดรเจน:
2Al 0 + 6H 2 + O → 2Al +3 ( OH) 3 + 3H 2 0
อะลูมิเนียมอมัลกัมสามารถหาได้โดยการเก็บชิ้นส่วนของอะลูมิเนียมไว้ในสารละลายของปรอท (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
กับ 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. อะลูมิเนียม - แอมโฟเทอริกโลหะจึงโต้ตอบ ด้วยด่าง. เมื่ออะลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับ สารละลายเกิดเป็นด่างขึ้น เตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนตและ ไฮโดรเจน:
2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
ประสบการณ์วิดีโอสามารถดูปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมกับด่างและน้ำได้
อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับ ละลายด่างกับการก่อตัว อะลูมิเนียมและ ไฮโดรเจน:
2Al + 6NaOH → 2Na 3 AlO 3 + 3H 2
ปฏิกิริยาเดียวกันสามารถเขียนได้ในรูปแบบที่แตกต่างกัน (ในการสอบฉันแนะนำให้เขียนปฏิกิริยาในแบบฟอร์มนี้):
2Al + 6NaOH → NaAlO 2 + 3H 2 + Na 2 O
2.6. การคืนค่าอลูมิเนียม น้อย โลหะที่ใช้งานจาก 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 เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการยอมรับอะลูมิเนียมสำหรับการแปรรูป ตลอดจนราคาปัจจุบันของ สายพันธุ์นี้กระป๋องโลหะ .
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—อะลูมิเนียม,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: ทำลายจิตใจ สารที่ซับซ้อน Na เป็นส่วนที่เป็นส่วนประกอบ: NaOH และ Al(OH) 3 . ต่อไป เราจะพิจารณาว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับสารเหล่านี้อย่างไรและบันทึกผลคูณของปฏิกิริยาของพวกมัน เพราะ Al (OH) 3 ไม่ทำปฏิกิริยากับ CO 2 จากนั้นเราจะเขียน Al (OH) 3 ทางด้านขวาโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง
3. สามารถรับอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ได้โดยการกระทำ 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 โซเดียมซัลไฟด์ด้วยการก่อตัวของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์, 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—อะลูมิเนียม,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. จีอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ย่อยสลายเมื่อถูกความร้อน:
2Al(OH) 3 → อัล 2 O 3 + 3H 2 O
ประสบการณ์วิดีโอปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์กับ กรดไฮโดรคลอริกและ ด่าง (คุณสมบัติแอมโฟเทอริกอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์) สามารถดูได้
เกลืออลูมิเนียม
อะลูมิเนียมไนเตรทและซัลเฟต
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, ไฮดรอกซีคอมเพล็กซ์ถูกทำลายภายใต้การกระทำของส่วนเกิน คาร์บอนไดออกไซด์. ในเวลาเดียวกัน NaOH ทำปฏิกิริยากับ CO 2 เพื่อสร้างเกลือที่เป็นกรด (มี CO 2 มากเกินไป) และอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริกไม่ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์ดังนั้นจึงตกตะกอนเพียง:
นา + CO 2 → อัล(OH) 3 ↓ + NaHCO 3
โพแทสเซียม tetrahydroxoaluminate ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์ในทำนองเดียวกัน:
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 กรดแก่มากเกินไป 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
คอมเพล็กซ์จะถูกทำลายเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับ น้ำคลอรีน (สารละลายคลอรีนในน้ำ) Cl 2:
2Na + Cl 2 → 2Al(OH) 3 ↓ + NaCl + NaClO
ในขณะเดียวกันคลอรีน ไม่สมส่วน.
นอกจากนี้ 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. เล็กน้อย:
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
แล้วมันจะชัดเจนสำหรับเราว่าอะลูมิเนตทำปฏิกิริยากับ 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 กรดแร่สำหรับเกลืออลูมิเนียมและแอมโมเนียม:
AlN + 4HCl → AlCl 3 + NH 4 Cl
อะลูมิเนียมไนไตรด์ยังสลายตัวภายใต้การกระทำของ น้ำ:
AlN + 3H 2 O → Al(OH) 3 ↓ + NH 3
อะลูมิเนียมออกไซด์ Al 2 O 3 (อลูมินา) เป็นสารประกอบอะลูมิเนียมที่สำคัญที่สุด ในรูปแบบที่บริสุทธิ์มันเป็นสารสีขาวที่ทนไฟได้มาก มีการดัดแปลงหลายอย่างซึ่งมีเสถียรภาพมากที่สุดคือผลึก - Al 2 O 3 และ amorphous y - Al 2 O 3 โดยธรรมชาติจะเกิดเป็นหินและแร่ธาตุต่างๆ
จากคุณสมบัติที่สำคัญของ Al 2 O 3 ควรสังเกตสิ่งต่อไปนี้:
1) สารที่แข็งมาก (รองจากเพชรและสารประกอบโบรอนบางชนิดเท่านั้น);
2) อสัณฐาน Al 2 O 3 มีกิจกรรมพื้นผิวสูงและคุณสมบัติดูดซับน้ำ - ตัวดูดซับที่มีประสิทธิภาพ
3) มีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์
4) ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา - นิกเกิล แพลตตินั่ม ฯลฯ
ตามคุณสมบัติทางเคมี Al 2 O 3 เป็นแอมโฟเทอริกออกไซด์ทั่วไป
ไม่ละลายในน้ำและไม่ทำปฏิกิริยากับมัน
I. ละลายได้ในกรดและด่าง:
1) อัล 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + ZN 2 O
อัล 2 O 3 + 6Н + = 2Al 3+ + ЗН 2 O
2) อัล 2 O 3 + 2NaOH + ZN 2 O \u003d 2Na
อัล 2 O 3 + 20Н - + ЗН 2 O \u003d 2 [Al (OH) 4] -
ครั้งที่สอง โลหะผสมที่มีสารอัลคาไลที่เป็นของแข็งและออกไซด์ของโลหะ ทำให้เกิดเมตาอะลูมิเนตปราศจากน้ำ:
A 2 O 3 + 2KOH \u003d 2KAlO 2 + H 2 O
A 2 O 3 + MgO \u003d Mg (AlO) 2
วิธีการรับ Al 2 O 3
1. สกัดจากแร่บอกไซต์ธรรมชาติ
2. การเผาไหม้ของอัลพาวเดอร์ในกระแสออกซิเจน
3. การสลายตัวทางความร้อนของ Al(OH) 3 .
4. การสลายตัวด้วยความร้อนของเกลือบางชนิด
4Al(NO 3) 3 \u003d 2Al 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2
5. Aluminothermy ตัวอย่างเช่น Fe 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Fe
อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ Al(OH) 3 เป็นของแข็งไม่มีสี ไม่ละลายในน้ำ เมื่อถูกความร้อนจะสลายตัว:
2Al(OH) 3 \u003d อัล 2 O 3 + ZN 2 O
Al 2 O 3 ที่ได้รับในลักษณะนี้เรียกว่าเจลอลูมินา
ตามคุณสมบัติทางเคมีมันเป็นแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ทั่วไปซึ่งละลายได้ทั้งในกรดและด่าง:
อัล(OH) 3 + 3HCl \u003d AlCl 3 + ZH 2 R
Al(OH) 3 + NaOH = โซเดียม เตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต
เมื่อ Al (OH) 3 ถูกหลอมรวมกับด่างที่เป็นของแข็ง metaaluminates จะเกิดขึ้น - เกลือของ AlO (OH) metahydroxide ซึ่งถือได้ว่าเป็นเกลือของกรด metaaluminum HAlO 2:
อัล (OH) 3 + NaOH \u003d NaAlO 2 + 2H 2 O
เกลืออลูมิเนียม
เนื่องจากลักษณะแอมโฟเทอริกของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และมีความเป็นไปได้ที่จะมีอยู่ในออร์โธและเมตาฟอร์ม หลากหลายชนิดเกลือ เนื่องจาก Al(OH) 3 มีคุณสมบัติที่เป็นกรดอ่อนมากและมีคุณสมบัติพื้นฐานที่อ่อนแอมาก เกลือทุกชนิดในสารละลายในน้ำมีความอ่อนไหวสูงต่อการไฮโดรไลซิส ซึ่งท้ายที่สุดจะส่งผลให้เกิดการก่อตัวของ Al(OH) 3 ที่ไม่ละลายน้ำ การมีอยู่ของเกลืออะลูมิเนียมชนิดหนึ่งหรือชนิดอื่นในสารละลายในน้ำนั้นพิจารณาจากค่า pH ของสารละลายนี้
1. เกลือ Al 3+ ที่มีแอนไอออนของกรดแก่ (AlCl 3, Al 2 (SO 4) 3, Al (NO 3) 3, AlBr 3) มีอยู่ในสารละลายที่เป็นกรด ในตัวกลางที่เป็นกลาง metaaluminates ที่มีอลูมิเนียมเป็นส่วนหนึ่งของประจุลบ AlO 2 มีอยู่ในสถานะของแข็ง แพร่หลายในธรรมชาติ เมื่อละลายในน้ำจะเปลี่ยนเป็นไฮดรอกโซอะลูมิเนต
2. ไฮดรอกโซอะลูมิเนตที่มีอะลูมิเนียมเป็นประจุลบ - มีอยู่ในสารละลายอัลคาไลน์ ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง พวกมันจะถูกไฮโดรไลซ์อย่างรุนแรง
3. Metaaluminates ที่ประกอบด้วยอลูมิเนียมในองค์ประกอบของประจุลบ AlO 2 พวกมันมีอยู่ในสถานะของแข็ง แพร่หลายในธรรมชาติ เมื่อละลายในน้ำจะเปลี่ยนเป็นไฮดรอกโซอะลูมิเนต
อินเตอร์คอนเวอร์ชั่นของเกลืออะลูมิเนียมอธิบายโดยโครงร่าง:
วิธีการตกตะกอน (ได้รับ) Al (OH) 3 จากสารละลายของเกลือ
I. ปริมาณน้ำฝนจากสารละลายที่มีเกลือ Al 3+:
อัล 3+ + ZONE - \u003d อัล (OH) 3 ↓
ก) การกระทำของด่างเข้มข้นเพิ่มโดยไม่มากเกินไป
AlCl 3 + 3NaOH \u003d อัล (OH) 3 ↓ + ZN 2 O
b) การกระทำของสารละลายแอมโมเนีย (เบสอ่อน)
AlCl 3 + 3NH 3 + ZN 2 O \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl
c) การกระทำของเกลือของกรดที่อ่อนแอมากซึ่งการแก้ปัญหาเนื่องจากการไฮโดรไลซิสมีสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง (ส่วนเกิน OH -)
2AlCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d Al (OH) 3 ↓ + ZSO 2 + 6NaCl
อัล 2 (SO 4) 3 + 3K 2 S + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3K 2 SO 4 + 3H 2 S
ครั้งที่สอง ปริมาณน้ำฝนจากสารละลายที่มีไฮดรอกโซอะลูมิเนต:
[Al(OH) 4] - + H + = Al(OH) 3 ↓+ H 2 O
ก) การกระทำของกรดแก่ที่เติมโดยไม่มากเกินไป
Na [Al (OH) 4] + HCl \u003d Al (OH) 3 ↓ + NaCl + H 2 O
2[Al (OH) 4] + H 2 SO 4 \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + Na 2 SO 4 + 2H 2 O
b) การกระทำของกรดอ่อน เช่น ทางเดินของ CO 2
Na [Al (OH) 4] + CO 2 \u003d Al (OH) 3 ↓ + NaHCO 3
สาม. ปริมาณน้ำฝนอันเป็นผลมาจากการไฮโดรไลซิสแบบย้อนกลับหรือแบบกลับไม่ได้ของเกลือ Al 3+ (จะเข้มข้นขึ้นเมื่อสารละลายเจือจางด้วยน้ำและเมื่อถูกความร้อน)
ก) ไฮโดรไลซิสย้อนกลับได้
อัล 3+ + H 2 O \u003d อัล (OH) 2+ + H +
อัล 3+ + 2H 2 O \u003d อัล (OH) 2 + + 2H +
อัล 3+ + 3H 2 O \u003d อัล (OH) 3 + + 3H +
b) การไฮโดรไลซิสที่ไม่สามารถย้อนกลับได้
อัล 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S
อลูมิเนียม- องค์ประกอบของกลุ่มที่ 13 (III) ของตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 13 ถูกกำหนดโดยสัญลักษณ์ Al อยู่ในกลุ่มของโลหะเบา โลหะที่พบมากที่สุดและสามที่พบมากที่สุด องค์ประกอบทางเคมีในเปลือกโลก (หลังออกซิเจนและซิลิกอน)
อะลูมิเนียมออกไซด์ Al2O3- โดยธรรมชาติแล้ว จะพบเห็นได้ทั่วไปอย่างอลูมินา ซึ่งเป็นผงทนไฟสีขาว ใกล้เคียงกับเพชรที่มีความแข็ง
อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นสารประกอบธรรมชาติที่สามารถหาได้จากอะลูมิเนียมหรือโดยการสลายตัวทางความร้อนของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์:
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O;
Al2O3 เป็นแอมโฟเทอริกออกไซด์ ซึ่งเฉื่อยทางเคมีเนื่องจากตาข่ายคริสตัลที่แข็งแรง ไม่ละลายในน้ำ ไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายของกรดและด่าง และทำปฏิกิริยากับด่างหลอมเหลวเท่านั้น
ที่ประมาณ 1,000 องศาเซลเซียส มันทำปฏิกิริยาอย่างเข้มข้นกับคาร์บอเนตของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลเพื่อสร้างอะลูมิเนต:
Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O; Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2
รูปแบบอื่น ๆ ของ Al2O3 นั้นกระฉับกระเฉงมากขึ้นสามารถทำปฏิกิริยากับสารละลายของกรดและด่างได้ α-Al2O3 ทำปฏิกิริยากับสารละลายร้อนเข้มข้นเท่านั้น: Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O;
คุณสมบัติ amphoteric ของอลูมิเนียมออกไซด์นั้นแสดงออกมาเมื่อทำปฏิกิริยากับออกไซด์ที่เป็นกรดและเบสกับการก่อตัวของเกลือ:
Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 (คุณสมบัติพื้นฐาน), Al2O3 + Na2O = 2NaAlO2 (คุณสมบัติที่เป็นกรด)
อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ Al(OH)3- การเชื่อมต่ออะลูมิเนียมออกไซด์กับน้ำ สารเจลาตินสีขาวที่ละลายในน้ำได้ไม่ดีมีคุณสมบัติแอมโฟเทอริก ได้มาจากปฏิกิริยาของเกลืออลูมิเนียมกับสารละลายด่าง: AlCl3 + 3NaOH \u003d Al (OH) 3 + 3NaCl
อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เป็นสารประกอบแอมโฟเทอริกทั่วไป ไฮดรอกไซด์ที่ได้มาใหม่จะละลายในกรดและด่าง:
2Al(OH)3 + 6HCl = 2AlCl3 + 6H2O อัล(OH)3 + NaOH + 2H2O = นา
เมื่อถูกความร้อน มันจะสลายตัว กระบวนการคายน้ำค่อนข้างซับซ้อน และสามารถแสดงแผนผังได้ดังนี้
อัล(OH)3 = อะโลห์ + H2O 2AlOOH = Al2O3 + H2O
อะลูมิเนียม -เกลือที่เกิดขึ้นจากการกระทำของอัลคาไลบนอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่ตกตะกอนใหม่: Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na (โซเดียม tetrahydroxoaluminate)
อะลูมิเนตได้มาจากการละลายอะลูมิเนียมโลหะ (หรือ Al2O3) ในด่าง: 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + ZH2
ไฮดรอกโซอะลูมิเนตเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของ Al (OH) 3 กับอัลคาไลส่วนเกิน: Al (OH) 3 + NaOH (wt) = Na
เกลืออลูมิเนียมเกลืออะลูมิเนียมเกือบทั้งหมดสามารถหาได้จากอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ เกลืออะลูมิเนียมเกือบทั้งหมดสามารถละลายได้ดีในน้ำ อะลูมิเนียมฟอสเฟตละลายได้ไม่ดีในน้ำ
ในสารละลายเกลืออะลูมิเนียมจะแสดงปฏิกิริยากรด ตัวอย่างคือผลย้อนกลับของอะลูมิเนียมคลอไรด์กับน้ำ:
AlCl3 + 3H2O "อัล (OH) 3 + 3HCl
เกลืออะลูมิเนียมหลายชนิดมีความสำคัญในทางปฏิบัติ ตัวอย่างเช่น อะลูมิเนียมคลอไรด์ปราศจากน้ำ AlCl3 ใช้ในการปฏิบัติงานทางเคมีเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการกลั่นน้ำมัน
อะลูมิเนียมซัลเฟต Al2(SO4)3 18H2O ใช้เป็นสารตกตะกอนในการทำน้ำประปาให้บริสุทธิ์ เช่นเดียวกับในการผลิตกระดาษ
เกลืออะลูมิเนียมคู่ใช้กันอย่างแพร่หลาย - สารส้ม KAl (SO4) 2 12H2O, NaAl (SO4) 2 12H2O, NH4Al (SO4) 2 12H2O เป็นต้น - มีคุณสมบัติฝาดที่แข็งแรงและใช้ในการฟอกหนังเช่นเดียวกับในทางการแพทย์เช่น ตัวแทนห้ามเลือด
แอปพลิเคชัน- เนื่องจากคุณสมบัติที่ซับซ้อนจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ระบายความร้อน - อะลูมิเนียมและโลหะผสมยังคงความแข็งแรงที่อุณหภูมิต่ำมาก ด้วยเหตุนี้จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีการแช่แข็ง - อะลูมิเนียมเป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับการผลิตกระจก - ในการผลิตวัสดุก่อสร้างให้เป็นตัวแทนในการขึ้นรูปก๊าซ - Aluminizing ให้การกัดกร่อนและความทนทานต่อตะกรันต่อเหล็กและโลหะผสมอื่น ๆ . การพัฒนาโฟมอลูมิเนียมเป็นวัสดุที่แข็งแรงและน้ำหนักเบาเป็นพิเศษ
เป็นผู้ฟื้นฟู- เป็นส่วนประกอบของเทอร์ไมต์ สารผสมสำหรับอลูมิโนเทอร์มี - ในดอกไม้ไฟ - อะลูมิเนียมใช้เพื่อฟื้นฟูโลหะหายากจากออกไซด์หรือเฮไลด์ (อลูมิโนเทอร์มี)
อะลูมิเนียมเทอร์มี.- วิธีการรับโลหะ อโลหะ (เช่นเดียวกับโลหะผสม) โดยการลดออกไซด์ของโลหะเหล่านั้นด้วยอะลูมิเนียมที่เป็นโลหะ
สารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมคืออะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ บทความนี้จะพูดถึงเขา
ไฮดรอกไซด์คืออะไร?
นี่คือสารประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้นเมื่อออกไซด์ทำปฏิกิริยากับน้ำ มีสามประเภท: 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 สารอีกชนิดหนึ่งที่อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยาคือโซเดียมไฮดรอกไซด์ 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 ตามหลักการที่อธิบายไว้ข้างต้น สามารถรับสารประกอบที่เรียกว่าโพแทสเซียม เตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนตและโพแทสเซียม เฮกซาไฮดรอกโซอะลูมิเนตได้ นอกจากนี้ สารที่เป็นปัญหาอาจสลายตัวเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงมาก เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีประเภทนี้ อะลูมิเนียมออกไซด์จึงก่อตัวขึ้น ซึ่งมีลักษณะเป็นแอมโฟเทอริกและน้ำ 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?
อย่างที่เห็นข้างบนนี้ มีตัวเลือกมากมาย ปฏิกริยาเคมีอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์กับโซเดียมไฮดรอกไซด์ สารนี้คืออะไร? เป็นไฮดรอกไซด์พื้นฐานทั่วไป กล่าวคือ เป็นเบสที่ละลายน้ำได้ซึ่งทำปฏิกิริยาได้ มีคุณสมบัติทางเคมีทั้งหมดที่เป็นลักษณะของไฮดรอกไซด์พื้นฐาน
กล่าวคือ มันสามารถละลายในกรดได้ ตัวอย่างเช่น โดยการผสมโซเดียมไฮดรอกไซด์กับกรดเปอร์คลอริกในปริมาณที่เท่ากัน คุณจะได้เกลือที่บริโภคได้ (โซเดียมคลอไรด์) และน้ำในอัตราส่วน 1: 1 นอกจากนี้ ไฮดรอกไซด์นี้ทำปฏิกิริยากับเกลือของโลหะซึ่งมีกิจกรรมทางเคมีต่ำกว่าโซเดียมและออกไซด์ของพวกมัน ในกรณีแรกเกิดปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนมาตรฐาน ตัวอย่างเช่นเมื่อเติมซิลเวอร์คลอไรด์เข้าไปจะเกิดโซเดียมคลอไรด์และซิลเวอร์ไฮดรอกไซด์ซึ่งตกตะกอน (ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อสารตัวใดตัวหนึ่งที่ได้รับจากการตกตะกอนก๊าซหรือน้ำ) เมื่อเติมโซเดียมไฮดรอกไซด์ลงในโซเดียมไฮดรอกไซด์ เช่น ซิงค์ออกไซด์ เราจะได้ไฮดรอกไซด์ของสารหลังและน้ำ อย่างไรก็ตาม มีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้นคือปฏิกิริยาของ AlOH ไฮดรอกไซด์ ซึ่งได้อธิบายไว้ข้างต้น
รับ AlOH
เมื่อพิจารณาถึงหลักแล้ว คุณสมบัติทางเคมีคุณสามารถพูดคุยเกี่ยวกับวิธีการขุดได้ วิธีหลักในการได้สารนี้คือการทำปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างเกลืออะลูมิเนียมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ (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?
อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์พบว่ามีการใช้งานในทางการแพทย์
เนื่องจากความสามารถในการทำให้กรดเป็นกลางจึงแนะนำให้เตรียมการที่มีอาการเสียดท้อง นอกจากนี้ยังกำหนดไว้สำหรับแผลพุพองกระบวนการอักเสบเฉียบพลันและเรื้อรังของลำไส้ นอกจากนี้ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ยังใช้ในการผลิตอีลาสโตเมอร์ นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีสำหรับการสังเคราะห์อะลูมิเนียมออกไซด์ โซเดียมอะลูมิเนต - กระบวนการเหล่านี้ถูกกล่าวถึงข้างต้น นอกจากนี้มักใช้ในระหว่างการทำน้ำให้บริสุทธิ์จากมลภาวะ นอกจากนี้ สารนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องสำอาง
สารใดบ้างที่สามารถหาได้จากที่ไหน?
อะลูมิเนียมออกไซด์ที่ได้จากการสลายตัวทางความร้อนของไฮดรอกไซด์นั้นใช้ในการผลิตเซรามิก และใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเคมีต่างๆ โซเดียม เตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนตพบว่ามีการใช้ในเทคโนโลยีการย้อมผ้า
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 ปฏิกิริยากับสารละลายกรดจะทำให้เกิดเกลืออะลูมิเนียมโดยเฉลี่ย และสารละลายเบส - เกลือเชิงซ้อน - โลหะไฮดรอกโซอะลูมิเนต:
เมื่ออะลูมิเนียมออกไซด์หลอมรวมกับโลหะอัลคาไลที่เป็นของแข็ง เกลือคู่จะก่อตัวขึ้น - metaaluminates(อะลูมิเนตปราศจากน้ำ):
อะลูมิเนียมออกไซด์ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำและไม่ละลายในน้ำ
ใบเสร็จ:อะลูมิเนียมออกไซด์ได้มาจากวิธีการลดอลูมิเนียมของโลหะจากออกไซด์ของพวกมัน: 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 มวลโมเลกุล- 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 โมลิบดีนัมมีโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ผิดปกติ - 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 องค์ประกอบทั้งหมดมีสถานะออกซิเดชันเป็นบวกตั้งแต่ 2 ถึง 6 ซึ่งเป็นสถานะออกซิเดชันสูงสุดที่สอดคล้องกับหมายเลขกลุ่ม สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบไม่ได้ทั้งหมดจะเสถียร 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 เหล็กที่เติมโมลิบดีนัมใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์
ทังสเตน.ได้รับจากออกไซด์ที่สกัดจากแร่เสริมสมรรถนะ ใช้อะลูมิเนียมหรือไฮโดรเจนเป็นตัวรีดิวซ์ ผลลัพธ์ที่ได้คือทังสเตนในแนวคิดแบบผง ต่อมาถูกหล่อขึ้นภายใต้ความดันสูงและกรรมวิธีทางความร้อน (ผงโลหะ) ในรูปแบบนี้ทังสเตนใช้ทำเส้นใยและเติมลงในเหล็ก