1. Общие сведения.

Формула:

Al₂(SO₄)₃

Алюминия сульфат, бесцв. кристаллы с орторомбич. решеткой; плотн. 2,710 г/см³; С⁰_р 259,6 Дж/(моль*К);Н°_обр -3444,1 кДж/моль,G°_обр, -3102,9 кДж/моль; S°₂₉₈ 239,4 ДжДмоль*К). Выше 580°С разлагается доА1₂О₃ и SO₃. Хорошо раств. в воде, плохо - в спиртах. Гигроскопичен.

При обычной температуре устойчив A1₂(SO₄)₃*18H₂O - бесцв. кристаллы с моноклинной решеткой; т. пл. 86,5°С (с разл.); плотн. 1,690 г/см³;Н°_пл 78,8 кДж/моль,Н°_обр -8905,7 кДж/моль. При 150°С теряет 4 молекулы воды, при 160°С - 8, при 250°С - 15, полностью обезвоживается при 420°С. Р-римость в воде безводного алюминия сульфата (% по массе): 23,9 (0°С), 26,6 (20°С), 34,2 (50°С), 47,1 (100°С). Обычно используют частично дегидратированный (из-за выветривания) алюминия сульфат, содержащий 14,0-14,5 молекул воды.

2. Получение.

1. Алюминия сульфат технический очищенный получают взаимодействием гидроксида алюминия с серной кислотой. 2. Растворением гидроокиси алюминия в горячей конц. H2SO4 Физические и химические свойства. Бесцветные кристаллы, при нагревании теряют воду не плавясь, при прокаливании распадаются на Аl₂О₃ и SO₃. Легко растворим в воде. С сульфатами щелочных металлов образует квасцы.

3. Взаимодействием алюминия или гидроксида алюминия с серной кислотой. Применяется для получения квасцов, в производстве бумаги, для очистки воды, в промышленности красителей, для дубления кожи.

4. Взаимодействием гидроксида алюминия с серной кислотой:

3. Качественный анализ.

1. Аналитические реакции на катион алюминия.

1. С раствором нитрата кобальта:

2Al₂(SO₄)₃ + 2Co(NO₃)₂ → Co(AlO₂)₂ + 4NO₂↑

Реакцию проводят на фильтровальной бумаге, после сжигания которой образуется пепел синего цвета. Мешающие ионы: Zn²⁺, образуется пепел зелёного цвета (зола).

2. С раствором аммиака с образованием белого аморфного осадка гидроксида алюминия, обладающего амфотерными свойствами:

AlCl₃ + 3NH₄OH → Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl

Al(OH)₃↓ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + 3NaOH → Na₃[Al(OH)₆]

В присутствии хлорида аммония при нагревании алюминаты гидролизуются с образованием осадка гидроксида алюминия:

Na₃[Al(OH)₆] + 3NH₄Cl → Al(OH)₃↓ + 3NaOH + NaCl

Реакцию используют для отделения и обнаружения Al³⁺ в присутствии Zn²⁺, Cr³⁺, Mn²⁺, Fe³⁺ и других катионов.

3. С ализарином (1,2 – диоксиантрахиноном) – хроматографический способ с образованием внутрикомплексного соединения ярко-красного цвета ализарата алюминия. Реакция дробная, специфическая:

Мешающие ионы: Cr³⁺, Fe³⁺ и другие. Их маскируют (связывают) в малорастворимые соединения, действием подстилающего реагента – K₄[Fe(CN)₆].

3.2. Аналитические реакции на сульфат-ион.

1. С групповым реактивом BaCl₂ + CaCl₂ или BaCl₂ (ГФ).

Дробное открытие сульфат-иона проводят в кислой среде, что позволяет устранить мешающее влияние CO₃^2- , PO₄^3- , и др., и при кипячении исследуемого раствора с 6 моль/дм³ HCl для удаления S^2- , SO₃^2- , S₂O₃^2- -ионов, которые могут образовать элементную серу, осадок которой можно принять за осадок BaSO₄. Осадок BaSO₄ способен образовывать изоморфные кристаллы с KMnO₄ и окрашиваться в розовый цвет (повышается специфичность реакции).

Методика выполнения реакции в присутствии 0,002 моль/дм³ KMnO₄.

К 3-5 каплям испытуемого раствора добавляют равные объёмы растворов перманганата калия, хлорида бария и хлороводородной кислоты и энергично перемешивают 2-3 мин. Дают отстояться и, не отделяя осадка от раствора, добавляют 1-2 капли 3% раствора Н₂О₂, перемешивают и центрифугируют. Осадок должен остаться окрашенным в розовый цвет, а раствор над осадком обесцветиться.

2. С ацетатом свинца.

SO₄^2- + Pb²⁺ PbSO₄

Методика: к 2 см³ раствора сульфата добавляют 0,5 см³ разбавленной хлороводородной кислоты и 0,5 см³ раствора ацетата свинца; образуется белый осадок, растворимый в насыщенном растворе ацетата аммония или гидроксида натрия.

PbSO₄ + 4 NaOH Na₂[Pb(OH)₄] + Na₂SO₄

3. С cолями стронция – образование белого осадка, нерастворимого в кислотах (отличие от сульфитов).

SO₄^2- + Sr²⁺ SrSO₄

Методика: К 4-5 каплям анализируемого раствора добавляют 4-5 капель концентрированного раствора хлорида стронция, выпадает белый осадок.

3. С солями кальция – образование игольчатых кристаллов гипса CaSO₄  2H₂O.

SO₄^2- + Са²⁺ + 2Н₂О СаSO₄  2Н₂О

Методика: на предметное стекло наносят по капле анализируемого раствора и соли кальция, слегка подсушивают. Образовавшиеся кристаллы рассматривают под микроскопом.