§ 36. Сполуки алюмінію

Алюміній гідроксид Аl(ОН)₃ –це біла тверда речовина, не розчинна у воді. Його не можна добути безпосередньою взаємодією відповідного оксиду з водою (чому?), тому його добувають дією розчинів лугів на розчини солей алюмінію:

А1С1₃ + 3NaOH = А1(ОН)₃↓ + 3NaCl

Гідроксид алюмінію АІ(ОН)₃ –амфотерна сполука: в реакціях з кислотами він виявляє основні властивості, а в реакціях з основами –кислотні.

А1(ОН)₃ + ЗНС1 = А1С1₃ + ЗН₂О

А1(ОН)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]

натрій тетрагідроксоалюмінат

У розчині ця реакція відбувається з утворенням комплексної солі Na[Al(OH)₄], а в результаті сплавляння сухих речовин утворюється натрій метаалюмінат:

А1(0Н)₃ + NaOH = NaA1О₂ + 2Н₂О

натрій метаалюмінат

Алюміній оксид, або глинозем, Аl₂О₃ –це білий порошок, не розчинний у воді, дуже тугоплавкий (t_пл = 2044 °С).

У природі існують модифікації оксиду алюмінію у вигляді мінерала корунду, якому властива дуже висока твердість, Прозорі кристали корунду бувають забарвленими, що спричинено домішками, і є коштовними каменями – рубін (червоного кольору) і сапфір (синього кольору). Тепер ру-біни і сапфіри добувають штучно. Рубіни використовують як опорні камені у точних механізмах (наприклад, годинниках), а також як кристали –робочі тіла лазерів. Непрозорі кристали корунду брудного кольору використовують як абразивний матеріал – наждак. З наждаку виробляють шліфувальні круги, бруски для шліфування й полірування Із глинозему Al₂O₃ як тугоплавкого матеріалу виготовляють тиглі, цеглу, з якої мурують скловарні печі, тощо

У лабораторних умовах алюміній оксид можна добути, спалюючи метал, або в результаті прожарювання алюміній гідроксиду:

4А1 + ЗО₂ = 2А1₂О₃

2А1(ОН)₃ = 2А1₂О_{3 +} 3Н₂О

Алюміній оксид Аl₂О₃, певна річ, також має амфотерні властивості. У реакціях з кислотами він виявляє основні властивості:

А1₂О₃+ 6НС1 = 2AlCl₃ + 3Н₂О

У реакціях з лугами у розчинах оксид алюмінію виявляє кислотні властивості:

А1₂О₃ + 2NaOH +ЗН₂О = 2Na[Al(OH)₄]

У результаті сплавляння оксиду алюмінію з лугом утворюється метаалюмінат відповідного металу і виділяється вода:

А1₂О₃ + 2NaOH = 2NaA1О₂ + Н₂О ,

Завдання для самоконтролю

219. Є алюміній, їдкий натр, хлоридна кислота. Як із цих речовин можна добути гідроксид алюмінію? Напишіть рівняння реакцій.

220. Доведіть за допомогою рівнянь реакцій, що гідроксид алюмінію є амфотерною сполукою.

221. Щоб повністю осадити гідроксид алюмінію з розчину, який містить 66,75 г хлориду алюмінію, треба взяти гідроксид калію масою ч

(1)21 г; (3) 84г;

(2) 42 г; (4) 168 г.

222*. На сплав алюмінію і міді масою 10 г подіяли концентрованим розчином їдкого натру під час нагрівання. Виділився водень об'ємом 2,24 л (н. у.). Обчисліть масові частки компонентів у сплаві.

223*. Чи доцільно зберігати розчин каустичної (пральної) соди Nа₂CO₃, а також продукти молочнокислого бродіння в алюмінієвому посуді? Відповідь обґрунтуйте рівняннями реакцій.

224*. Як здійснити такі перетворення:

А1 →А1С1₃ → А1(ОН)₃ →А1₂О₃ →Na[Al(OH)₄

↓

КАlO₂ → A1₂(SO₄)₃

Напишіть рівняння реакцій у молекулярній, повній і скороченій йонних формах.

225*. Об'єм розчину гідроксиду натрію (W = 20%, ρ = = 1,2 г/см³), потрібного для того, щоб увеоь хлорид алюмінію, що міститься в 40 г розчину з масовою часткою А1С1₃ 5%, повністю перетворити на тетрагідроксоалюмінат натрію, становить

(1) 5мл; (3) 20 мл;

(2) 10 мл; (4) 100 мл.