Амфотерність сполук алюмінію

Алюміній оксид (глинозем) Al₂O₃ – біла тугоплавка (t°_пл. = 2000°С), нерозчинна у воді речовина. Алюміній гідроксид – Al(OН)₃ – біла, тверда, нерозчинна у воді речовина. Хімічний зв’язок між атомами Алюмінію та Оксигену в цих сполуках ковалентний полярний, близький за полярністю до зв'язку між атомами Оксигену та Гідрогену. Тому ці сполуки можуть проявляти амфотерні властивості – в залежності від кислотно-основних властивостей речовин, що вступають в реакцію з ними.

Свіжодобуті оксид та гідроксид алюмінію розчиняються в кислотах і лугах з утворенням солей (сухі не розчиняються ні в кислотах, ні в лугах):

Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3Н₂,

Al₂O₃ + 2NaOH + 3Н₂О = 2NaAl(OH)₄,

Al(OН)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3Н₂O,

Al(OН)₃ + 3NaOH = Na₃Al(OH)₆.

При сплавлянні з лугами теж утворюються алюмінати:

Al₂O₃ + 2NaOH = 2NaAlO₂ + Н₂O,

Al₂O₃ + 6NaOH + 3Н₂О = 2Na₃AlO₃ + Н₂O.

5. Якісні реакції на йон алюмінію Al³⁺

а) Луги осаджують йон алюмінію у вигляді білого аморфного гідроксиду, розчинного у надлишку лугу:

Al³⁺ + 3ОН^- = Al(OН)₃,

AlO + 2 Н₂O = Al(OН)₃ + OH^-.

Al³⁺ + 4ОН^- = [Al(OН)₄]^-.

Алюмінати, як солі слабких кислот, гідролізуються:

AlO + 2 Н₂O = Al(OН)₃ + OH^-.

Щоб змістити рівновагу вправо, необхідно в розчині знизити концентрацію йонів гідроксилу. Цього можна досягти введенням в розчин сухої солі амонію чи її концентрованого розчину.

б) Алізарин червоний з йонами алюмінію утворює сіль червоного кольору, нерозчинну в оцтовій кислоті

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Що називається амфотерністю?

2. Наведіть приклади амфотерних властивостей алюмінію та його сполук.

3. Як пояснюється розчинність алюміній гідроксиду в розчинах кислот та лугів з погляду йонної теорії?

4. Як виділити алюміній гідроксид з розчину алюмінату?

5. Наведіть приклади якісних реакцій на йон алюмінію.

6. Напишіть рівняння реакцій за схемою:

AlH₃ → Al(OH)₃ → Al₂(SO₄)₃ → AlCl₃

↓

Na[Al(OH)₄]

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Алексеев В.Н. Качественный анализ. Госхимиздат, 1958 г. - §218.

2. Глинка Н.Л. Общая химия. Ленинград: Химия, 1984 г. - §36.

3. Сухан В.В., Табенська Т.В. та ін. Хімія: Посібник для вступників до вузів. Київ: Либідь, 1996 р.- 19.2.

4. Шапиро С.А., Шапиро М.А. Аналитическая химия. м.: Высшая школа, 1971 г. - §62.

 

ВИКОНАННЯ РОБОТИ

ДОСЛІД 1. ВЗАЄМОДІЯ АЛЮМІНІЮ З КИСЛОТАМИ

В три пробірки покладіть по шматочку алюмінію. До першої пробірки наліть 1 мл розведеного розчину хлоридної кислоти, в другу – сульфатної, в третю – нітратної. Кожну пробірку злегка нагрійте в полум’ї спиртівки. Спостерігайте виділення бульбашок газу. Що це за газ? Відповідь підтвердіть рівняннями реакцій в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

 

ДОСЛІД 2. ВЗАЄМОДІЯ З ЛУГАМИ

В пробірку налийте 2 мл розчину лугу (наприклад, натрій гідроксиду), нагрійте в полум’ї спиртівки і помістіть в нагрітий розчин шматок алюмінієвого дроту. Спостерігайте розчинення дроту та виділення газу. Що це за газ? Відповідь підтвердіть рівнянням реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

 

ДОСЛІД 3. ВЗАЄМОДІЯ З ВОДОЮ

В пробірку налийте 2 мл дистиляту, нагрійте її в полум’ї спиртівки, і опустіть у гарячу воду дріт з попереднього досліду (той, що був у розчині лугу). Спостерігайте виділення бульбашок газу. Що це за газ? Відповідь підтвердіть рівнянням реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

ВИСНОВОК: У висновку відмітьте властивості алюмінію – його активність, здатність реагувати з кислотами та лугами (тобто, амфотерність).

 

ДОСЛІД 4. ДОБУВАННЯ ТА ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ АЛЮМІНІЙ ГІДРОКСИДУ

а) Добування алюміній гідроксиду.

В пробірку налийте 1 мл розчину алюміній хлориду і краплинами додавайте розчин лугу до утворення драглистого осаду білого кольору. Напишіть рівняння реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

б) Вивчення властивостей алюміній гідроксиду.

Свіжодобутий осад алюміній гідроксиду розділіть на дві пробірки. В першу долийте надлишок лугу. Спостерігайте розчинення осаду. Напишіть рівняння реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

В другу пробірку долийте розчин кислоти. Спостерігайте розчинення осаду. Напишіть рівняння реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

ВИСНОВОК: У висновку зазначте, які амфотерні властивості сполук алюмінію ви спостерігали.

 

ДОСЛІД 5. ЯКІСНА РЕАКЦІЯ НА ЙОН АЛЮМІНІЮ

До 0,5 мл розчину алюміній хлориду додайте рівний об’єм 2н розчину амоній гідроксиду. Спостерігайте утворення осаду. Напишіть рівняння реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

До утвореного осаду алюміній гідроксиду додайте кілька крапель алізарину і нагрійте суміш до кипіння. Спостерігайте появу червоного забарвлення.

ВИСНОВОК: У висновку зазначте, які якісні реакції на йон алюмінію вам відомі.