Получение гидроксида алюминия из сульфата алюминия уравнение

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.

Практическая работа №2. Получение и свойства соединений.

Задание 1

В математике действует правило – «от перемены мест слагаемых сумма не меняется». Справедливо ли оно для химии? Проверьте это на примере следующего опыта.

Получите гидроксид алюминия по реакции обмена и докажите его амфотерный характер. Для этого вы можете использовать следующую реакцию:
AlCl₃ + 3NaOH ⟶ Al(OH)₃↓ + 3NaCl.

Проведите эту реакцию в двух вариантах, используя в каждом варианте одинаковые объёмы исходных веществ: сначала к раствору одного из исходных веществ (реагенту) прибавляйте по каплям раствор другого реагента, затем поменяйте последовательность введения в реакцию реагентов. Наблюдайте, в каком случае выпадет осадок, а в каком – нет.

Объясните результаты и запишите уравнения проведённых реакций в молекулярной и ионной формах.

Задание 2

Проведите реакции, подтверждающие качественный состав хлорида кальция. Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Задание 3

Осуществите превращения согласно следующей схеме:
Fe ⟶ FeCl₂ ⟶ FeCl₃.

Напишите уравнения соответствующих реакций и рассмотрите их с позиций окисления-восстановления. Проведите качественные реакции, подтверждающие наличие продуктов реакций. Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Задание 4

Получите сульфат железа (II) не менее чем тремя способами. Уравнения реакций ионного обмена запишите в ионной и молекулярной формах, а реакции замещения рассмотрите с позиций окисления-восстановления.

Задание 5

Проведите реакции, подтверждающие качественный состав сульфата железа (II). Запишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной формах.

Задание 1

При добавлении раствора щелочи в раствор хлорида алюминия образуется белый осадок гидроксида алюминия:
AlCl₃ + 3NaOH ⟶ 3NaCl + Al(OH)₃↓
Al 3+ + 3Cl — + 3Na + + 3OH — ⟶ 3Na + + 3Cl — + Al(OH)₃↓
Al 3+ + 3OH — ⟶ Al(OH)₃↓

При добавлении раствора хлорида алюминия в раствор щелочи осадок не образуется, т. к. образующийся гидроксид алюминия сразу же вступает в реакцию со щелочью:
4NaOH + AlCl₃ ⟶ 3NaCl + Na[Al(OH)₄]
4Na + + 4OH — + Al 3+ + 3Cl — ⟶ 3Na + + 3Cl — + Na + + [Al(OH)₄] —
Al 3+ + 4OH — ⟶ [Al(OH)₄] —

Гидроксид алюминия имеет амфотерный характер.

Реагирует с кислотами:
Al(OH)₃ + 3HCl ⟶ AlCl₃ + 3H₂O
Al(OH)₃ + 3H + + 3Cl — ⟶ Al 3+ + 3Cl — + 3H₂O
Al(OH)₃ + 3H + ⟶ Al 3+ + 3H₂O

Задание 2

Доказать наличие хлорид-анионов в хлориде кальция можно с помощью нитрата серебра (I), в результате реакции выпадет белый творожистый осадок:
CaCl₂ + 2AgNO₃ ⟶ Ca(NO₃)₂ + 2AgCl↓
Ca 2+ + 2Cl — + 2Ag + + 2NO₃ — ⟶ Ca 2+ + 2NO₃ — + 2AgCl↓
Ag + + Cl — ⟶ AgCl↓

Доказать наличие катионов-кальция в хлориде кальция можно с помощью карбоната натрия, в результате реакции выпадет белый осадок:
CaCl₂ + Na₂CO₃ ⟶ 2NaCl + CaCO₃↓
Ca 2+ + 2Cl — + 2Na + + CO₃ 2- ⟶ 2Na + + 2Cl — + CaCO₃↓
Ca 2+ + CO₃ 2- ⟶ CaCO₃↓

Задание 3

Проведем качественную реакцию на ионы Fe 3+ с помощью желтой кровяной соли:
4FeCl₃ + 3K₄[Fe(CN)₆] ⟶ 12KCl + Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓
4Fe 3+ + 12Cl — + 12K + + [Fe(CN)₆] 4- ⟶ 12K + + 12Cl — + Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓
4Fe 3+ + [Fe(CN)₆] 4- ⟶ Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓

Задание 4

Задание 5

Доказать наличие ионов Fe 2+ в сульфате железа (II) можно с помощью щелочи, в результате реакции выпадет темно-серый осадок с зеленоватым оттенком:
FeSO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + Fe(OH)₂↓
Fe 2+ + SO₄ 2- + 2Na + + 2OH — ⟶ 2Na + + SO₄ 2- + Fe(OH)₂↓
Fe 2+ + 2OH — ⟶ Fe(OH)₂↓

Доказать наличие ионов SO₄ 2- в сульфате железа (II) можно с помощью хлорида бария, в результате реакции выпадет белый осадок:
FeSO₄ + BaCl₂ ⟶ FeCl₂ + BaSO₄↓
Fe 2+ + SO₄ 2- + Ba 2+ + 2Cl — ⟶ Fe 2+ + 2Cl — + BaSO₄↓
Ba 2+ + SO₄ 2- ⟶ BaSO₄↓

Алюминий сульфат и другие соединения алюминия в природе и жизни человека

В повседневной жизни каждый из нас ежеминутно сталкивается с умопомрачительным количеством химических веществ, как природных, так и созданных самим человеком. Остановимся на двух химических соединениях: сульфат алюминия, гидроксид алюминия. Что это такое и почему стоит обратить на них внимание?

Чтобы познакомиться, нужно заземлиться

Алюминий сульфат (глинозём) наряду с алюмосиликатами и различными видами глины составляет основную массу земной коры. Это позволяет алюминию занимать первое место среди металлов по распространенности на Земле. В природе сульфат алюминия, формула которого Al₂(SO₄)*18H₂O, является кристаллогидратом и представляет собой растворимые в воде кристаллы белого цвета с серым, голубым или розовым оттенком.

В отличие от алюминия сульфата, гидроксид его представляет собой белое твердое вещество, нерастворимое в воде. Алюминий сульфат, гидроксид алюминия, каолинит широко распространены. Их добывают в Сибири, Крыму, Китае, Японии, а также в странах Центральной и Южной Америки.

Зри в пробирку

Чтобы познать истину, определим, какими же химическими свойствами обладают сульфат и гидроксид Al. Перефразируем крылатое выражение Козьмы Пруткова «Зри в корень!» на более прагматичное: «Зри в пробирку!»

Рассматривая взаимодействие гидроксида алюминия Al(OH)₃ со щелочами, будем внимательны и учтем условия, при которых происходит реакция. Именно от них будут зависеть конечные продукты:

Сам же гидроксид Al(OH)₃ получают в лаборатории непрямым путем, то есть не из оксида и воды, что в этом случае невозможно, а из соли алюминия. Для этого берут раствор сульфата алюминия и действуют на него щелочью, например едким натром, осторожно вливая его по каплям.

В результате в пробирке образуется студенистый осадок белого цвета – гидроксид Al(OH)₃ .

Суммируя все выше приведенные реакции, доказывающие амфотерность гидроксида алюминия, сделаем вывод: в кислой среде химическое равновесие смещается в сторону образования солей Al, а в щелочной – в сторону образования метаалюминатов или гидроксоалюминатов.

Поддерживающий традиции

Отдохнем от сложностей «двуликости» амфотерного гидроксида алюминия и обратимся к традиционной средней соли – сульфату алюминия. Никаких отступлений от правил. Растворы средних солей реагируют со щелочами, с кислотами, с другими солями, с металлами, стоящими в ряду Бекетова (ряд напряжений металлов) до метала, ион которого содержится в молекуле соли. Например, алюминий сульфат в растворе будет реагировать с литием, калием, кальцием, натрием и магнием. Подтвердим это уравнениями реакций.

Сульфат алюминия, формула которого Al₂(SO₄)_3, является продуктом взаимодействия слабого основания гидроксида алюминия Al(OH)₃ и сильной сульфатной кислоты H₂SO₄. Поэтому в водном растворе он легко гидролизирует. Избыток ионов водорода H + обнаруживается с помощью индикатора лакмуса, меняющего свой синий цвет в растворе сульфата алюминия на красный. Таким образом, мы устанавливаем, что раствор сульфата алюминия имеет кислую реакцию.

Можно было бы продолжить углубляться в приятные и волнующие для химика-эстета подробности данной темы, если бы вдали не замаячило подозрительно-скептическое лицо с вопросом: «Ну и что я с этого буду иметь?»

Они придут на помощь

Чтобы развеять все сомнения, скажем, что вы уже имеете массу полезных и даже жизненно необходимых вещей, благодаря таким соединениям, как алюминий сульфат, гидроксид алюминия и другим алюминийсодержащим реагентам. В первую очередь Al(OH)₃ используют для очистки жесткой воды. После данного процесса вода становится прозрачнее и светлее и освобождается от солей, делающих ее жесткой.

В стремлении быть всегда красивыми и ухоженными нам помогают лосьоны, гели, тоники. А ведь они тоже содержат алюминий сульфат. Широко рекламируемая инновация в индустрии дезодорантов-антиперспирантов под названием «кристаллы свежести» – не что иное, как алюмокалиевые квасцы, компонентом которых является алюминий сульфат. Соединения алюминия имеют обволакивающую способность и поэтому используются также в производстве разноцветных хлопчатобумажных тканей и в фармакологии.