Хімічні властивості алюмінія, Детальна інформація
Хімічні властивості алюмінія
[Al(OH2)6]3+ + OH- = [Al(OH)(OH2)5]2+ + H2O
[Al(OH)(OH2)5]2+ + OH- = [Al(OH)2(OH2)4]+ + H2O
[Al(OH)2(OH2)4]+ + OH- = [Al(OH)3(OH2)3]0 + H2O
Al(OH)3 являє собою желеподібний осад білого кольору, практично нерозчинний у воді, але легко розчинний в кислотах та сильних лугах.Відповідно він має амфотерні властивості. Проте основні та особливо кислотні його властивості виражені досить слабо. В надлишку NH4OH гидроксид алюмінія нерозчинний.
При взаємодії з сильними лугами утворюються відповідні алюмінати:
NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4]
Алюмінати найбільш активних одновалентних металів у воді добре розчинні, але через сильний гідроліз їх розчини стійкі лише при надлишку лугів.
З кислотами Al(OH)3 утворює солі. Похідні більшості сильних кислот добре розчинні у воді, але досить гідролізовані, і тому їх розчини мають кислу реакцію.
У водному середовищі аніон Al3+ безпосередньо оточений шістьма молекулами води. Такий гидратованний іон дещо дисоційований по схемі:
[Al(OH2)6]3+ + H2O = [Al(OH)(OH2)5]2+ + OH3+
Константа його дисоціації рівна 1.10-5,тобто він являється слабою кислотою (близькою по силі до оцтової).
Алюмосилікати можа розглядати як силікати, в яких частина кремнієкисневих тетраєдрів SiO44- замінена на алюмокисневі тетраєдри AlO45-. З алюмосилікатів найбільш розповсюдженішими є польові шпати, на долю яких приходиться більш ніж половина маси земної кори. Головні їх представники - минерали
ортоклаз K2Al2Si6O16 або K2O.Al2O3.6SiO2
альбіт Na2Al2Si6O16 або Na2O.Al2O3.6SiO2
анортіт CaAl2Si2O8 або CaO.Al2O3.2SiO2
Дуже розповсюджені мінерали групи слюд, наприклад мусковіт Kal2(AlSi3O10)(OH)2.Найбільше практичне значення має мінерал нефелін (Na,K)2[Al2Si2O8], який використовується для отримання глинозема содовых продуктів та цементу. Це виробництво складається з наступних операцій: a) нефелін та вапняк спекают в трубчатих печах при 1200оС:
(Na,K)2[Al2Si2O8] + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2(
б) утворену масу витравлюють водою - утворюється розчин алюмінатів натрія і калія та шлам CaSiO3:
NaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
в) через розчин алюмінатів пропускають утворений при спіканні CO2:
Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
г) нагріванням Al(OH)3 отримують глинозем:
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
д) випаровуваням розчину виділяють соду и поташ, а раніше отриманий шлам йде на виробництво цемента.
При виробнойтві 1 т Al2O3 отримують 1 т співпродуктів та 7.5 т цемента.
Деякі алюмосилікати володіють крихкою структурою та здатні до іонного обміну. Такі силікати - природні та особливо штучні - застосовуються для пом’ягчення води.
Галогеніди алюмінія в звичайних умовах - безбарвні кристалічні речовини. В ряді галогенідів алюмінія AlF3 дуже відрізняється за властивостями від своїх аналогів. Він тугоплавкий, мало розчинний у воді, хімічно неактивний.
Основний шлях отримання AlF3 оснований на дії безводного HF на Al2O3 або Al:
Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O
Сполуки алюмінія з хлором, бромом та йодом легкоплавкі, досить реакційноздатні та добре розчинні не лише у воді, а й в багабтьох органічних розчинниках. Взаємодія галогенідів алюмінія з водою супровожджується значним виділенням теплоти.
[Al(OH)(OH2)5]2+ + OH- = [Al(OH)2(OH2)4]+ + H2O
[Al(OH)2(OH2)4]+ + OH- = [Al(OH)3(OH2)3]0 + H2O
Al(OH)3 являє собою желеподібний осад білого кольору, практично нерозчинний у воді, але легко розчинний в кислотах та сильних лугах.Відповідно він має амфотерні властивості. Проте основні та особливо кислотні його властивості виражені досить слабо. В надлишку NH4OH гидроксид алюмінія нерозчинний.
При взаємодії з сильними лугами утворюються відповідні алюмінати:
NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4]
Алюмінати найбільш активних одновалентних металів у воді добре розчинні, але через сильний гідроліз їх розчини стійкі лише при надлишку лугів.
З кислотами Al(OH)3 утворює солі. Похідні більшості сильних кислот добре розчинні у воді, але досить гідролізовані, і тому їх розчини мають кислу реакцію.
У водному середовищі аніон Al3+ безпосередньо оточений шістьма молекулами води. Такий гидратованний іон дещо дисоційований по схемі:
[Al(OH2)6]3+ + H2O = [Al(OH)(OH2)5]2+ + OH3+
Константа його дисоціації рівна 1.10-5,тобто він являється слабою кислотою (близькою по силі до оцтової).
Алюмосилікати можа розглядати як силікати, в яких частина кремнієкисневих тетраєдрів SiO44- замінена на алюмокисневі тетраєдри AlO45-. З алюмосилікатів найбільш розповсюдженішими є польові шпати, на долю яких приходиться більш ніж половина маси земної кори. Головні їх представники - минерали
ортоклаз K2Al2Si6O16 або K2O.Al2O3.6SiO2
альбіт Na2Al2Si6O16 або Na2O.Al2O3.6SiO2
анортіт CaAl2Si2O8 або CaO.Al2O3.2SiO2
Дуже розповсюджені мінерали групи слюд, наприклад мусковіт Kal2(AlSi3O10)(OH)2.Найбільше практичне значення має мінерал нефелін (Na,K)2[Al2Si2O8], який використовується для отримання глинозема содовых продуктів та цементу. Це виробництво складається з наступних операцій: a) нефелін та вапняк спекают в трубчатих печах при 1200оС:
(Na,K)2[Al2Si2O8] + 2CaCO3 = 2CaSiO3 + NaAlO2 + KAlO2 + 2CO2(
б) утворену масу витравлюють водою - утворюється розчин алюмінатів натрія і калія та шлам CaSiO3:
NaAlO2 + KAlO2 + 4H2O = Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4]
в) через розчин алюмінатів пропускають утворений при спіканні CO2:
Na[Al(OH)4] + K[Al(OH)4] + 2CO2 = NaHCO3 + KHCO3 + 2Al(OH)3
г) нагріванням Al(OH)3 отримують глинозем:
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
д) випаровуваням розчину виділяють соду и поташ, а раніше отриманий шлам йде на виробництво цемента.
При виробнойтві 1 т Al2O3 отримують 1 т співпродуктів та 7.5 т цемента.
Деякі алюмосилікати володіють крихкою структурою та здатні до іонного обміну. Такі силікати - природні та особливо штучні - застосовуються для пом’ягчення води.
Галогеніди алюмінія в звичайних умовах - безбарвні кристалічні речовини. В ряді галогенідів алюмінія AlF3 дуже відрізняється за властивостями від своїх аналогів. Він тугоплавкий, мало розчинний у воді, хімічно неактивний.
Основний шлях отримання AlF3 оснований на дії безводного HF на Al2O3 або Al:
Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O
Сполуки алюмінія з хлором, бромом та йодом легкоплавкі, досить реакційноздатні та добре розчинні не лише у воді, а й в багабтьох органічних розчинниках. Взаємодія галогенідів алюмінія з водою супровожджується значним виділенням теплоти.
The online video editor trusted by teams to make professional video in
minutes
© Referats, Inc · All rights reserved 2021