Как получить гидроксид алюминия 2 способами

Гидроксид алюминия: получение и свойства

Гидроксид алюминия

Способы получения

1. Гидроксид алюминия можно получить действием раствора аммиака на соли алюминия.

Например , хлорид алюминия реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида алюминия и хлорида аммония:

2. Пропусканием углекислого газа, сернистого газа или сероводорода через раствор тетрагидроксоалюмината натрия:

Чтобы понять, как протекает эта реакция, можно использовать несложный прием: мысленно разбить сложное вещество Na[Al(OH)₄] на составные части: NaOH и Al(OH)₃. Далее мы определяем, как реагирует углекислый газ с каждым из этих веществ, и записываем продукты их взаимодействия. Т.к. Al(OH)₃ не реагирует с СО₂, то мы записываем справа Al(OH)₃ без изменения.

3. Гидроксид алюминия можно получить действием недостатка щелочи на избыток соли алюминия.

Например , хлорид алюминия реагирует с недостатком гидроксида калия с образованием гидроксида алюминия и хлорида калия:

4. Также гидроксид алюминия образуется при взаимодействии растворимых солей алюминия с растворимыми карбонатами, сульфитами и сульфидами . Сульфиды, карбонаты и сульфиты алюминия необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: бромид алюминия реагирует с карбонатом натрия. При этом выпадает осадок гидроксида алюминия, выделяется углекислый газ и образуется бромид натрия:

Хлорид алюминия реагирует с сульфидом натрия с образованием гидроксида алюминия, сероводорода и хлорида натрия:

Химические свойства

1. Гидроксид алюминия реагирует с растворимыми кислотами . При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов и типа соли.

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитрата алюминия:

2. Гидроксид алюминия взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот .

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата алюминия:

3. Гидроксид алюминия взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—алюминаты, а в растворе – комплексные соли . При этом гидроксид алюминия проявляет кислотные свойства.

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с гидроксидом калия в расплаве с образованием алюмината калия и воды:

Гидроксид алюминия растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоалюмината:

4. Г идроксид алюминия разлагается при нагревании :

Видеоопыт взаимодействия гидроксида алюминия с соляной кислотой и щелочами (амфотерные свойства гидроксида алюминия) можно посмотреть здесь.

Источник

Алюминий

Алюминий является самым распространенным металлом в земной коре. Свойства алюминия позволяют активно применять в составе металлоконструкций: он легкий, мягкий, поддается штамповке, обладает высокой антикоррозийной устойчивостью.

Для алюминия характерна высокая химическая активность, отличается также высокой электро- и теплопроводностью.

Основное и возбужденное состояние

При переходе атома алюминия в возбужденное состояние 2 электрона s-подуровня распариваются, и один электрон переходит на p-подуровень.

Природные соединения

Получение

Алюминий получают путем электролиза расплава Al₂O₃ в криолите (Na₃[AlF₆]). Галлий, индий и таллий получают схожим образом — методом электролиза их оксидов и солей.

Химические свойства

При комнатной температуре реагирует с галогенами (кроме фтора) и кислородом, покрываясь при этом оксидной пленкой.

Al + Br₂ → AlBr₃ (бромид алюминия)

При нагревании алюминий вступает в реакции с фтором, серой, азотом и углеродом.

Al + F₂ → (t) AlF₃ (фторид алюминия)

Al + S → (t) Al₂S₃ (сульфид алюминия)

Al + N₂ → (t) AlN (нитрид алюминия)

Al + C → (t) Al₄C₃ (карбид алюминия)

Алюминий проявляет амфотерные свойства (греч. ἀμφότεροι — двойственный), вступает в реакции как с кислотами, так и с основаниями.

Al + NaOH + H₂O → Na[Al(OH)₄] + H₂↑ (тетрагидроксоалюминат натрия; поскольку алюминий дан в чистом виде — выделяется водород)

При прокаливании комплексные соли не образуются, так вода испаряется — вместо них образуются (в рамках ЕГЭ) средние соли — алюминаты (академически — сложные окиселы):

Реакция с водой

При комнатной температуре не идет из-за образования оксидной пленки — Al₂O₃ — на воздухе. Если разрушить оксидную пленку нагреванием раствора щелочи или амальгамированием (покрытием металла слоем ртути) — реакция идет.

Алюминотермия (лат. Aluminium + греч. therme — тепло) — способ получения металлов и неметаллов, заключающийся в восстановлении их оксидов алюминием. Температуры при этом процессе могут достигать 2400°C.

С помощью алюминотермии получают Fe, Cr, Mn, Ca, Ti, V, W.

Оксид алюминия

Оксид алюминия получают в ходе взаимодействия с кислородом — на воздухе алюминий покрывается оксидной пленкой. При нагревании гидроксид алюминия, как нерастворимое основание, легко разлагается на оксид и воду.

Проявляет амфотерные свойства: реагирует и с кислотами, и с основаниями.

Al₂O₃ + NaOH + H₂O → Na[Al(OH)₄] (тетрагидроксоалюминат натрия)

Гидроксид алюминия

Гидроксид алюминия получают в ходе реакций обмена между растворимыми солями алюминия и щелочами. В результате гидролиза солей алюминия часто выпадает белый осадок — гидроксид алюминия.

Проявляет амфотерные свойства. Реагирует и с кислотами, и с основаниями. Вследствие нерастворимости гидроксид алюминия не реагирует с солями.

Al(OH)₃ + LiOH → Li[Al(OH)₄] (при избытке щелочи будет верным написание — Li₃[Al(OH)₆] — гексагидроксоалюминат лития)

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Гидроксид алюминия

Хим. формула AlH₃O₃ Номер CAS 21645-51-2 PubChem 10176082 ChemSpider 8351587 Номер EINECS 244-492-7 RTECS BD0940000 ChEBI 33130 DrugBank DB06723 Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное.

Гидроксид алюминия — вещество с формулой Al(OH)₃ (а также H₃AlO₃) — соединение оксида алюминия с водой. Белое студенистое вещество, плохо растворимое в воде, обладает амфотерными свойствами.

Содержание

Получение

Al(OH)₃ получают при взаимодействии солей алюминия с водными растворами щёлочи, избегая их избытка:

AlCl₃ + 3 NaOH ⟶ Al(OH)₃ ↓ + 3 NaCl

Гидроксид алюминия выпадает в виде белого студенистого осадка.

Второй способ получения гидроксида алюминия — взаимодействие водорастворимых солей алюминия с растворами карбонатов щелочных металлов:

Физические свойства

Гидроксид алюминия представляет собой белое кристаллическое вещество, для которого известны 4 кристаллические модификации:

• моноклинный (γ) гиббсит
• триклинный (γ’) гиббсит (гидрагилит)
• байерит (γ)
• нордстрандит (β)

Существует также аморфный гидроксид алюминия переменного состава Al₂O₃•nH₂O

Химические свойства

Свежеосаждённый гидроксид алюминия может взаимодействовать с:

• кислотами

Al(OH)₃ + 3 HCl ⟶ AlCl₃ + 3 H₂O Al(OH)₃ + 3 HNO₃ ⟶ Al(NO₃)₃ + 3 H₂O

• щелочами

В концентрированном растворе гидроксида натрия: Al(OH)₃ + NaOH ⟶ Na[Al(OH)₄] При сплавлении твёрдых реагентов: Al(OH)₃ + NaOH → 1000oC NaAlO₂ + 2 H₂O

При нагревании разлагается:

С растворами аммиака не реагирует.

Безопасность

>5000 мг/кг (крысы, перорально).

Применение

Гидроксид алюминия используется при очистке воды, так как обладает способностью адсорбировать различные вещества.
В медицине, в качестве антацидного средства, в качестве адъюванта при изготовлении вакцин.
В качестве абразивного компонента зубной пасты.
В качестве антипирена (подавителя горения) в пластиках и других материалах.
После обработки до окислов применяется в качестве носителя для катализаторов.

Источник

Производство гидроксида алюминия

Этапы промышленного производства алюминия и его соединений

Производство алюминия — AL

получение гидроксида алюминия — AL(OH)3

Алюминий одно время называли «серебро из глины», впервые в 1825 году этот металл был получен датским ученым Гансом Христианом Эрстедом.

Алюминий производится из глинозема — смеси оксида алюминия Al₂O₃ и оксидов калия, магния, калия и др

Глинозем, несмотря на свое название, не имеет ничего общего с глиной или черноземом, но он похож на муку или очень белый песок. Методом электролиза чистый глинозем (оксид алюминия) превращается в алюминий.

В свою очередь глиноземы получают из бокситов, нефелинов, каолина или алунитов.

В настоящее время бокситы являются важнейшей алюминие­вой рудой, на которой, за немногими исключениями, базирует­ся почти вся мировая алюминиевая промышленность.

Боксит (фр. bauxite) (по названию местности (Les Baux) на юге Франции) — состоят из 40-60 % оксида алюминия, а также кремнезема, оксида железа и диоксида титана.

Качество бокситов как алюми­ниевой руды определяется прежде всего содержанием в них глинозема и кремнезема: чем ниже содержащее SiO2 и больше Al₂O₃ , тем при прочих равных условиях выше качество руды.

За рубежом практически весь глинозем получают из бокситов в основном способом Байера (К.И.Байер – австрийский инженер, работавший в России).

На отечественных заводах глинозем получают из бокситов способом Байера и из бокситов и нефелинов способом спекания.

Способ Байера экономически целесообразен для переработки бокситов с небольшим содержанием SiO₂

Получение гидроксида алюминия — AL(OH)3

Чтобы отделить чистый глинозем, используют процесс Байера.

Способ Байера – способ выделения глинозема из боксита – основан на выщелачивании, цель которого растворить содержащийся в боксите оксид алюминия, избежав перевода в раствор остальных составляющих боксита.

Во-первых, руду нагревают в автоклаве с каустической содой. Затем ее охлаждают и твердый остаток — «красный шлам» — отделяется от жидкости. Гидроксид алюминия затем извлекают из этого раствора и прокаливают для получения чистого глинозема- оксида алюминия Al₂O₃

Получение алюминия — AL

Заключительным этапом является восстановление оксида алюминия процессом Холла-Эру. Он основан на следующем принципе: при электролизе раствора глинозема в расплаве криолита (Na3AlF6), выделяется алюминий. Дно электролизной ванны служит катодом, а угольные бруски, погруженные в криолит служат в качестве анодов. Под раствором криолита с 3-5 % глинозема происходит осаждение расплавленного алюминия . Во время этого процесса температура достигает 950 ° С, что значительно выше, чем температура плавления самого металла, который составляет 660 ° С.

В связи с истощением богатых глиноземом месторождений боксита и вовлечением в производство более бедных бокситов, доля способа Байера в производстве глинозема снижается и возрастает доля способа спекания.

Карта добычи бокситов

Более 90 % мировых общих запасов бокситов сосредоточено в тропическом и субтропическом поясе в 18 странах.

Сопутствующая экологическая проблема — нарушение флоры и фауны в процессе добычи бокситов на территориях тропических лесов.

В недрах шести стран: Гвинеи, Бразилии, Австралии, Вьетнама, Индии, Индонезии сосредоточено около 65 % мировых подтверждённых запасов бокситов.

Совокупный мировой запас бокситов превышает 60 млрд. т

Россия обладает относительно небольшими месторождениями бокситов.

Только в России нефелинсодержащие породы используются в качестве алюминиевого сырья.

Общие запасы нефелиновых руд в России — около 7 млрд. т.

Значение алюминия для людей

Алюминий и сплавы широко применяют во многих отраслях промышленности.Из алюминия и его сплавов изготовляют корпуса самолетов, моторы, блоки цилиндров, коробки передач, насосы и другие детали в авиационной, автомобильной и тракторной промышленности, сосуды для хранения химических продуктов. Алюминий широко применяют в быту, пищевой промышленности, в ядерной энергетике и в космической сфере.

Источник