химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

дом. Напротив, с водородом он не взаимодействует.

По отношению к воде алюминий практически вполне устойчив. Сильно разбавленные, а также очень крепкие HN03 и H2SO4 на алюминий почти не действуют, тогда как при средних концентрациях этих кислот он постепенно растворяется. По отношению к СН3СООН и Н3Р04 алюминий устойчив. Чистый металл довольно устойчив также и по отношению к соляной кислоте, но обычный технический в пей растворяется (рис. XI-11). Алюминий легкорастворим в сильных щелочах (NaOH, КОН) по реакции, например:

2А1 + 2NaOH -f 6Н20 = ЗН2 + 2Na[Al(OH)4]

Довольно энергично разъедается он также раствором NH4OH. В ряду напряжений А1 располагается между Mg и Zn. Во всех своих устойчивых соединениях он трехвалентен. 16-19

Соединение алюминия с кислородом сопровождается громадным выделением тепла, значительно большим, чем в случае многих других металлов. Ввиду этого при накаливании смеси окисла такого металла с порошком алюминия происходит бурная реакция, ведущая к выделению из взятого окисла свободного металла. Метод восстановления при помощи А1 (алюминотермия) часто применяется для получения некоторых элементов (Cr, Мп, V и др.) в свободном состоянии.20-22

Окись алюминия представляет собой белую очень тугоплавкую и нерастворимую в воде массу. Природная AI2O3 (минерал корунд), а также полученная искусственно и затем сильно прокаленная, отличается большом твердостью и нерастворимостью в кислотах. В растворимое состояние окись алюминия можно перевести сплавлением со щелочами или с K2S2O7 по реакциям

А1203 + 2NaOH = H2Of + 2NaA102 А1203 + 3K2S207 = A12(S04)3 + 3K2S04

Обычно загрязненный окисью железа природный корунд вследствие своей чрезвычайной твердости применяется для изготовления шлифовальных кругов, брусков и т. п. В мелко раздробленном виде ои под названием наждака служит для очистки металлических поверхностей и изготовления наждачной бумаги. Для тех же целей часто пользуются окисью алюминия, получаемой сплавлением боксита (техническое название — а л у и д). 23-31

Ввиду нерастворимости А12Оэ в воде отвечающая этому окислу гидроокись [А1(ОН)3] может быть получена лишь косвенным путем (исходя из солен). Она представляет собой объемистый студенистый осадок белого цвета, практически нерастворимый в воде, но легко растворяющийся в кислотах и сильных щелочах. Гидроокись алюминия имеет, следовательно, амфотерный характер. Однако и основные, и особенно кислотные, ее свойства выражены довольно слабо. В избытке NH4OH гидроокись алюминия нерастворима.

При взаимодействии А1(ОН)3 с сильными щелочами образуются соответствующие алюминаты, например, по схеме:

NaOH + А1(ОН)3 = Na[Al(OH)4]

2 Б. В. Некрасов

Алюминаты наиболее активных одновалентных металлов в воде хорошо растворимы, но ввиду сильного гидролиза растворы их устойчивы лишь при наличии достаточного избытка щелочи. Алюминаты, производящиеся от более слабых оснований, гидролизованы в растворе практически нацело и поэтому могут быть получены только сухим путем (сплавлением А1203 с окислами соответствующих металлов). Большинство из них в воде нерастворимо.32-45

С кислотами А1(ОН)3 образует соли, содержащие в растворе бесцветные ноны А1"\ Производные большинства сильных кислот хорошо растворимы в воде, но довольно значительно гидролизованы, и поэтому растворы их показывают кислую реакцию. Еще сильнее гидролизованы растворимые соли А13+ и слабых кислот. Многие из них (например, AI2S3) полностью разлагаются водой.46

В ряду бесцветных галидов алюминия A1F3 сильно отличается по свойствам от своих аналогов. Полученный сухим путем (например, накаливанием А1203 в парйх HF) фтористый алюминий представляет собой тугоплавкий кристаллический порошок. В воде он практически нерастворим.

Соединения алюминия с хлором, бромом и иодом легкоплавки, весьма реакционноспособны и хорошо растворяются не только в воде, но и во многих органических жидкостях. Взаимодействие безводных галидов с водой сопровождается значительным выделением тепла. В растворе все они сильно гидролизованы. Будучи заметно летучими уже при обычных условиях, А1С13, А1Вг3 и АП3 дымят во влажном воздухе (вследствие гидролиза).

С галоидными солями ряда одновалентных металлов галиды алю-миния, образуют комплексные соединения, главным образом типов M3[A1F6] и М[А1Г4] (где Г —CI, Вг или I). Склонность к реакциям присоединения вообще сильно выражена у рассматриваемых галидов. Именно с этим связано важнейшее техническое применение AlClg — в качестве катализатора при переработке нефти и при органических синтезах. 47-61

Сернокислый алюминий бесцветен и легкорастворим в воде. Из растворов он выделяется обычно в виде кристаллогидрата Al2(S04)3 • 18Н20. С сульфатами ряда одновалентных металлов сернокислый алюминий образует бесцветные комплексные соли типа М[А1 (S04)2]- 12Н20. Будучи вполне устойчивы, в твердом состоянии, эти соли (т. н. квасцы) в растворе сильно диссоциированы на отдельные составляющие их. ионы. Помимо алюминия, комплексные сульфаты типа квасцов известны и для ряда других трехвалентных металлов (Сг, Fe, V и др.). В качестве одновалентных катионов (М) в их состав могут входить К+, Na+, NH+ и некоторые другие. 62>63

Из остальных производных алюминия следует упомянуть его уксуснокислую соль [А1 (СН3СОО)з], используемую при крашении тканей (в качестве протравы) и в медицине (примочки и компрессы). Соль эту обычно получают [из А1(ОН)3 и СН3СООН] прямо в растворе, где она очень сильно гидролизована. Азотнокислый алюминий легкорастворим в воде. Фосфорнокислый алюминий нерастворим в воде (и уксусной кислоте), но растворим в сильных кислотах и Щелочах.64™91

Дополнения

1) Первое выделение элементарного алюминия (по схеме AlCI3-f 3K=3KCi+А1) относится к11825 г., но более илн, менее чистый образен, получен лишь н. 1827 г., когда и были впервые описаны свойства этого элемента. Технически его получали

затем по реакции NaAlCU -f 3Na == 4NaCl -f Al, и долгое время он ценился дороже золота. Природный алюминий состоит только из атомов 17А1, т. е. является «чистым» элементом.

2) В основном состоянии атом алюминия имеет внешнюю электронную оболочку 3s23p и одновалентен. Возбуждение его до трехвалентного состояния (3s3^) требует затраты 83 ккал/г-атом. Последовательные энергии ионизация атома алюминия равны 5,98; 18,82 и 28,44 эв. Его сродство к электрону оценивается в 12 ккал/г-атом.

3) Несмотря на наличие громадных количеств алюминия в почвах, растения, как правило, содержат мало этого элемента. Еще значительно меньше его содержание в животных организмах. У человека оно составляет лишь десятитысячные доли процента по массе. Биологическая роль алюминия не выяснена. Явно выраженной токсичностью соединения его не обладают.

4) Так как очистка алюминия от прнмесей трудна, необходимо, чтобы чисты быдн сами исходные материалы для его получения, Крнолнт обычно готовят искусственно путем совместного растворения А1(ОН)з и соды в плавиковой кислоте (по реакции: 3Na2C03 -f 2А1 (ОН)$ + 12HF = 2NasAlF6 -f 3C02 -f 9НгО). Природные бокситы, в состав которых входит 50—60% А1203 и ряд примесей (Si02, FejOs и др.), подвергают предварительной химической переработке с целью выделения из них достаточно чистой окиси алюминия (содержащей не более 0,2% SiOjt и 0,04% Fe203). Методы такой переработки сильно зависят от состава исходного боксита и довольно сложны.

5) В расплаве криолита (т. пл. 1012 °С) имеет место главным образом равновесие по суммарной схеме Na3AlFe 3Na+-f- 2F~-f-AlFJ. Уже в гораздо меньшей степени протекает дальнейшая диссоциация тетрафторалюминат-иоиа: AlF4 F~ -f--f A1F, *t 2F" + A1F* =?* 3F~ + AlF2+ =?* 4F" -f Al>+. Растворенный в криолите глинозем диссоциирует по схеме: Al20, ** AlO* -f AIOJ. Так как между образующимися ионами возможны вторичные реакции (например, F--f-АЮ+ч± FA10), ионно-молеку-лярный состав раствора А1203 в расплавленном криолите весьма сложен. Наинизшая температура плавления (665 °С) достигается в рассматриваемой системе при следующем ее составе: 58% криолита, 37% A1F3 и 5% А12Оэ.

в) Схематически пока

страница 14
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ноутбук в москве на прокат
Рекомендуем фирму Ренесанс - лестницы в частном доме на второй этаж фото цены - качественно и быстро!
кресло руководителя 781
склады кладовки

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)