Висш алуминиев хидроксид. Алуминиевият хидроксид е вещество с интересни свойства

Алуминиев оксид – Al2O3. Физични свойства: Алуминиевият оксид е бял аморфен прах или много твърди бели кристали. Молекулно тегло = 101,96, плътност – 3,97 g/cm3, точка на топене – 2053 °C, точка на кипене – 3000 °C.

Химични свойства:алуминиевият оксид проявява амфотерни свойства - свойства киселинни оксидии основни оксиди и реагира както с киселини, така и с основи. Кристалният Al2O3 е химически пасивен, аморфният е по-активен. Взаимодействието с разтвори на киселини дава средни алуминиеви соли, а с разтвори на основи - комплексни соли - метални хидроксиалуминати:

Когато алуминиевият оксид се слее с твърди метални основи, се образуват двойни соли - метаалуминати(безводни алуминати):

Алуминиевият оксид не взаимодейства с водата и не се разтваря в нея.

Касова бележка:Алуминиевият оксид се получава по метода на редуциране на метали с алуминий от техните оксиди: хром, молибден, волфрам, ванадий и др. – металотермия, отворено Бекетов:

Приложение:Алуминиевият оксид се използва за производството на алуминий, под формата на прах - за огнеустойчиви, химически устойчиви и абразивни материали, под формата на кристали - за производството на лазери и синтетични скъпоценни камъни (рубини, сапфири и др.) , оцветени с примеси от оксиди на други метали - Cr2O3 (червено), Ti2O3 и Fe2O3 (синьо).

Алуминиев хидроксид – A1(OH)3. Физични свойства:Алуминиев хидроксид – бял аморфен (гелообразен) или кристален. Почти неразтворим във вода; молекулно тегло – 78,00, плътност – 3,97 g/cm3.

Химични свойства:типичен амфотерен хидроксид реагира:

1) с киселини, образувайки средни соли: Al(OH)3 + 3HNO3 = Al(NO3)3 + 3H2O;

2) с алкални разтвори, образуващи сложни соли - хидроксоалуминати: Al(OH)3 + KOH + 2H2O = K.

Когато Al(OH)3 се слее със сухи алкали, се образуват метаалуминати: Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2H2O.

Касова бележка:

1) от алуминиеви соли под въздействието на алкален разтвор: AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3H2O;

2) разлагане на алуминиев нитрид с вода: AlN + 3H2O = Al(OH)3 + NH3?;

3) преминаване на CO2 през разтвор на хидроксо комплекса: [Al(OH)4]-+ CO2 = Al(OH)3 + HCO3-;

4) действието на амонячен хидрат върху Al соли; при стайна температура се образува Al(OH)3.

62. Обща характеристика на подгрупата на хрома

Елементи хромови подгрупизаемат междинна позиция в поредицата от преходни метали. Те имат високи точки на топене и кипене, свободни места на електронни орбитали. Елементи хромИ молибденимат нетипична електронна структура - имат един електрон във външната s-орбитала (както Nb от VB подгрупа). Тези елементи имат 6 електрона във външните d- и s-орбитали, така че всички орбитали са наполовина запълнени, т.е. всяка има по един електрон. Имайки подобна електронна конфигурация, елементът е особено стабилен и устойчив на окисление. Волфрамима по-здрава метална връзка от молибден. Степента на окисление на елементите от подгрупата на хрома варира значително. При подходящи условия всички елементи показват положително окислително число, вариращо от 2 до 6, като максималното окислително число съответства на номера на групата. Не всички степени на окисление на елементите са стабилни; хромът има най-стабилното - +3.

Всички елементи образуват оксида MVIO3; известни са и оксиди с по-ниски степени на окисление.Всички елементи от тази подгрупа са амфотерни - образуват комплексни съединения и киселини.

Хром, молибденИ волфрамв търсенето в металургията и електротехниката. Всички разглеждани метали са покрити с пасивиращ оксиден филм, когато се съхраняват на въздух или в окислителна киселинна среда. Чрез химическо или механично отстраняване на филма може да се увеличи химическата активност на металите.

хром.Елементът се получава от хромитна руда Fe(CrO2)2, като се редуцира с въглища: Fe(CrO2)2 + 4C = (Fe + 2Cr) + 4CO?.

Чистият хром се получава чрез редукция на Cr2O3 с помощта на алуминий или електролиза на разтвор, съдържащ хромни йони. Чрез изолиране на хром чрез електролиза е възможно да се получат хромни покрития, използвани като декоративни и защитни филми.

Ферохромът се получава от хром, който се използва в производството на стомана.

Молибден.Получава се от сулфидна руда. Неговите съединения се използват в производството на стомана. Самият метал се получава чрез редуциране на неговия оксид. Чрез калциниране на молибденов оксид с желязо може да се получи феромолибден. Използва се за направата на резби и тръби за навиване на пещи и електрически контакти. В производството на автомобили се използва стомана с добавка на молибден.

Волфрам.Получава се от оксид, извлечен от обогатена руда. Като редуциращ агент се използва алуминий или водород. Полученият волфрамов прах впоследствие се образува под високо налягане и термична обработка (прахова металургия). В тази форма волфрамът се използва за направата на нишки и се добавя към стоманата.

Едно от най-широко използваните вещества в индустрията е алуминиевият хидроксид. Тази статия ще говори за това.

Какво е хидроксид?

Това химическо съединение, който се образува, когато оксидът реагира с вода. Има три вида от тях: киселинни, основни и амфотерни. Първите и вторите са разделени на групи в зависимост от тяхната химическа активност, свойства и формула.

Какво представляват амфотерните вещества?

Оксидите и хидроксидите могат да бъдат амфотерни. Това са вещества, които са склонни да проявяват както киселинни, така и основни свойства, в зависимост от условията на реакцията, използваните реагенти и т.н. Амфотерните оксиди включват два вида железен оксид, оксид на манган, олово, берилий, цинк и алуминий. Последният, между другото, най-често се получава от неговия хидроксид. Амфотерните хидроксиди включват берилиев хидроксид, железен хидроксид и алуминиев хидроксид, които ще разгледаме днес в нашата статия.

Физични свойства на алуминиевия хидроксид

Това химично съединение е бяло твърдо вещество. Не се разтваря във вода.

Алуминиев хидроксид - химични свойства

Както бе споменато по-горе, това е най-яркият представител на групата на амфотерните хидроксиди. В зависимост от условията на реакция, той може да проявява както основни, така и киселинни свойства. Това вещество може да се разтвори в киселини, което води до образуването на сол и вода.

Например, ако го смесите с перхлорна киселина в равни количества, ще получите алуминиев хлорид с вода също в равни пропорции. Също така, друго вещество, с което алуминиевият хидроксид реагира, е натриевият хидроксид. Това е типичен основен хидроксид. Ако смесите въпросното вещество и разтвор на натриев хидроксид в равни количества, ще получите съединение, наречено натриев тетрахидроксиалуминат. В неговия химическа структурасъдържа натриев атом, алуминиев атом, четири атома кислород и водород. Въпреки това, когато тези вещества се слеят, реакцията протича малко по-различно и не се образува това съединение. В резултат на този процес е възможно да се получи натриев метаалуминат (формулата му включва по един атом натрий и алуминий и два атома кислород) с вода в равни пропорции, при условие че смесите същото количество сух натриев и алуминиев хидроксид и приложите висока температура към тях. Ако го смесите с натриев хидроксид в други пропорции, можете да получите натриев хексахидроксиалуминат, който съдържа три натриеви атома, един алуминиев атом и по шест кислород и водород. За да се образува това вещество, трябва да смесите въпросното вещество и разтвор на натриев хидроксид в пропорции съответно 1:3. Използвайки принципа, описан по-горе, могат да се получат съединения, наречени калиев тетрахидроксоалуминат и калиев хексахидроксоалуминат. Също така, въпросното вещество е податливо на разлагане, когато е изложено на много високи температури. В резултат на този вид химична реакция се образуват алуминиев оксид, който също е амфотерен, и вода. Ако вземете 200 g хидроксид и го загреете, ще получите 50 g оксид и 150 g вода. В допълнение към особените химични свойства, това вещество също проявява свойства, общи за всички хидроксиди. Той взаимодейства с метални соли, които имат по-ниска химическа активност от алуминия. Например, можем да разгледаме реакцията между него и медния хлорид, за което трябва да ги вземете в съотношение 2:3. В този случай ще се отделят водоразтворим алуминиев хлорид и утайка под формата на меден хидроксид в съотношение 2:3. Въпросното вещество реагира и с оксиди на подобни метали, например можем да вземем съединение от същата мед. За да проведете реакцията, ще ви трябват алуминиев хидроксид и меден оксид в съотношение 2:3, което води до алуминиев оксид и меден хидроксид. Други амфотерни хидроксиди, като железен или берилиев хидроксид, също имат свойствата, описани по-горе.

Какво е натриев хидроксид?

Както може да се види по-горе, има много вариации в химичните реакции на алуминиев хидроксид с натриев хидроксид. Що за вещество е това? Това е типичен основен хидроксид, тоест реактивна, водоразтворима основа. Той има всички химични свойства, които са характерни за основните хидроксиди.

Тоест, той може да се разтваря в киселини, например при смесване на натриев хидроксид с перхлорна киселина в равни количества можете да получите готварска сол (натриев хлорид) и вода в съотношение 1:1. Този хидроксид също реагира с метални соли, които имат по-ниска химична активност от натрия, и техните оксиди. В първия случай протича стандартна реакция на обмен. Когато към него се добави например сребърен хлорид, се образуват натриев хлорид и сребърен хидроксид, които се утаяват (обменната реакция е осъществима само ако едно от получените при нея вещества е утайка, газ или вода). Когато добавим например цинков оксид към натриев хидроксид, получаваме хидроксида и водата на последния. Въпреки това, много по-специфични са реакциите на този хидроксид AlOH, които бяха описани по-горе.

Получаване на AlOH

Сега, след като вече разгледахме основните му химични свойства, можем да говорим за това как се добива. Основният начин за получаване на това вещество е провеждането на химическа реакция между алуминиева сол и натриев хидроксид (може да се използва и калиев хидроксид).

При този вид реакция се образува самият AlOH, който се утаява в бяла утайка, както и нова сол. Например, ако вземете алуминиев хлорид и добавите към него три пъти повече калиев хидроксид, получените вещества ще бъдат химичното съединение, обсъдено в статията, и три пъти повече калиев хлорид. Съществува и метод за производство на AlOH, който включва провеждане на химическа реакция между разтвор на алуминиева сол и карбонат на основния метал; нека вземем за пример натрий. За да получите алуминиев хидроксид, кухненска сол и въглероден диоксид в съотношение 2:6:3, трябва да смесите алуминиев хлорид, натриев карбонат (сода) и вода в съотношение 2:3:3.

Къде се използва алуминиев хидроксид?

Алуминиевият хидроксид намира приложение в медицината.

Поради способността му да неутрализира киселините, препаратите, които го съдържат, се препоръчват при киселини. Предписва се и при язви, остри и хронични възпалителни процеси на червата. В допълнение, алуминиевият хидроксид се използва в производството на еластомери. Също така се използва широко в химическата промишленост за синтез на алуминиев оксид и натриеви алуминати - тези процеси бяха обсъдени по-горе. Освен това често се използва при пречистване на вода от замърсители. Това вещество се използва широко и в производството на козметика.

Къде се използват веществата, които могат да бъдат получени с негова помощ?

Алуминиевият оксид, който може да се получи чрез термично разлагане на хидроксид, се използва в производството на керамика и се използва като катализатор за провеждане на различни химични реакции. Натриевият тетрахидроксиалуминат намира своето приложение в технологията за боядисване на тъкани.

Появата на веществото алуминиев хидроксид е както следва. По правило това вещество е бяло, желатиново на вид, въпреки че има варианти на присъствието му в кристално или аморфно състояние. Например, когато се изсуши, той кристализира в бели кристали, които не се разтварят нито в киселини, нито в основи.

Алуминиевият хидроксид може също да бъде представен като фин кристален бял прах. Допустимо е наличието на розови и сиви нюанси.

Химичната формула на съединението е Al(OH)3. Съединението и водата образуват хидроксид, който също се определя до голяма степен от елементите, включени в неговия състав. Това съединение се получава чрез взаимодействие на алуминиева сол и разредена основа, но излишъкът им трябва да се избягва. Утайката от алуминиев хидроксид, получена по време на тази реакция, може след това да реагира с киселини.

Алуминиевият хидроксид реагира с воден разтвор на рубидиев хидроксид, сплав от това вещество, цезиев хидроксид и цезиев карбонат. Във всички случаи се отделя вода.

Алуминиевият хидроксид има стойност 78,00 и е практически неразтворим във вода. Плътността на веществото е 3,97 грама/см3. Като амфотерно вещество, алуминиевият хидроксид реагира с киселини и в резултат на реакциите се получават средни соли и се отделя вода. При взаимодействие с алкали се появяват сложни соли - хидроксоалуминати, например К. Метаалуминатите се образуват, ако алуминиевият хидроксид се слее с безводни алкали.

Както всички амфотерни вещества, алуминиевият хидроксид проявява едновременно киселинни и основни свойства при взаимодействие с и също с основи. При тези реакции, когато хидроксидът се разтваря в киселини, йоните на самия хидроксид се елиминират, а при взаимодействие с алкали се елиминира водороден йон. За да видите това, можете например да извършите реакция, която включва алуминиев хидроксид.За да я осъществите, трябва да изсипете малко алуминиеви стърготини в епруветка и да я напълните с малко количество натриев хидроксид, не повече от 3 милилитри. Епруветката трябва да се затвори плътно и да се нагрее бавно. След това, като закрепите епруветката на стойка, трябва да съберете освободения водород в друга епруветка, като първо я поставите върху капилярно устройство. След около минута епруветката трябва да се извади от капиляра и да се постави на пламъка. Ако чистият водород се събере в епруветка, горенето ще настъпи тихо, но ако в нея попадне въздух, ще се получи гръм.

Алуминиевият хидроксид се получава в лаборатории по няколко начина:

Чрез реакция между алуминиеви соли и алкални разтвори;

Методът за разлагане на алуминиев нитрид под въздействието на вода;

Чрез преминаване на въглерод през специален хидрокомплекс, съдържащ Al(OH)4;

Ефектът на амонячния хидрат върху алуминиевите соли.

Промишленото производство е свързано с преработката на боксит. Използват се и технологии за излагане на алуминатни разтвори на карбонати.

Алуминиевият хидроксид се използва в производството на минерални торове, криолит и различни медицински и фармакологични препарати. IN химическо производствовеществото се използва за производство на алуминиев флуорид и сулфид. Незаменима съставка в производството на хартия, пластмаси, бои и много други.

Използването в медицината се дължи на положителния ефект на лекарствата, съдържащи този елемент, при лечението на стомашни разстройства, повишена киселинност на тялото и пептична язва.

Когато работите с веществото, трябва да внимавате да не вдишвате изпаренията му, тъй като те причиняват тежко увреждане на белите дробове. Като слабо слабително, то е опасно в големи дози. При корозия причинява алуминоза.

Самото вещество е доста безопасно, тъй като не реагира с окислители.

Алуминий- елемент от 13-та (III) група периодичната таблицахимични елементи с атомен номер 13. Означават се със символа Al. Принадлежи към групата на леките метали. Най-често срещаният метал и третият по честота химически елемент V земната кора(след кислород и силиций).

Алуминиев оксид Al2O3- разпространен в природата като двуалуминиев оксид, бял огнеупорен прах, близък до диаманта по твърдост.

Алуминиевият оксид е естествено съединение, което може да се получи от боксит или от термично разлагане на алуминиеви хидроксиди:

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O;

Al2O3 е амфотерен оксид, химически инертен поради своята издръжливост кристална решетка. Той не се разтваря във вода, не взаимодейства с разтвори на киселини и основи и може да реагира само с разтопен алкал.

Около 1000°C интензивно взаимодейства с основи и карбонати алкални металис образуването на алуминати:

Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O; Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2.

Други форми на Al2O3 са по-активни и могат да реагират с разтвори на киселини и основи, α-Al2O3 реагира само с горещи концентрирани разтвори: Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O;

Амфотерните свойства на алуминиевия оксид се проявяват при взаимодействие с кисели и основни оксидис образуването на соли:

Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 (основни свойства), Al2O3 + Na2O = 2NaAlO2 (киселинни свойства).

Алуминиев хидроксид, Al(OH)3- комбинация от алуминиев оксид и вода. Бяло желатиново вещество, слабо разтворимо във вода, има амфотерни свойства. Получава се чрез взаимодействие на алуминиеви соли с водни разтвори на алкали: AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl

Алуминиев хидроксид - типичен амфотерно съединение, прясно получен хидроксид се разтваря в киселини и основи:

2Al(OH)3 + 6HCl = 2AlCl3 + 6H2O. Al(OH)3 + NaOH + 2H2O = Na.

При нагряване се разлага, процесът на дехидратация е доста сложен и може да бъде представен схематично по следния начин:

Al(OH)3 = AlOOH + H2O. 2AlOOH = Al2O3 + H2O.

алуминати -соли, образувани при действието на алкали върху прясно утаен алуминиев хидроксид: Al(OH)3 + NaOH = Na (натриев тетрахидроксоалуминат)

Алуминатите се получават и чрез разтваряне на метален алуминий (или Al2O3) в основи: 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

Хидроксоалуминатисе образуват при взаимодействието на Al(OH)3 с излишък от алкали: Al(OH)3 + NaOH (ex) = Na

Алуминиеви соли.Почти всички алуминиеви соли могат да бъдат получени от алуминиев хидроксид. Почти всички алуминиеви соли са силно разтворими във вода; Алуминиевият фосфат е слабо разтворим във вода.
В разтвор алуминиевите соли проявяват кисела реакция. Пример за това е обратимият ефект на алуминиев хлорид с вода:
AlCl3+3H2O«Al(OH)3+3HCl
Много алуминиеви соли са от практическо значение. Например безводният алуминиев хлорид AlCl3 се използва в химическата практика като катализатор при рафиниране на нефт
Алуминиевият сулфат Al2(SO4)3 18H2O се използва като коагулант при пречистването на чешмяна вода, както и в производството на хартия.
Широко приложение намират двойните алуминиеви соли - стипца KAl(SO4)2 12H2O, NaAl(SO4)2 12H2O, NH4Al(SO4)2 12H2O и др. - те имат силни стягащи свойства и се използват при дъбене на кожи, както и в медицинската практика. като хемостатично средство.

Приложение- Благодарение на комплекса от свойства, намира широко приложение в топлинното оборудване - Алуминият и неговите сплави запазват здравината си при ултраниски температури. Благодарение на това той се използва широко в криогенната технология - Алуминият е идеален материал за направата на огледала - В производството строителни материаликато газообразуващ агент - Алуминизирането придава устойчивост на корозия и котлен камък на стоманата и други сплави - Алуминиевият сулфид се използва за производството на сероводород - Провеждат се изследвания за разработване на разпенен алуминий като особено здрав и лек материал.

Като редуциращ агент- Като компонент на термит, смеси за алуминотермия - В пиротехниката - Алуминият се използва за възстановяване на редки метали от техните оксиди или халогениди. (Алуминотермия)

Алуминотермия.- метод за получаване на метали, неметали (както и сплави) чрез редуциране на техните оксиди с метален алуминий.

Алуминиев хидроксид, характеристики, свойства и получаване, химични реакции.

Алуминиев хидроксид – неорганично вещество, То има химична формула Al(OH)3.

Кратка характеристика на алуминиевия хидроксид:

Алуминиев хидроксид– бяло неорганично вещество.

Химична формула на алуминиев хидроксид Al(OH)3.

Слабо разтворим във вода.

Има способността да адсорбира различни вещества.

Модификации на алуминиев хидроксид:

Има 4 известни кристални модификации на алуминиевия хидроксид: гибзит, байерит, дойлейт и норстрандит.

Гибзитът се обозначава с γ-формата на алуминиевия хидроксид, а байеритът с α-формата на алуминиевия хидроксид.

Гибзитът е най-химически стабилната форма на алуминиев хидроксид.

Физични свойства на алуминиевия хидроксид:

*Забележка:

- няма данни.

Получаване на алуминиев хидроксид:

Алуминиевият хидроксид се получава в резултат на следните химични реакции:

1. 1. в резултат на взаимодействието на алуминиев хлорид и натриев хидроксид :

AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl.

Алуминиевият хидроксид също се получава чрез взаимодействие на алуминиеви соли с водни разтвори на алкали, като се избягва техният излишък.

1. 2. в резултат на взаимодействието на алуминиев хлорид, натриев карбонат и вода:

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

В този случай алуминиевият хидроксид се утаява под формата на бяла желатинова утайка.

Алуминиевият хидроксид също се получава чрез взаимодействие на водоразтворими соли алуминийс карбонати на алкални метали.

Химични свойства на алуминиевия хидроксид. Химични реакции на алуминиев хидроксид:

Алуминиевият хидроксид е амфотерен, което означава, че има както основни, така и киселинни свойства.

Химични свойствасвойствата на алуминиевия хидроксид са подобни на свойствата на хидроксидите на други амфотерни метали. Следователно, той се характеризира със следните химични реакции:

1.реакция на алуминиев хидроксид с натриев хидроксид:

Al(OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2H 2 O (t = 1000 °C),

Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3,

Al(OH) 3 + NaOH → Na.

В резултат на реакцията в първия случай се образуват натриев алуминат и вода, във втория - натриев хексахидроксоалуминат, а в третия - натриев тетрахидроксоалуминат. В третия случай, като натриев хидроксид

2. реакция на алуминиев хидроксид с калиев хидроксид:

Al(OH) 3 + KOH → KAlO 2 + 2H 2 O (t = 1000 °C),

Al(OH) 3 + KOH → K.

В резултат на реакцията в първия случай се образуват калиев алуминат и вода, във втория - калиев тетрахидроксиалуминат. Във втория случай, като калиев хидроксидизползва се концентриран разтвор.

3. реакция на алуминиев хидроксид с азотна киселина:

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

В резултат на реакцията се образува алуминиев нитрат и вода.

Реакциите на алуминиев хидроксид с други киселини протичат по подобен начин.

4. реакция на алуминиев хидроксид с флуороводород:

Al(OH) 3 + 3HF → AlF 3 + 3H 2 O,

6HF + Al(OH) 3 → H 3 + 3H 2 O.

В резултат на реакцията в първия случай се образуват алуминиев флуорид и вода, във втория водороден хексафлуороалуминат и вода. В този случай флуороводородът в първия случай се използва като изходен материал под формата на разтвор.

5. реакция на алуминиев хидроксид с бромоводород:

Al(OH) 3 + 3HBr → AlBr 3 + 3H 2 O.

Реакцията произвежда алуминиев бромид и вода.

6. реакция на алуминиев хидроксид с йодоводород:

Al(OH) 3 + 3HI → AlI 3 + 3H 2 O.

Реакцията произвежда алуминиев йодид и вода.

7. реакция на термично разлагане на алуминиев хидроксид:

Al(OH) 3 → AlO(OH) + H 2 O (t = 200 °C),

2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O (t = 575 °C).

В резултат на реакцията в първия случай се образуват алуминиев метахидроксид и вода, във втория - алуминиев оксид и вода.

8. реакция на алуминиев хидроксид и натриев карбонат:

2Al(OH) 3 + Na 2 CO 3 → 2NaAlO 2 + CO 2 + 3H 2 O.

Реакцията произвежда натриев алуминат, въглероден оксид (IV) и вода.

10. реакция на алуминиев хидроксид и калциев хидроксид:

Ca(OH) 2 + 2Al(OH) 3 → Ca 2.

При реакцията се получава калциев тетрахидроксоалуминат.

Приложение и употреба на алуминиев хидроксид:

Алуминиевият хидроксид се използва за пречистване на вода (като адсорбент), в медицината, като пълнител в паста за зъби (като абразив) и в пластмаси (като забавител на огъня).

Забележка: © Снимка //www.pexels.com, //pixabay.com