Соли алюминия: получение и свойства
Соли алюминия
Нитрат и сульфат алюминия
Нитрат алюминия при нагревании разлагается на оксид алюминия, оксид азота (IV) и кислород:
Сульфат алюминия при сильном нагревании разлагается аналогично — на оксид алюминия, сернистый газ и кислород:
Комплексные соли алюминия
Для описания свойств комплексных солей алюминия — гидроксоалюминатов, удобно использоваться следующий прием: мысленно разбейте тетрагидроксоалюминат на две отдельные молекулы — гидроксид алюминия и гидроксид щелочного металла.
Например , тетрагидроксоалюминат натрия разбиваем на гидроксид алюминия и гидроксид натрия:
Na[Al(OH)4] разбиваем на NaOH и Al(OH)3
Свойства всего комплекса можно определять, как свойства этих отдельных соединений.
Таким образом, гидроксокомплексы алюминия реагируют с кислотными оксидами .
Например , гидроксокомплекс разрушается под действием избытка углекислого газа. При этом с СО2 реагирует NaOH с образованием кислой соли (при избытке СО2), а амфотерный гидроксид алюминия не реагирует с углекислым газом, следовательно, просто выпадает в осадок:
Аналогично тетрагидроксоалюминат калия реагирует с углекислым газом:
По такому же принципу тетрагидроксоалюминаты реагирует с сернистым газом SO2:
А вот под действием избытка сильной кислоты осадок не выпадает, т.к. амфотерный гидроксид алюминия реагирует с сильными кислотами.
Например , с соляной кислотой:
Правда, под действием небольшого количества ( недостатка ) сильной кислоты осадок все-таки выпадет, для растворения гидроксида алюминия кислоты не будет хватать:
Аналогично с недостатком азотной кислоты выпадает гидроксид алюминия:
Комплекс разрушается при взаимодействии с хлорной водой (водным раствором хлора) Cl2:
2Na[Al(OH)4] + Cl2 → 2Al(OH)3↓ + NaCl + NaClO
При этом хлор диспропорционирует.
Также комплекс может прореагировать с избытком хлорида алюминия. При этом выпадает осадок гидроксида алюминия:
Если выпарить воду из раствора комплексной соли и нагреть образующееся вещество, то останется обычная соль-алюминат:
Гидролиз солей алюминия
Растворимые соли алюминия и сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:
I ступень: Al 3+ + H2O = AlOH 2+ + H +
II ступень: AlOH 2+ + H2O = Al(OH )2 + + H +
Однако сульфиды, сульфиты, карбонаты алюминия и их кислые соли гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой:
Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.
Алюминаты
Соли, в которых алюминий является кислотным остатком (алюминаты) — образуются из оксида алюминия при сплавлении с щелочами и основными оксидами:
Для понимания свойств алюминатов их также очень удобно разбить на два отдельных вещества.
Например, алюминат натрия мы разделим мысленно на два вещества: оксид алюминия и оксид натрия.
NaAlO2 разбиваем на Na2O и Al2O3
Тогда нам станет очевидно, что алюминаты реагируют с кислотами с образованием солей алюминия :
KAlO2 + 4HCl → KCl + AlCl3 + 2H2O
NaAlO2 + 4HCl → AlCl3 + NaCl + 2H2O
Под действием избытка воды алюминаты переходят в комплексные соли:
Гидролиз сульфата алюминия
Al2(SO4)3 — соль образованная слабым основанием и сильной кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по катиону.
Первая стадия (ступень) гидролиза
Полное ионное уравнение
2Al 3+ + 3SO4 2- + 2HOH ⇄ 2AlOH 2+ + 2SO4 2- + 2H + + SO4 2-
Сокращенное (краткое) ионное уравнение
Al 3+ + HOH ⇄ AlOH 2+ + H +
Вторая стадия (ступень) гидролиза
Полное ионное уравнение
2AlOH 2+ + 2SO4 2- + 2HOH ⇄ 2Al(OH)2 + + SO4 2- + 2H + + SO4 2-
Сокращенное (краткое) ионное уравнение
AlOH 2+ + HOH ⇄ Al(OH)2 + + H +
Третья стадия (ступень) гидролиза
Полное ионное уравнение
2Al(OH)2 + + SO4 2- + 2HOH ⇄ 2Al(OH)3 + 2H + + SO4 2-
Сокращенное (краткое) ионное уравнение
Al(OH)2 + + HOH ⇄ Al(OH)3 + H +
Среда и pH раствора сульфата алюминия
В результате гидролиза образовались ионы водорода (H + ), поэтому раствор имеет кислую среду (pH
Гидролиз солей алюминия уравнения реакций
Алгоритм написания уравнений гидролиза
Гидролиз по катиону и аниону
1. Определяем тип гидролиза.
Соль слабого основания и слабой кислоты – гидролиз по катиону и аниону .
2. Ионные уравнения гидролиза, среда.
Al 3+ + HOH AlOH 2+ + H + ;
Учитывая, что гидроксид алюминия очень слабое основание, предположим, что гидролиз по катиону будет протекать в большей степени, чем по аниону, следовательно, в растворе будет избыток ионов водорода и среда будет кислая.
3. Составляем молекулярное уравнение.
Полученную соль назовем ацетат гидроксоалюминия.
http://chemer.ru/services/hydrolysis/salts/Al2(SO4)3
http://icmim.sfu-kras.ru/edu/chemistry/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%B7-%D0%9E%D0%9F/%D0%B0%D0%BB%D0%B3%20%D1%81%D0%BE%D0%B2%D0%BC.html