Получение
Химические свойства
Физические свойства
Гидроксид алюминия
Получение
Химические свойства
α-Al2O3 – амфотерный оксид, химически инертен, благодаря своей прочной кристаллической решетке. Он не растворяется в воде, не взаимодействует с растворами кислот и щелочей и может реагировать лишь с расплавленной щелочью.
Около 1000°С интенсивно взаимодействует со щелочами и карбонатами щелочных металлов с образованием алюминатов:
Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O;
Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2.
Другие формы Al2O3 более активны, могут реагировать с растворами кислот и щелочей, α-Al2O3 взаимодействует лишь с горячими концентрированными растворами:
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O;
Al2O3 + 2NaOH + 7H2O = 2Na[Al(H2O)2(OH)4]
Амфотерные свойства оксида алюминия проявляются при взаимодействии с кислотными и основными оксидами с образованием солей:
Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 (основные свойства),
Al2O3 + Na2O = 2NaAlO2 (кислотные свойства).
Оксид алюминия – природное соединение, может быть получен из бокситов или при термическом разложении гидроксидов алюминия:
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O;
2AlOOH = Al2O3 + H2O.
Гидроксид алюминия Al(OH)3 – бесцветное твердое вещество, нерастворимое в воде, входит в состав многих бокситов. Существует в четырех полиморфных модификациях. На холоде образуется α-Al(OH)3 – байерит, а при осаждении из горячего раствора γ-Al(OH)3 – гиббсит (гидаргилит), обе кристаллизуются в моноклинной сингонии, имеют слоистое строение, слои состоят из октаэдров [Al(OH)6], между слоями действует водородная связь. Существует также триклинный гиббсит γ’-Al(OH)3, триклинный нордстрандит β-Al(OH)3 и две модификации оксогидроксида AlOOH – орторомбические бемит и диаспор. Аморфный гидроксид алюминия имеет переменный состав Al2O3 · nH2O. При нагревании выше 180°С разлагается.
Гидроксид алюминия – типичное амфотерное соединение, свежеполученный гидроксид растворяется в кислотах и щелочах:
2Al(OH)3 + 6HCl = 2AlCl3 + 6H2O
Al(OH)3 + NaOH + 2H2O = Na[Al(H2O)2(OH)4].
При нагревании разлагается, процесс дегидратации довольно сложен и схематично может быть представлен следующим образом:
Al(OH)3 = AlOOH + H2O;
2AlOOH = Al2O3 + H2O.
Образуется при действии водного раствора аммиака на растворы солей алюминия:
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3NH4Cl;
растворы щелочей не применяются, поскольку образующийся гидроксид алюминия в них хорошо растворяется.
Кристаллический гидроксид алюминия образуется при пропускании углекислого газа через щелочной раствор тетрагидроксодиакваалюмината натрия:
2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 2СО2 = 2Al(OH)3 + 2NaHCO3 + 4H2O.
Алюминий используется для получения алюминиевых сплавов. Чистый алюминий – конструкционный материал в строительстве, применяется в электротехнике, является раскислителем чугуна и стали, восстановителем оксидов в производстве металлов методом алюмотермии. Применяется в качестве компонента твердых ракетных топлив, пиротехнических составов и взрывчатых веществ. В виде пудры и пасты применяется в качестве лакокрасочных материалов.
Оксид алюминия применяется в качестве огнеупорного и абразивного материала, для производства керамических резцов и электротехнической керамики. Монокристаллы используются в качестве лазерного материала, камней часовых механизмов и ювелирных камней. Алюмогель является адсорбентом при осушке газов и жидкостей, используется в хроматографии, применяется как носитель катализаторов.
Гидроксид алюминия используется при производстве соединений алюминия, компонент зубных паст, применяется в медицине.
Хлорид алюминия применяется в качестве катализатора в органическом синтезе, для очистки сточных вод и обработки дерева.
Сульфат алюминия – коагулянт для обработки питьевых и промышленных вод, применяется при производстве бумаги и в текстильной промышленности.