ალუმინის ჰიდროქსიდის მჟავე თვისებები. ყველაზე მნიშვნელოვანი ალუმინის ნაერთები
2s 2p 3s 3p
ელექტრონული კონფიგურაცია ალუმინისვ აღელვებული მდგომარეობა :
+13Al * 1s 2
2s 2 2p 6 3s 1 3p 2 1s 2s 2p 3s 3p 
ალუმინისავლენს პარამაგნიტურ თვისებებს. ალუმინი სწრაფად იქმნება ჰაერში გამძლე ოქსიდის ფილმები, შესაბამისად, იცავს ზედაპირს შემდგომი ურთიერთქმედებისგან კოროზიის რეზისტენტული.
ფიზიკური თვისებები
ალუმინის– ვერცხლისფერ-თეთრი ფერის მსუბუქი ლითონი, ადვილად ფორმირებადი, ჩამოსხმა და მანქანა. აქვს მაღალი თერმული და ელექტროგამტარობა.
დნობის წერტილი 660 o C, დუღილის წერტილი 1450 o C, ალუმინის სიმკვრივე 2.7 გ/სმ 3.
ბუნებაში ყოფნა
ალუმინის- ყველაზე გავრცელებული მეტალი ბუნებაში და მე-3 ყველაზე უხვი ყველა ელემენტს შორის (ჟანგბადის და სილიციუმის შემდეგ). დედამიწის ქერქში შემცველობა დაახლოებით 8%-ია.
ბუნებაში, ალუმინი გვხვდება ნაერთების სახით:
ბოქსიტი Al 2 O 3 H 2 O(მინარევებით SiO2, Fe 2 O 3, CaCO 3)- ალუმინის ოქსიდის ჰიდრატი
კორუნდი Al 2 O 3 .წითელ კორუნდს ლალის ეძახიან, ლურჯ კორუნდს - საფირონს.
მოპოვების მეთოდები
ალუმინისაყალიბებს ძლიერ ქიმიურ კავშირს ჟანგბადთან. ამიტომ, ალუმინის წარმოების ტრადიციული მეთოდები ოქსიდიდან შემცირებით მოითხოვს დიდი რაოდენობით ენერგიას. ამისთვის სამრეწველო ალუმინი იწარმოება Hall-Heroult პროცესის გამოყენებით. ალუმინის ოქსიდის დნობის წერტილის შესამცირებლად იხსნება გამდნარ კრიოლიტში(960-970 o C ტემპერატურაზე) Na 3 AlF 6 და შემდეგ ექვემდებარება ელექტროლიზი ნახშირბადის ელექტროდებით. კრიოლიტის დნობაში გახსნისას ალუმინის ოქსიდი იშლება იონებად:
Al 2 O 3 → Al 3+ + AlO 3 3-
ჩართულია კათოდიხდება ალუმინის იონების შემცირება:
K: Al 3+ +3e → Al 0
ჩართულია ანოდიხდება დაჟანგვა ალუმინის იონები:
A: 4AlO 3 3- - 12e → 2Al 2 O 3 + 3O 2
გამდნარი ალუმინის ოქსიდის ელექტროლიზის საერთო განტოლებაა:
2Al 2 O 3 → 4Al + 3O 2
ლაბორატორიული მეთოდიალუმინის წარმოება გულისხმობს ალუმინის შემცირებას უწყლო ალუმინის ქლორიდიდან კალიუმის მეტალთან:
AlCl 3 + 3K → 4Al + 3KCl
ხარისხობრივი რეაქციები
ხარისხობრივი რეაქცია ალუმინის იონებზე - ურთიერთქმედება ჭარბიალუმინის მარილები ტუტეებით . ეს წარმოქმნის თეთრ ამორფს ნალექი ალუმინის ჰიდროქსიდი.
Მაგალითად , ალუმინის ქლორიდიურთიერთქმედებს ნატრიუმის ჰიდროქსიდი:
ტუტეს შემდგომი დამატებით, ამფოტერული ალუმინის ჰიდროქსიდი იხსნება და წარმოიქმნება ტეტრაჰიდროქსიალუმინატი:
Al(OH) 3 + NaOH = Na
შენიშვნა თუ ალუმინის მარილს ჩავყრით ჭარბი ტუტე ხსნარი, მაშინ ალუმინის ჰიდროქსიდის თეთრი ნალექი არ წარმოიქმნება, რადგან ტუტეზე მეტი, ალუმინის ნაერთები დაუყოვნებლივ გარდაიქმნება კომპლექსი:
AlCl 3 + 4NaOH = Na
ალუმინის მარილების აღმოჩენა შესაძლებელია ამიაკის წყალხსნარის გამოყენებით. როდესაც ხსნადი ალუმინის მარილები ურთიერთქმედებენ ამიაკის წყალხსნართან, ასევე ილექება ალუმინის ჰიდროქსიდის გამჭვირვალე ჟელატინის ნალექი.
AlCl 3 + 3NH 3 H 2 O = Al(OH) 3 ↓ + 3 NH 4 Cl
ალ 3+ + 3NH 3 H 2 O= Al(OH) 3 ↓ + 3 NH 4 +
ვიდეო გამოცდილებაჩანს ალუმინის ქლორიდის ხსნარის ურთიერთქმედება ამიაკის ხსნართან
ქიმიური თვისებები
1. ალუმინი - ძლიერი შემცირების აგენტი . ასე რომ, ის რეაგირებს ბევრთან არალითონები .
1.1. ალუმინი რეაგირებს ჰალოგენებიგანათლებით ჰალოიდები:
1.2. ალუმინი რეაგირებს გოგირდითგანათლებით სულფიდები:
2Al + 3S → Al 2 S 3
1.3. ალუმინის რეაქციათან ფოსფორი. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ბინარული ნაერთები - ფოსფიდები:
Al + P → AlP
ალუმინის არ რეაგირებს წყალბადით .
1.4. აზოტით ალუმინისრეაგირებს 1000 o C-მდე გაცხელებისას და წარმოიქმნება ნიტრიდი:
2Al +N 2 → 2AlN
1.5. ალუმინი რეაგირებს ნახშირბადითგანათლებით ალუმინის კარბიდი:
4Al + 3C → Al 4 C 3
1.6. ალუმინი ურთიერთქმედებს ჟანგბადიგანათლებით ოქსიდი:
4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
ვიდეო გამოცდილებაალუმინის ურთიერთქმედება ჟანგბადი ჰაერში(ჰაერში ალუმინის წვა) ჩანს.
2. ალუმინი ურთიერთქმედებს რთული ნივთიერებები:
2.1. საპასუხოა? ალუმინისთან წყალი? ამ კითხვაზე პასუხს ადვილად იპოვით, თუ ცოტას ჩაუღრმავდებით თქვენს მეხსიერებას. ცხოვრებაში ერთხელ მაინც შეგხვედრიათ ალუმინის ტაფები ან ალუმინის დანაჩანგალი. ეს ის კითხვაა, რომელიც გამოცდების დროს მომწონდა სტუდენტებს. ყველაზე გასაკვირი ის არის, რომ მე მივიღე სხვადასხვა პასუხები - ზოგისთვის ალუმინი რეაგირებდა წყალთან. და ძალიან, ძალიან ბევრმა ადამიანმა უარი თქვა კითხვაზე: "იქნებ ალუმინი რეაგირებს წყალთან გაცხელებისას?" როდესაც თბება, ალუმინი წყალთან რეაგირებს გამოკითხულთა ნახევარში))
თუმცა, ადვილი გასაგებია, რომ ალუმინი ჯერ კიდევ არის წყლითნორმალურ პირობებში (და თუნდაც გაცხელებისას) არ ურთიერთქმედებს. და ჩვენ უკვე აღვნიშნეთ რატომ: განათლების გამო ოქსიდის ფილმი . მაგრამ თუ ალუმინი გაწმენდილია ოქსიდის ფირისგან (მაგალითად, ამალგამი), შემდეგ ის იმოქმედებს წყალი ძალიან აქტიურიგანათლებით ალუმინის ჰიდროქსიდიდა წყალბადის:
2Al 0 + 6H 2 + O → 2Al +3 ( OH) 3 + 3H 2 0
ალუმინის ამალგამის მიღება შესაძლებელია ვერცხლისწყლის (II) ქლორიდის ხსნარში ალუმინის ნაჭრების შენახვით:
ვიდეო გამოცდილებაალუმინის ამალგამის წყალთან ურთიერთქმედების ნახვა შესაძლებელია.
2.2. ალუმინი ურთიერთქმედებს მინერალური მჟავები (ჰიდროქლორინის, ფოსფორის და განზავებული გოგირდის მჟავით) აფეთქებით. ეს წარმოქმნის მარილს და წყალბადს.
Მაგალითადალუმინი მძაფრად რეაგირებს მარილმჟავა :
2.3. ნორმალურ პირობებში ალუმინი არ რეაგირებსთან კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა იმის გამო პასივაცია- მკვრივი ოქსიდის ფირის წარმოქმნა. როდესაც თბება, რეაქცია გრძელდება, იქმნება გოგირდის (IV) ოქსიდი, ალუმინის სულფატიდა წყალი:
2Al + 6H 2 SO 4 (კონს.) → Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
2.4. ალუმინი არ რეაგირებს კონცენტრირებული აზოტის მჟავა ასევე პასივაციის გამო.
თან განზავებული აზოტის მჟავა ალუმინი რეაგირებს მოლეკულის წარმოქმნით აზოტი:
10Al + 36HNO 3 (განზავებული) → 3N 2 + 10Al(NO 3) 3 + 18H 2 O
როდესაც ფხვნილის სახით ალუმინი ურთიერთქმედებს ძალიან განზავებული აზოტის მჟავა შეიძლება ჩამოყალიბდეს ამონიუმის ნიტრატი:
8Al + 30HNO 3 (ძლიერად განზავებული) → 8Al(NO 3) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O
2.5. ალუმინი - ამფოტერიულილითონი, ასე რომ, ის ურთიერთქმედებს ტუტეებით. როდესაც ალუმინი ურთიერთქმედებს გამოსავალიიქმნება ტუტე ტეტრაჰიდროქსიალუმინატიდა წყალბადის:
2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
ვიდეო გამოცდილებაალუმინის ურთიერთქმედება ტუტესა და წყალთან შეიძლება ჩაითვალოს.
ალუმინი რეაგირებს დნებატუტე ფორმირებით ალუმინატიდა წყალბადის:
2Al + 6NaOH → 2Na 3 AlO 3 + 3H 2
იგივე რეაქცია შეიძლება დაიწეროს სხვა ფორმით (ერთიან სახელმწიფო გამოცდაზე გირჩევთ დაწეროთ რეაქცია ამ ფორმით):
2Al + 6NaOH → NaAlO 2 + 3H 2 + Na 2 O
2.6. აღადგენს ალუმინს ნაკლებად აქტიური ლითონებისგან ოქსიდები . ოქსიდებისგან ლითონების შემცირების პროცესს ე.წ ალუმინოთერმია .
Მაგალითად, ალუმინი გადაადგილდება სპილენძისაწყისი სპილენძის (II) ოქსიდი.რეაქცია ძალიან ეგზოთერმულია:
მეტი მაგალითი: აღადგენს ალუმინს რკინისსაწყისი რკინის სასწორი, რკინის (II, III) ოქსიდი:
8Al + 3Fe 3 O 4 → 4Al 2 O 3 + 9Fe
აღდგენითი თვისებებიალუმინი ასევე ვლინდება, როდესაც ის ურთიერთქმედებს ძლიერ ჟანგვის აგენტებთან: ნატრიუმის პეროქსიდი, ნიტრატებიდა ნიტრიტებიტუტე გარემოში, პერმანგანატები, ქრომის ნაერთები(VI):
2Al + 3Na 2 O 2 → 2NaAlO 2 + 2Na 2 O
8Al + 3KNO 3 + 5KOH + 18H 2 O → 8K + 3NH 3
10Al + 6KMnO 4 + 24H 2 SO 4 → 5Al 2 (SO 4) 3 + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 24H 2 O
2Al + NaNO 2 + NaOH + 5H 2 O → 2Na + NH 3
Al + 3KMnO 4 + 4KOH → 3K 2 MnO 4 + K
4Al + K 2 Cr 2 O 7 → 2Cr + 2KAlO 2 + Al 2 O 3
ალუმინი არის ძვირფასი სამრეწველო ლითონი, რომელიც შეიძლება გადამუშავდეს. შეგიძლიათ გაიგოთ მეტი ალუმინის დასამუშავებლად მიღების შესახებ, ასევე ამ ტიპის ლითონის მიმდინარე ფასებზე. .
ალუმინის ოქსიდი
მოპოვების მეთოდები
ალუმინის ოქსიდიშეიძლება მიიღოთ სხვადასხვა მეთოდით:
1. წვაალუმინი ჰაერში:
4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
2. დაშლა ალუმინის ჰიდროქსიდიროცა თბება:
3. ალუმინის ოქსიდის მიღება შესაძლებელია ალუმინის ნიტრატის დაშლა :
ქიმიური თვისებები
ალუმინის ოქსიდი - ტიპიური ამფოტერული ოქსიდი . ურთიერთქმედებს მჟავე და ფუძე ოქსიდებთან, მჟავებთან, ტუტეებთან.
1. როდესაც ალუმინის ოქსიდი ურთიერთქმედებს ძირითადი ოქსიდები წარმოიქმნება მარილები ალუმინები.
Მაგალითადალუმინის ოქსიდი ურთიერთქმედებს ოქსიდი ნატრიუმის:
Na 2 O + Al 2 O 3 → 2NaAlO 2
2. ალუმინის ოქსიდიურთიერთქმედებს სადაც დნობისასყალიბდებიან მარილი—ალუმინები,და ში ხსნარი - რთული მარილები . ამ შემთხვევაში, ალუმინის ოქსიდი გამოფენილია მჟავა თვისებები.
Მაგალითადალუმინის ოქსიდი ურთიერთქმედებს ნატრიუმის ჰიდროქსიდიდნობის ფორმირებასთან ერთად ნატრიუმის ალუმინატიდა წყალი:
2NaOH + Al 2 O 3 → 2NaAlO 2 + H 2 O
ალუმინის ოქსიდი იხსნებაჭარბად ტუტეებიგანათლებით ტეტრაჰიდროქსიალუმინატი:
Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
3. ალუმინის ოქსიდი არ რეაგირებს წყლით.
4. ალუმინის ოქსიდი რეაგირებს მჟავა ოქსიდები (ძლიერი მჟავები). Ამ შემთხვევაში, მარილიალუმინის ამ შემთხვევაში, ალუმინის ოქსიდი გამოფენილია ძირითადი თვისებები.
Მაგალითადალუმინის ოქსიდი ურთიერთქმედებს გოგირდის (VI) ოქსიდიგანათლებით ალუმინის სულფატი:
Al 2 O 3 + 3SO 3 → Al 2 (SO 4) 3
5. ალუმინის ოქსიდი რეაგირებს ხსნადი მჟავები განათლებით საშუალო და მჟავე მარილები.
Მაგალითად გოგირდის მჟავა:
Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
6. ალუმინის ოქსიდი სუსტია ჟანგვის თვისებები .
Მაგალითად, ალუმინის ოქსიდი რეაგირებს კალციუმის ჰიდრიდიგანათლებით ალუმინის, წყალბადისდა კალციუმის ოქსიდი:
Al 2 O 3 + 3CaH 2 → 3CaO + 2Al + 3H 2
Ელექტროობა აღადგენსალუმინი ოქსიდიდან (ალუმინის წარმოება):
2Al 2 O 3 → 4Al + 3O 2
7. ალუმინის ოქსიდი არის მყარი და არამდგრადი. და ამიტომ ის ანაცვლებს უფრო აქროლად ოქსიდებს (ჩვეულებრივ ნახშირორჟანგი) მარილებისგანშერწყმის დროს.
Მაგალითად, დან ნატრიუმის კარბონატი:
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaAlO 2 + CO 2
ალუმინის ჰიდროქსიდი
მოპოვების მეთოდები
1. ალუმინის ჰიდროქსიდის მიღება შესაძლებელია ხსნარის მოქმედებით ამიაკი on ალუმინის მარილები.
Მაგალითადალუმინის ქლორიდი რეაგირებს ამიაკის წყალხსნარიგანათლებით ალუმინის ჰიდროქსიდიდა ამონიუმის ქლორიდი:
AlCl 3 + 3NH 3 + 3H 2 O = Al(OH) 3 + 3NH 4 Cl
2. გავლის გზით ნახშირორჟანგი, გოგირდის დიოქსიდი ან გოგირდწყალბადის ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსიალუმინატის ხსნარის მეშვეობით:
Na + CO 2 = Al(OH) 3 + NaHCO 3
იმის გასაგებად, თუ როგორ მიმდინარეობს ეს რეაქცია, შეგიძლიათ გამოიყენოთ მარტივი ტექნიკა: გონებრივად დაშალეთ რთული ნივთიერება Na მის შემადგენელ ნაწილებად: NaOH და Al(OH) 3. შემდეგი, ჩვენ განვსაზღვრავთ, თუ როგორ რეაგირებს ნახშირორჟანგი თითოეულ ამ ნივთიერებასთან და ჩავწერთ მათი ურთიერთქმედების პროდუქტებს. იმიტომ რომ Al(OH) 3 არ რეაგირებს CO 2-თან, შემდეგ ჩვენ ვწერთ Al(OH) 3 მარჯვნივ ცვლილების გარეშე.
3. ალუმინის ჰიდროქსიდის მომზადება შესაძლებელია ტუტეს ნაკლებობა on ჭარბი ალუმინის მარილი.
Მაგალითად, ალუმინის ქლორიდირეაგირებს კალიუმის ჰიდროქსიდის დეფიციტიგანათლებით ალუმინის ჰიდროქსიდიდა კალიუმის ქლორიდი:
AlCl 3 + 3KOH (არასაკმარისი) = Al(OH) 3 ↓+ 3KCl
4. ასევე, ალუმინის ჰიდროქსიდი იქმნება ხსნადი ურთიერთქმედებით ალუმინის მარილებიხსნადთან ერთად კარბონატები, სულფიტები და სულფიდები . ალუმინის სულფიდები, კარბონატები და სულფიტები წყალხსნარში.
Მაგალითად: ალუმინის ბრომიდირეაგირებს ნატრიუმის კარბონატი. ამ შემთხვევაში, ალუმინის ჰიდროქსიდის ნალექი ილექება, გამოიყოფა ნახშირორჟანგი და წარმოიქმნება ნატრიუმის ბრომიდი:
2AlBr 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + CO 2 + 6NaBr
ალუმინის ქლორიდირეაგირებს ნატრიუმის სულფიდიალუმინის ჰიდროქსიდის, წყალბადის სულფიდის და ნატრიუმის ქლორიდის წარმოქმნით:
2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S + 6NaCl
ქიმიური თვისებები
1. ალუმინის ჰიდროქსიდი რეაგირებს ხსნადი მჟავები. Ამ შემთხვევაში, საშუალო ან მჟავე მარილები, დამოკიდებულია რეაგენტების თანაფარდობაზე და მარილის ტიპზე.
Მაგალითად აზოტის მჟავაგანათლებით ალუმინის ნიტრატი:
Al(OH) 3 + 3HNO 3 → Al(NO 3) 3 + 3H 2 O
Al(OH) 3 + 3HCl → AlCl 3 + 3H 2 O
2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
Al(OH) 3 + 3HBr → AlBr 3 + 3H 2 O
2. ალუმინის ჰიდროქსიდი რეაგირებს ძლიერი მჟავების მჟავა ოქსიდები .
Მაგალითადალუმინის ჰიდროქსიდი რეაგირებს გოგირდის (VI) ოქსიდიგანათლებით ალუმინის სულფატი:
2Al(OH) 3 + 3SO 3 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
3. ალუმინის ჰიდროქსიდი რეაგირებს ხსნადი ფუძეებით (ტუტეებით).სადაც დნობისასყალიბდებიან მარილი—ალუმინები,და ში ხსნარი - რთული მარილები . ამ შემთხვევაში, ალუმინის ჰიდროქსიდი გამოფენილია მჟავა თვისებები.
Მაგალითადალუმინის ჰიდროქსიდი რეაგირებს კალიუმის ჰიდროქსიდიდნობის ფორმირებასთან ერთად კალიუმის ალუმინატიდა წყალი:
2KOH + Al(OH) 3 → 2KAlO 2 + 2H 2 O
ალუმინის ჰიდროქსიდი იხსნებაჭარბად ტუტეებიგანათლებით ტეტრაჰიდროქსიალუმინატი:
Al(OH) 3 + KOH → K
4. გალუმინის ჰიდროქსიდი იშლებაროცა თბება:
2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O
ვიდეო გამოცდილებაალუმინის ჰიდროქსიდის ურთიერთქმედება მარილმჟავადა ტუტეები(ალუმინის ჰიდროქსიდის ამფოტერული თვისებები) ჩანს.
ალუმინის მარილები
ალუმინის ნიტრატი და სულფატი
ალუმინის ნიტრატიგაცხელებისას ის იშლება ალუმინის ოქსიდი, აზოტის ოქსიდი (IV)და ჟანგბადი:
4Al(NO 3) 3 → 2Al 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2
ალუმინის სულფატიძლიერად გაცხელებისას იგი იშლება ანალოგიურად - შევიდა ალუმინის ოქსიდი, გოგირდის დიოქსიდითდა ჟანგბადი:
2Al 2 (SO 4) 3 → 2Al 2 O 3 + 6SO 2 + 3O 2
ალუმინის რთული მარილები
რთული ალუმინის მარილების თვისებების აღსაწერად - ჰიდროქსოალუმინატები, მოსახერხებელია შემდეგი ტექნიკის გამოყენება: გონებრივად დაარღვიე ტეტრაჰიდროქსოალუმინატი ორ ცალკეულ მოლეკულად - ალუმინის ჰიდროქსიდი და ტუტე ლითონის ჰიდროქსიდი.
Მაგალითადნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსიალუმინატი იშლება ალუმინის ჰიდროქსიდად და ნატრიუმის ჰიდროქსიდად:
ნადაშალეთ იგი NaOH და Al(OH) 3
მთელი კომპლექსის თვისებები შეიძლება განისაზღვროს ამ ცალკეული ნაერთების თვისებებით.
ამრიგად, ალუმინის ჰიდროქსო კომპლექსები რეაგირებენ მჟავა ოქსიდები .
Მაგალითად, ჰიდროქსოკომპლექსი ნადგურდება ჭარბი ზემოქმედებით ნახშირორჟანგი. ამ შემთხვევაში, NaOH რეაგირებს CO 2-თან და წარმოქმნის მჟავა მარილს (CO 2-ის ჭარბი რაოდენობით), ხოლო ამფოტერული ალუმინის ჰიდროქსიდი არ რეაგირებს ნახშირორჟანგთან, შესაბამისად, ის უბრალოდ აგროვებს:
Na + CO 2 → Al(OH) 3 ↓ + NaHCO 3
ანალოგიურად, კალიუმის ტეტრაჰიდროქსიალუმინატი რეაგირებს ნახშირორჟანგთან:
K + CO 2 → Al(OH) 3 + KHCO 3
იმავე პრინციპით, ტეტრაჰიდროქსოალუმინატები რეაგირებენ გოგირდის დიოქსიდი SO 2:
Na + SO 2 → Al(OH) 3 ↓ + NaHSO 3
K + SO 2 → Al(OH) 3 + KHSO 3
მაგრამ გავლენის ქვეშ ჭარბი ძლიერი მჟავა არ წარმოიქმნება ნალექი, რადგან ამფოტერული ალუმინის ჰიდროქსიდი რეაგირებს ძლიერ მჟავებთან.
Მაგალითად, თან მარილმჟავა:
Na + 4HCl (ჭარბი) → NaCl + AlCl 3 + 4H 2 O
მართალია, მცირე რაოდენობის გავლენის ქვეშ ( ნაკლებობა ) ძლიერი მჟავაკვლავ წარმოიქმნება ნალექი, არ იქნება საკმარისი მჟავა ალუმინის ჰიდროქსიდის დასაშლელად:
Na + HCl (დეფიციტი) → Al(OH) 3 ↓ + NaCl + H 2 O
იგივეა მინუსი აზოტის მჟავაალუმინის ჰიდროქსიდის ნალექი:
Na + HNO 3 (დეფიციტი) → Al(OH) 3 ↓ + NaNO 3 + H 2 O
კომპლექსი ნადგურდება ურთიერთობისას ქლორიანი წყალი (ქლორის წყალხსნარი) Cl 2:
2Na + Cl 2 → 2Al(OH) 3 ↓ + NaCl + NaClO
ამავე დროს, ქლორი არაპროპორციები.
კომპლექსმა ასევე შეიძლება რეაგირება მოახდინოს ჭარბად ალუმინის ქლორიდი. ამ შემთხვევაში, ალუმინის ჰიდროქსიდის ნალექი ილექება:
AlCl 3 + 3Na → 4Al(OH) 3 ↓ + 3NaCl
თუ წყალს აორთქლდებით რთული მარილის ხსნარიდან და გააცხელებთ მიღებულ ნივთიერებას, დარჩებით ჩვეულებრივი ალუმინის მარილით:
Na → NaAlO 2 + 2H 2 O
K → KAlO 2 + 2H 2 O
ალუმინის მარილების ჰიდროლიზი
ხსნადი ალუმინის მარილები და ძლიერი მჟავები ჰიდროლიზდება კატიონით. ჰიდროლიზი მიმდინარეობს ეტაპობრივი და შექცევადი, ე.ი. ცოტა:
I ეტაპი: Al 3+ + H 2 O = AlOH 2+ + H +
II ეტაპი: AlOH 2+ + H 2 O = Al(OH) 2 + + H +
III ეტაპი: Al(OH) 2 + + H 2 O = Al(OH) 3 + H +
თუმცა სულფიდები, სულფიტები, კარბონატები ალუმინისდა ისინი მაწონი მარილიჰიდროლიზება შეუქცევადად, სრულად, ე.ი. არ არსებობს წყალხსნარში, მაგრამ წყლით იშლება:
Al 2 (SO 4) 3 + 6NaHSO 3 → 2Al(OH) 3 + 6SO 2 + 3Na 2 SO 4
2AlBr 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + CO 2 + 6NaBr
2Al(NO 3) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 6NaNO 3 + 3CO 2
2AlCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 6NaCl + 3CO 2
Al 2 (SO 4) 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 3K 2 SO 4
2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 + 3H 2 S + 6NaCl
ალუმინები
მარილები, რომლებშიც ალუმინი არის მჟავე ნარჩენი (ალუმინატები), წარმოიქმნება ალუმინის ოქსიდიზე შერწყმა ტუტეებთანდა ძირითადი ოქსიდები:
Al 2 O 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2
ალუმინატების თვისებების გასაგებად, ასევე ძალიან მოსახერხებელია მათი დაშლა ორ ცალკეულ ნივთიერებად.
მაგალითად, ჩვენ გონებრივად ვყოფთ ნატრიუმის ალუმინატს ორ ნივთიერებად: ალუმინის ოქსიდი და ნატრიუმის ოქსიდი.
NaAlO2დაშალეთ იგი Na 2 O და Al 2 O 3
მაშინ ჩვენთვის აშკარა გახდება, რომ ალუმინატები რეაგირებენ მჟავები ალუმინის მარილების შესაქმნელად :
KAlO 2 + 4HCl → KCl + AlCl 3 + 2H 2 O
NaAlO 2 + 4HCl → AlCl 3 + NaCl + 2H 2 O
NaAlO 2 + 4HNO 3 → Al(NO 3) 3 + NaNO 3 + 2H 2 O
2NaAlO 2 + 4H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 4H 2 O
ჭარბი წყლის გავლენის ქვეშ, ალუმინები გარდაიქმნება კომპლექსურ მარილებში:
KAlO 2 + H 2 O = K
NaAlO 2 + 2H 2 O = Na
ორობითი ნაერთები
ალუმინის სულფიდიაზოტის მჟავას ზემოქმედებით იჟანგება სულფატად:
Al 2 S 3 + 8HNO 3 → Al 2 (SO 4) 3 + 8NO 2 + 4H 2 O
ან გოგირდის მჟავას (ზემოქმედების ქვეშ ცხელი კონცენტრირებული მჟავა):
Al 2 S 3 + 30HNO 3 (კონკ. ჰორიზონტი) → 2Al(NO 3) 3 + 24NO 2 + 3H 2 SO 4 + 12H 2 O
ალუმინის სულფიდი იშლება წყალი:
Al 2 S 3 + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
ალუმინის კარბიდიასევე წყალთან ერთად იშლება ალუმინის ჰიდროქსიდში გაცხელებისას და მეთანი:
Al 4 C 3 + 12H 2 O → 4Al(OH) 3 + 3CH 4
ალუმინის ნიტრიდიიშლება ზემოქმედებისას მინერალური მჟავებიალუმინის და ამონიუმის მარილებზე:
AlN + 4HCl → AlCl 3 + NH 4 Cl
ასევე, ალუმინის ნიტრიდი იშლება ზემოქმედების დროს წყალი:
AlN + 3H 2 O → Al(OH) 3 ↓ + NH 3
ალუმინის ჰიდროქსიდი არის ქიმიური ნივთიერება, რომელიც არის ალუმინის ოქსიდის ნაერთი წყალთან. ის შეიძლება არსებობდეს თხევად და მყარ მდგომარეობაში. თხევადი ჰიდროქსიდი არის ჟელეს მსგავსი გამჭვირვალე ნივთიერება, რომელიც ძალიან ცუდად იხსნება წყალში. მყარი ჰიდროქსიდი არის თეთრი კრისტალური ნივთიერება, რომელსაც აქვს პასიური ქიმიური თვისებები და არ რეაგირებს პრაქტიკულად არცერთ სხვა ელემენტთან ან ნაერთთან.
ალუმინის ჰიდროქსიდის მომზადება
ალუმინის ჰიდროქსიდი წარმოიქმნება ქიმიური გაცვლის რეაქციის შედეგად. ამისათვის გამოიყენეთ ამიაკის წყალხსნარი და ალუმინის მარილი, ყველაზე ხშირად ალუმინის ქლორიდი. ამ გზით მიიღება თხევადი ნივთიერება. თუ საჭიროა მყარი ჰიდროქსიდი, ნახშირორჟანგი გადადის გახსნილ ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსოდიაკვალუმინატში. ექსპერიმენტების ბევრ მოყვარულს აწუხებს კითხვა, როგორ მივიღოთ ალუმინის ჰიდროქსიდი სახლში? ამისათვის საკმარისია შეიძინოთ საჭირო რეაგენტები და ქიმიური მინის ჭურჭელი სპეციალიზებული მაღაზიიდან.
მყარი ნივთიერების მისაღებად ასევე დაგჭირდებათ სპეციალური აღჭურვილობა, ამიტომ სჯობს თხევად ვერსიას მიჰყვეთ. რეაქციის განხორციელებისას აუცილებელია კარგად ვენტილირებადი ადგილის გამოყენება, ვინაიდან ერთ-ერთი ქვეპროდუქტი შეიძლება იყოს გაზი ან ძლიერი სუნის მქონე ნივთიერება, რამაც შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს ადამიანის კეთილდღეობაზე და ჯანმრთელობაზე. ღირს სპეციალურ დამცავ ხელთათმანებში მუშაობა, ვინაიდან მჟავების უმეტესობა კანთან შეხებისას იწვევს ქიმიურ დამწვრობას. ასევე კარგი იქნებოდა თვალის დაცვაზე ზრუნვა სპეციალური სათვალის სახით. ნებისმიერი ბიზნესის დაწყებისას, უპირველეს ყოვლისა, უსაფრთხოების უზრუნველყოფაზე უნდა იფიქროთ!
ახლად სინთეზირებული ალუმინის ჰიდროქსიდი რეაგირებს უმეტეს აქტიურ მჟავებთან და ტუტეებთან. ამიტომ მის მისაღებად გამოიყენება ამიააკიანი წყალი, რათა წარმოქმნილი ნივთიერება სუფთა სახით შეინარჩუნოს. როდესაც გამოიყენება მჟავის ან ტუტეს წარმოებისთვის, აუცილებელია ელემენტების პროპორციის რაც შეიძლება ზუსტად გამოთვლა, წინააღმდეგ შემთხვევაში, თუ ზედმეტია, მიღებული ალუმინის ჰიდროქსიდი ურთიერთქმედებს შეუწოვი ბაზის ნარჩენებთან და მთლიანად იხსნება მასში. ეს გამოწვეულია ალუმინის და მისი ნაერთების ქიმიური აქტივობის მაღალი დონით.
ძირითადად, ალუმინის ჰიდროქსიდი მიიღება ბოქსიტის საბადოდან, რომელსაც აქვს ლითონის ოქსიდის მაღალი შემცველობა. პროცედურა საშუალებას გაძლევთ სწრაფად და შედარებით იაფად გამოყოთ სასარგებლო ელემენტები ნარჩენებისგან. ალუმინის ჰიდროქსიდის რეაქცია მჟავებთან იწვევს მარილების შემცირებას და წყლის წარმოქმნას, ხოლო ტუტეებთან - რთული ჰიდროქსოალუმინის მარილების წარმოქმნას. მყარი ჰიდროქსიდი შერწყმულია მყარ ტუტეებთან მეტა-ალუმინატების წარმოქმნით.
ნივთიერების ძირითადი თვისებები
ალუმინის ჰიდროქსიდის ფიზიკური თვისებები: სიმკვრივე - 2,423 გრამი კუბურ სანტიმეტრზე, წყალში ხსნადობის დონე - დაბალი, ფერი - თეთრი ან გამჭვირვალე. ნივთიერება შეიძლება არსებობდეს ოთხ პოლიმორფულ ვარიანტში. დაბალ ტემპერატურაზე ზემოქმედებისას წარმოიქმნება ალფა ჰიდროქსიდი, რომელსაც ბაიერიტი ეწოდება. სიცხის ზემოქმედებისას შეიძლება მიღებულ იქნას გამა ჰიდროქსიდი ან გიბსიტი. ორივე ნივთიერებას აქვს კრისტალური მოლეკულური ბადე წყალბადის ინტერმოლეკულური კავშირის ტიპებით. ასევე გვხვდება კიდევ ორი მოდიფიკაცია - ბეტა-ჰიდროქსიდი ან ნორდსტანდრიტი და ტრიკლინიკური ჰიბისიტი. პირველი მიიღება ბაიერიტის ან გიბსიტის კალცინაციით, მეორე განსხვავდება ბროლის ტრიკლინიკური და არა მონომორფული სტრუქტურით.
ალუმინის ჰიდროქსიდის ქიმიური თვისებები: მოლური მასა - 78 მოლი, თხევად მდგომარეობაში კარგად იხსნება აქტიურ მჟავებსა და ტუტეებში, გაცხელებისას იშლება, აქვს ამფოტერული თვისებები. ინდუსტრიაში, უმეტეს შემთხვევაში, თხევადი ჰიდროქსიდი გამოიყენება, რადგან მისი მაღალი ქიმიური აქტივობის გამო, მისი დამუშავება მარტივია და არ საჭიროებს კატალიზატორების ან სპეციალური რეაქციის პირობების გამოყენებას.
ალუმინის ჰიდროქსიდის ამფოტერული ბუნება გამოიხატება მისი ბუნების ორმაგობით. ეს ნიშნავს, რომ სხვადასხვა პირობებში მას შეუძლია გამოავლინოს მჟავე ან ტუტე თვისებები. როდესაც ჰიდროქსიდი რეაგირებს როგორც ტუტე, წარმოიქმნება მარილი, რომელშიც ალუმინი არის დადებითად დამუხტული კატიონი. მოქმედებს როგორც მჟავა, ალუმინის ჰიდროქსიდი ასევე ქმნის მარილს გასასვლელში. მაგრამ ამ შემთხვევაში ლითონი უკვე უარყოფითად დამუხტული ანიონის როლს ასრულებს. ორმაგი ბუნება ხსნის ამ ქიმიური ნაერთის გამოყენების ფართო შესაძლებლობებს. იგი გამოიყენება მედიცინაში მედიკამენტების დასამზადებლად, რომლებიც ინიშნება ორგანიზმში მჟავა-ტუტოვანი ბალანსის დარღვევისთვის.
ალუმინის ჰიდროქსიდი შედის ვაქცინაში, როგორც ნივთიერება, რომელიც აძლიერებს ორგანიზმის იმუნურ პასუხს გამაღიზიანებელზე. წყალში ალუმინის ჰიდროქსიდის ნალექის უხსნადობა საშუალებას იძლევა გამოიყენოს ნივთიერება წყლის სამკურნალო მიზნებისთვის. ქიმიური ნაერთი არის ძალიან ძლიერი ადსორბენტი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ ამოიღოთ დიდი რაოდენობით მავნე ელემენტები წყლიდან.
სამრეწველო აპლიკაციები
ჰიდროქსიდის გამოყენება ინდუსტრიაში დაკავშირებულია სუფთა ალუმინის წარმოებასთან. ტექნოლოგიური პროცესი იწყება ალუმინის ოქსიდის შემცველი მადნის გადამუშავებით, რომელიც პროცესის დასრულების შემდეგ გადაიქცევა ჰიდროქსიდში. ამ რეაქციის მოსავლიანობა საკმარისად მაღალია, რომ დასრულების შემდეგ დარჩენილი არსებითად შიშველი კლდეა. შემდეგი, ხორციელდება ალუმინის ჰიდროქსიდის დაშლის ოპერაცია.
პროცედურა არ საჭიროებს განსაკუთრებულ პირობებს, ვინაიდან ნივთიერება კარგად იშლება 180 გრადუს ცელსიუსზე მაღალ ტემპერატურაზე გაცხელებისას. ეს ნაბიჯი იძლევა ალუმინის ოქსიდის იზოლირების საშუალებას. ეს ნაერთი არის საფუძველი ან დამხმარე მასალა დიდი რაოდენობით სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო პროდუქციის წარმოებისთვის. თუ საჭიროა სუფთა ალუმინის მიღება, ელექტროლიზის პროცესი გამოიყენება ხსნარში ნატრიუმის კრიოლიტის დამატებით. კატალიზატორი იღებს ჟანგბადს ოქსიდიდან, ხოლო სუფთა ალუმინი ჩერდება კათოდზე.
ალუმინის ოქსიდი – Al2O3. ფიზიკური თვისებები:ალუმინის ოქსიდი არის თეთრი ამორფული ფხვნილი ან ძალიან მყარი თეთრი კრისტალები. მოლეკულური წონა = 101,96, სიმკვრივე – 3,97 გ/სმ3, დნობის წერტილი – 2053 °C, დუღილის წერტილი – 3000 °C.
ქიმიური თვისებები:ალუმინის ოქსიდი ავლენს ამფოტერულ თვისებებს - მჟავე ოქსიდების და ძირითადი ოქსიდების თვისებებს და რეაგირებს როგორც მჟავებთან, ასევე ფუძეებთან. კრისტალური Al2O3 ქიმიურად პასიურია, ამორფული უფრო აქტიური. მჟავების ხსნარებთან ურთიერთქმედება იძლევა საშუალო ალუმინის მარილებს, ხოლო ფუძეების ხსნარებთან - კომპლექსურ მარილებს - ლითონის ჰიდროქსიალუმინატები:
როდესაც ალუმინის ოქსიდი შერწყმულია ლითონის მყარ ტუტეებთან, წარმოიქმნება ორმაგი მარილები - მეტალუმინატები(უწყლო ალუმინები):
ალუმინის ოქსიდი არ ურთიერთქმედებს წყალთან და არ იხსნება მასში.
ქვითარი:ალუმინის ოქსიდი იწარმოება ლითონების ალუმინის ოქსიდებისგან შემცირების მეთოდით: ქრომი, მოლიბდენი, ვოლფრამი, ვანადიუმი და ა.შ. მეტალოთერმია, გახსენი ბეკეტოვი:
განაცხადი:ალუმინის ოქსიდი გამოიყენება ალუმინის წარმოებისთვის, ფხვნილის სახით - ცეცხლგამძლე, ქიმიურად მდგრადი და აბრაზიული მასალებისთვის, კრისტალების სახით - ლაზერებისა და სინთეზური ძვირფასი ქვების (რუბი, საფირონები და ა.შ.) წარმოებისთვის. , შეღებილი სხვა ლითონების ოქსიდების - Cr2O3 (წითელი), Ti2O3 და Fe2O3 (ლურჯი) მინარევებით.
ალუმინის ჰიდროქსიდი – A1(OH)3. ფიზიკური თვისებები:ალუმინის ჰიდროქსიდი - თეთრი ამორფული (გელის მსგავსი) ან კრისტალური. თითქმის არ იხსნება წყალში; მოლეკულური წონა – 78,00, სიმკვრივე – 3,97 გ/სმ3.
ქიმიური თვისებები:ტიპიური ამფოტერული ჰიდროქსიდი რეაგირებს:
1) მჟავებით, საშუალო მარილების წარმოქმნით: Al(OH)3 + 3HNO3 = Al(NO3)3 + 3H2O;
2) ტუტე ხსნარებით, წარმოქმნის კომპლექსურ მარილებს - ჰიდროქსოალუმინატებს: Al(OH)3 + KOH + 2H2O = K.
Al(OH)3 მშრალ ტუტეებთან შერწყმისას წარმოიქმნება მეტალუმინატები: Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2H2O.
ქვითარი:
1) ალუმინის მარილებიდან ტუტე ხსნარის ზემოქმედებით: AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3H2O;
2) ალუმინის ნიტრიდის დაშლა წყლით: AlN + 3H2O = Al(OH)3 + NH3?;
3) CO2-ის გავლა ჰიდროქსოკომპლექსის ხსნარში: [Al(OH)4]-+ CO2 = Al(OH)3 + HCO3-;
4) ამიაკის ჰიდრატის მოქმედება ალ მარილებზე; ოთახის ტემპერატურაზე წარმოიქმნება Al(OH)3.
62. ქრომის ქვეჯგუფის ზოგადი მახასიათებლები
ელემენტები ქრომის ქვეჯგუფებიიკავებს შუალედურ ადგილს გარდამავალი ლითონების სერიაში. მათ აქვთ მაღალი დნობის და დუღილის წერტილები და ცარიელი სივრცეები ელექტრონის ორბიტალებში. ელემენტები ქრომიდა მოლიბდენიაქვთ ატიპიური ელექტრონული სტრუქტურა - მათ აქვთ ერთი ელექტრონი გარე s-ორბიტალში (როგორც Nb VB ქვეჯგუფიდან). ამ ელემენტებს აქვთ 6 ელექტრონი გარე d- და s-ორბიტალებში, ამიტომ ყველა ორბიტალი ნახევრად შევსებულია, ანუ თითოეულს აქვს ერთი ელექტრონი. მსგავსი ელექტრონული კონფიგურაციის მქონე ელემენტი განსაკუთრებით სტაბილურია და მდგრადია ჟანგვის მიმართ. ვოლფრამიაქვს უფრო ძლიერი მეტალის კავშირი ვიდრე მოლიბდენი. ქრომის ქვეჯგუფის ელემენტების დაჟანგვის ხარისხი მნიშვნელოვნად განსხვავდება. სათანადო პირობებში, ყველა ელემენტს აქვს დადებითი ჟანგვის რიცხვი, რომელიც მერყეობს 2-დან 6-მდე, მაქსიმალური ჟანგვის რიცხვი შეესაბამება ჯგუფის რიცხვს. ელემენტების ყველა დაჟანგვის მდგომარეობა არ არის სტაბილური, ქრომს აქვს ყველაზე სტაბილური - +3.
ყველა ელემენტი ქმნის ოქსიდს MVIO3, ასევე ცნობილია ოქსიდები დაბალი ჟანგვის მდგომარეობით.ამ ქვეჯგუფის ყველა ელემენტი ამფოტერულია - ისინი ქმნიან რთულ ნაერთებს და მჟავებს.
ქრომი, მოლიბდენიდა ვოლფრამიმოთხოვნადი მეტალურგიასა და ელექტროტექნიკაში. ყველა განხილული ლითონი დაფარულია პასიური ოქსიდის ფირით, როდესაც ინახება ჰაერში ან ჟანგვის მჟავა გარემოში. ფირის ქიმიურად ან მექანიკურად ამოღებით, ლითონების ქიმიური აქტივობა შეიძლება გაიზარდოს.
ქრომი.ელემენტი მიიღება ქრომიტის მადნიდან Fe(CrO2)2, მცირდება ნახშირით: Fe(CrO2)2 + 4C = (Fe + 2Cr) + 4CO?.
სუფთა ქრომი მიიღება Cr2O3-ის შემცირებით ალუმინის გამოყენებით ან ქრომის იონების შემცველი ხსნარის ელექტროლიზით. ელექტროლიზის გამოყენებით ქრომის იზოლირებით შესაძლებელია ქრომის საფარების მიღება, რომლებიც გამოიყენება როგორც დეკორატიულ და დამცავ ფილებად.
ფეროქრომი მიიღება ქრომისგან, რომელიც გამოიყენება ფოლადის წარმოებაში.
მოლიბდენი.მიიღება სულფიდური მადნიდან. მისი ნაერთები გამოიყენება ფოლადის წარმოებაში. თავად ლითონი მიიღება მისი ოქსიდის შემცირებით. მოლიბდენის ოქსიდის რკინით დაკალცირებით შესაძლებელია ფერომოლიბდენის მიღება. გამოიყენება ღუმელების და ელექტრული კონტაქტებისთვის ძაფებისა და მილების დასამზადებლად. ფოლადი მოლიბდენის დამატებით გამოიყენება ავტომობილების წარმოებაში.
ვოლფრამი.მიიღება გამდიდრებული მადნიდან მოპოვებული ოქსიდიდან. ალუმინი ან წყალბადი გამოიყენება როგორც შემცირების აგენტი. შედეგად მიღებული ვოლფრამის ფხვნილი შემდგომში წარმოიქმნება მაღალი წნევის და თერმული დამუშავების ქვეშ (ფხვნილის მეტალურგია). ამ ფორმით ვოლფრამი გამოიყენება ძაფების დასამზადებლად და ემატება ფოლადს.
