Уравнение реакции образования карбоната алюминия

Карбонат алюминия: строение, свойства, применение — Наука

Видео:Необратимый гидролиз карбоната алюминия Al2(CO3)3 и карбоната железа (III) Fe2(CO3)3Скачать

Содержание:

В карбонат алюминия представляет собой неорганическую соль, химическая формула которой Al₂(CO₃)₃. Это карбонат металла практически не существует из-за его высокой нестабильности при нормальных условиях.

Среди причин его нестабильности можно назвать слабые электростатические взаимодействия между ионами Al. 3+ и CO₃ 2- , которые теоретически должны быть очень сильными из-за величины их зарядов.

Соль не испытывает никаких неудобств на бумаге, когда записываются химические уравнения ее реакций; но на практике это работает против него.

Несмотря на сказанное, карбонат алюминия может встречаться вместе с другими ионами, такими как минерал даусонит. Точно так же есть производное, в котором он взаимодействует с водным раствором аммиака. В остальном это считается смесью Al (OH)₃ и H₂CO₃; который представляет собой шипучий раствор с белым осадком.

Эта смесь имеет лечебное применение. Однако чистая, выделяемая и поддающаяся обработке соль Al₂(CO₃)₃, не известно возможных приложений; по крайней мере, не в условиях огромного давления или экстремальных условий.

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Структура карбоната алюминия

Кристаллическая структура этой соли неизвестна, поскольку она настолько нестабильна, что не может быть охарактеризована. Из его формулы Al₂(CO₃)₃Однако известно, что доля ионов Al 3+ и CO₃ 2- 2: 3; то есть для каждых двух катионов Al 2+ должно быть три аниона CO₃ 2- электростатически взаимодействуя с ними.

Проблема в том, что оба иона очень неравны по размеру; Аль 3+ очень мало, а CO₃ 2- это громоздко. Это различие само по себе уже влияет на стабильность кристаллической решетки, ионы которой «неудобно» взаимодействовали бы, если бы эту соль можно было изолировать в твердом состоянии.

В дополнение к этому аспекту Al 3+ представляет собой сильно поляризующий катион, свойство, которое деформирует электронное облако CO₃ 2- . Это как если бы вы хотели заставить его связываться ковалентно, хотя анион не может.

Следовательно, ионные взаимодействия между Al 3+ и CO₃ 2- они склонны к ковалентности; еще один фактор, усиливающий нестабильность Al₂(CO₃)₃.

Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Карбонат гидроксида аммония алюминия

Хаотические отношения между Аль 3+ и CO₃ 2- смягчается на вид, когда в стекле присутствуют другие ионы; такие как NH₄ + и ОН – , из раствора аммиака. Этот квартет ионов Al 3+ , CO₃ 2- , NH₄ + и ОН – Им действительно удается определить стабильные кристаллы, даже способные принимать различные морфологии.

Другой подобный пример наблюдается в минерале даусоните и его ромбических кристаллах NaAlCO.₃(ОЙ)₂, где Na + заменяет NH₄ + . В этих солях их ионные связи настолько сильны, что вода не способствует высвобождению CO.₂; или, по крайней мере, не резко.

Хотя NH₄Al (ОН)₂CO₃ (AACC, аббревиатура на английском языке), ни NaAlCO₃(ОЙ)₂ представляют собой карбонат алюминия, их можно рассматривать как его основные производные.

Видео:Взаимодействие растворов хлорида алюминия и карбоната натрия (совместный гидролиз)Скачать

Свойства

Видео:Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.Скачать

Молярная масса

Видео:Взаимодействие водных растворов хлорида алюминия и карбоната натрия AlCl3 + Na2CO3 + H2OСкачать

Нестабильность

В предыдущем разделе с молекулярной точки зрения было объяснено, почему Al₂(CO₃)₃ это нестабильно. Но какую трансформацию он претерпевает? Следует учитывать две ситуации: сухую и «мокрую».

Видео:Составление уравнений химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Сухой

В сухой ситуации анион CO₃ 2- возвращается в СО₂ используя следующую декомпозицию:

Что имеет смысл, если он синтезируется под высоким давлением CO.₂; то есть обратная реакция:

Следовательно, чтобы предотвратить Al₂(CO₃)₃ соль следует подвергнуть воздействию высокого давления (используя N₂, например). Таким образом, образование CO₂ это не было бы термодинамически благоприятным.

Видео:Гидролиз солей. 9 класс.Скачать

Мокрый

В условиях повышенной влажности CO₃ 2- подвергается гидролизу, в результате чего образуется небольшое количество ОН – ; но достаточно, чтобы осадить гидроксид алюминия, Al (OH)₃:

А с другой стороны, Аль 3+ также гидролизует:

Хотя Al на самом деле сначала гидратировал 3+ с образованием комплекса Al (H₂ИЛИ)₆ 3+ , который гидролизуется с образованием [Al (H₂ИЛИ)₅ОЙ] 2+ и H₃ИЛИ + . Тогда H₃O (или H + ) протон к CO₃ 2- к H₂CO₃, который разлагается на CO₂ и H₂ИЛИ:

Обратите внимание, что в итоге Al 3+ ведет себя как кислота (выделяет H + ) и база (выпускает OH – с балансом растворимости Al (OH)₃); то есть проявляет амфотеризм.

Видео:ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Физический

Если его можно выделить, эта соль, вероятно, будет белого цвета, как и многие другие соли алюминия. Также из-за разницы ионных радиусов Al 3+ и CO₃ 2- , он, несомненно, будет иметь очень низкие температуры плавления или кипения по сравнению с другими ионными соединениями.

Что касается его растворимости, он бесконечно растворим в воде. Кроме того, это будет гигроскопичное и расплывающееся твердое вещество. Однако это лишь догадки. Другие свойства должны быть оценены с помощью компьютерных моделей, подвергнутых воздействию высоких давлений.

Видео:ОВР и Метод Электронного Баланса — Быстрая Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Приложения

Известные применения карбоната алюминия — медицина. Его использовали как мягкое вяжущее средство и как лекарство для лечения язвы желудка и воспалений. Он также использовался для предотвращения образования мочевых камней у людей.

Он использовался для контроля увеличения содержания фосфатов в организме, а также для лечения симптомов изжоги, кислотного расстройства желудка и язвы желудка.

Видео:Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Ссылки

1. XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. и Chenguang L. (2012). Гидротермальный синтез гидроксида алюминия карбоната аммония (AACH), нанопластинки и морфологии нановолокон, контролируемые pH. Атлантис Пресс.
2. Робин Лаффикер, Матье Динь, Фабьен Сальватори, Малика Буаллег, Дидье Колсон, Франсуа Пюэль (2017) Гидроксид карбоната алюминия аммония NH4Al (OH) 2CO3 в качестве альтернативного способа получения глинозема: сравнение с классическим предшественником бемита. Порошковая технология, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
3. Национальный центр биотехнологической информации. (2019). Карбонат алюминия. База данных PubChem., CID = 10353966. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Википедия. (2019). Карбонат алюминия. Получено с: en.wikipedia.org
5. Сульфат алюминия. (2019). Карбонат алюминия. Получено с: aluminumsulfate.net

Патологическое пристрастие к азартным играм: симптомы, причины, последствия и лечение

Судебная психология: определение и функции судебного психолога

Видео:8 класс. Составление уравнений химических реакций.Скачать

Алюминий. Химия алюминия и его соединений

Бинарные соединения алюминия

Алюминий

Положение в периодической системе химических элементов

Алюминий расположен в главной подгруппе III группы (или в 13 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение алюминия и свойства

Электронная конфигурация алюминия в основном состоянии :

+13Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 1s 2s 2p 3s 3p

Электронная конфигурация алюминия в возбужденном состоянии :

+13Al * 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2 1s 2s 2p 3s 3p

Алюминий проявляет парамагнитные свойства. Алюминий на воздухе быстро образует прочные оксидные плёнки, защищающие поверхность от дальнейшего взаимодействия, поэтому устойчив к коррозии.

Физические свойства

Алюминий – лёгкий металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

Температура плавления 660 о С, температура кипения 1450 о С, плотность алюминия 2,7 г/см 3 .

Алюминий — один из наиболее ценных цветных металлов для вторичной переработки. На протяжении последних лет, цена на лом алюминия в пунктах приема непреклонно растет. По ссылке можно узнать о том, как сдать лом алюминия.

Нахождение в природе

Алюминий — самый распространенный металл в природе, и 3-й по распространенности среди всех элементов (после кислорода и кремния). Содержание в земной коре — около 8%.

В природе алюминий встречается в виде соединений:

Корунд Al₂O₃. Красный корунд называют рубином, синий корунд называют сапфиром.

Способы получения

Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. Поэтому традиционные способы получения алюминия восстановлением из оксида протекают требуют больших затрат энергии. Для промышленного получения алюминия используют процесс Холла-Эру. Для понижения температуры плавления оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите (при температуре 960-970 о С) Na₃AlF₆, а затем подвергают электролизу с углеродными электродами. При растворении в расплаве криолита оксид алюминия распадается на ионы:

На катоде происходит восстановление ионов алюминия:

Катод: Al 3+ +3e → Al 0

На аноде происходит окисление алюминат-ионов:

Суммарное уравнение электролиза расплава оксида алюминия:

Лабораторный способ получения алюминия заключается в восстановлении алюминия из безводного хлорида алюминия металлическим калием:

AlCl₃ + 3K → Al + 3KCl

Качественные реакции

Качественная реакция на ионы алюминия — взаимодействие избытка солей алюминия с щелочами . При этом образуется белый аморфный осадок гидроксида алюминия.

Например , хлорид алюминия взаимодействует с гидроксидом натрия:

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид алюминия растворяется с образованием тетрагидроксоалюмината:

Обратите внимание , если мы поместим соль алюминия в избыток раствора щелочи, то белый осадок гидроксида алюминия не образуется, т.к. в избытке щелочи соединения алюминия сразу переходят в комплекс:

AlCl₃ + 4NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl

Соли алюминия можно обнаружить с помощью водного раствора аммиака. При взаимодействии растворимых солей алюминия с водным раствором аммиака также в ыпадает полупрозрачный студенистый осадок гидроксида алюминия.

AlCl₃ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄Cl

Al 3+ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄ +

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида алюминия с раствором аммиака можно посмотреть здесь.

Химические свойства

1. Алюминий – сильный восстановитель . Поэтому он реагирует со многими неметаллами .

1.1. Алюминий реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

1.2. Алюминий реагирует с серой с образованием сульфидов:

1.3. Алюминий реагируют с фосфором . При этом образуются бинарные соединения — фосфиды:

Al + P → AlP

1.4. С азотом алюминий реагирует при нагревании до 1000 о С с образованием нитрида:

2Al + N₂ → 2AlN

1.5. Алюминий реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия:

1.6. Алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

Видеоопыт взаимодействия алюминия с кислородом воздуха (горение алюминия на воздухе) можно посмотреть здесь.

2. Алюминий взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Реагирует ли алюминий с водой? Ответ на этот вопрос вы без труда найдете, если покопаетесь немного в своей памяти. Наверняка хотя бы раз в жизни вы встречались с алюминиевыми кастрюлями или алюминиевыми столовыми приборами. Такой вопрос я любил задавать студентам на экзаменах. Что самое удивительное, ответы я получал разные — у кого-то алюминий таки реагировал с водой. И очень, очень многие сдавались после вопроса: «Может быть, алюминий реагирует с водой при нагревании?» При нагревании алюминий реагировал с водой уже у половины респондентов))

Тем не менее, несложно понять, что алюминий все-таки с водой в обычных условиях (да и при нагревании) не взаимодействует. И мы уже упоминали, почему: из-за образования оксидной пленки . А вот если алюминий очистить от оксидной пленки (например, амальгамировать), то он будет взаимодействовать с водой очень активно с образованием гидроксида алюминия и водорода:

2Al 0 + 6 H₂ + O → 2 Al +3 ( OH)₃ + 3 H₂ 0

Амальгаму алюминия можно получить, выдержав кусочки алюминия в растворе хлорида ртути ( II ):

3HgCl₂ + 2Al → 2AlCl₃ + 3Hg

Видеоопыт взаимодействия амальгамы алюминия с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Алюминий взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой). При этом образуются соль и водород.

Например , алюминий бурно реагирует с соляной кислотой :

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

2.3. При обычных условиях алюминий не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат алюминия и вода:

2.4. Алюминий не реагирует с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации.

С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием молекулярного азота:

При взаимодействии алюминия в виде порошка с очень разбавленной азотной кислотой может образоваться нитрат аммония:

2.5. Алюминий – амфотерный металл, поэтому он взаимодействует с щелочами . При взаимодействии алюминия с раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат и водород:

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ ↑

Видеоопыт взаимодействия алюминия со щелочью и водой можно посмотреть здесь.

Алюминий реагирует с расплавом щелочи с образованием алюмината и водорода:

2Al + 6NaOH → 2Na₃AlO₃ + 3H₂ ↑

Эту же реакцию можно записать в другом виде (в ЕГЭ рекомендую записывать реакцию именно в таком виде):

2Al + 6NaOH → 2NaAlO₂ + 3H₂↑ + 2Na₂O

2.6. Алюминий восстанавливает менее активные металлы из оксидов . Процесс восстановления металлов из оксидов называется алюмотермия .

Например , алюминий вытесняет медь из оксида меди (II). Реакция очень экзотермическая:

2Al + 3CuO → 3Cu + Al₂O₃

Еще пример : алюминий восстанавливает железо из железной окалины, оксида железа (II, III):

Восстановительные свойства алюминия также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: пероксидом натрия, нитратами и нитритами в щелочной среде, перманганатами, соединениями хрома (VI):

Видео:реакция алюминия с хлоромСкачать

при попытке получить карбонат алюминия реакцией обмена и угольной кислоты распадающейся на углекислый газ и воду. напишите уравнения реакций между водными растворами. а) хлорида алюминия с карбонатом натрия. б) сульфата алюминия с карбонатом калия. Пожалуйста посчитайте ПОЖАЛУЙСТА СРОЧНО​

1) 2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3Н2О —- 6NaCl + 2Al(OH)3 + 3CO2

2) Al2(SO4)3 + 3K2CO3 + 3H2O —— 2Al(OH)3 + 3CO2 + 3K2SO4

📽️ Видео

Опыты по химии. Получение и исследование амфотерных свойств гидроксида алюминияСкачать

Взаимодействие сульфата алюминия с карбонатом натрия | ЕГЭ по химииСкачать

Лабораторная работа №3 Гидролиз. Кислотно-основные взаимодействия в растворахСкачать

Галилео. Эксперимент. Растворяем алюминийСкачать

Нерастворимые соли БАРИЯ. Реакция ХЛОРИДА БАРИЯ, СУЛЬФАТА АЛЮМИНИЯ, ФОСФАТА НАТРИЯ и КАРБОНАТА. ОпытСкачать

Разложение карбоната аммонияСкачать

Получение ОКСИДА КАЛЬЦИЯ. Разложение КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ ( МЕЛА). Реакция с водой. Опыты по химииСкачать