Алюминия Гидроксид: формула, получение, разложение, химические свойства

Гидроксид алюминия

Гидроксид алюминия

Хим. формула AlH₃O₃
Номер CAS 21645-51-2
PubChem 10176082
ChemSpider 8351587
Номер EINECS 244-492-7
RTECS BD0940000
ChEBI 33130
DrugBank DB06723
Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное.

Гидроксид алюминия

Гидроксид алюминия — вещество с формулой Al(OH)3 (а также H3AlO3) — соединение оксида алюминия с водой. Белое студенистое вещество, плохо растворимое в воде, обладает амфотерными свойствами.

Определение и формула гидроксида алюминия

Гидроксид алюминия (гиббсит, байерит) — это сложное химическое соединение, относящееся к классу оснований, проявляющее амфотерные свойств. Формула гидроксида алюминия

Формула – Alleft ( OH right )_3

Молярная масса равна 78,00
г/моль.

Физические свойства – белое термически неустойчивое вещество не растворяющееся в воде.

Основные свойства вещества

Физические свойства гидроксида алюминия: плотность — 2,423 грамм на сантиметр кубический, уровень растворяемости в воде — низкий, цвет — белый либо прозрачный. Вещество может существовать в четырех полиморфных вариантах. Под воздействием низких температур образуется альфа-гидроксид, называемый байеритом. Под воздействие нагревания можно получить гамма-гидроксид или гиббсит. Оба вещества имеют кристаллическую молекулярную решетку с водородными межмолекулярными типами связи. Также встречаются еще две модификации — бета-гидроксид или нордстандрит и триклинный гибсит. Первая получается путем прокаливания байерита или гиббсита.Второй отличается от остальных видов триклинным, а не монообразным строением кристаллической решетки.

Химические свойства гидроксида алюминия: молярная масса — 78 моль, в жидком состоянии хорошо растворяется в активных кислотах и щелочах, при нагревании разлагается, обладает амфотерными признаками. В промышленности в подавляющем большинстве случаев используется именно жидкий гидроксид, так как благодаря высокому уровню химической активности, он легко поддается обработки и не требует использования катализаторов или специальных условий протекания реакции.

Амфотерность гидроксида алюминия проявляется в двойственности его природы. Это означает, что в различных условиях он может проявлять кислотные либо щелочные свойства. Когда гидроксид принимает участие в реакции как щелочь, образуется соль, в которой алюминий является положительно заряженным катионом. Выступая в качестве кислоты, гидроксид алюминия на выходе также образует соль. Но в этом случае металл уже играет роль отрицательно заряженного аниона. Двойственная природа открывает широкие возможности по применению данного химического соединения. Оно используется в медицине для изготовления лекарственных препаратов, назначаемых при нарушении кислотно-щелочного баланса в организме.

Читайте также:  Этан-структурная формула, химические, физические свойства

Гидроксид алюминия во флаконе

Гидроксид алюминия входит в состав вакцин в качестве вещества, усиливающего иммунную реакцию организма на раздражитель. Нерастворимость осадка гидроксида алюминия в воде позволяет использовать вещество в водоочистных целях. Химическое соединение является очень сильным адсорбентом, который позволяет извлекать из состава воды большое количество вредных элементов.

Физические свойства

Гидроксид алюминия представляет собой белое кристаллическое вещество, для которого известны 4 кристаллические модификации:

  • моноклинный (γ) гиббсит
  • триклинный (γ’) гиббсит (гидраргиллит)
  • байерит (γ)
  • нордстрандит (β)

Существует также аморфный гидроксид алюминия переменного состава Al2O3•nH2O

Химические свойства гидроксида алюминия

  • Гидроксид алюминия при нагревании (600^{circ} text{C}
    ) разлагается на оксид алюминия и воду:    [ 2Alleft ( OH right )_3=Al_2O_3+3H_2O ]
  • Проявляет амфотерные свойства, реагируя как с кислотами:    [ Alleft ( OH right )_3 + 3HCl=AlCl_3+3H_2O ]

    так и с щелочами в растворе:

    [ Alleft ( OH right )_3 + NaOH=Naleft [ Alleft ( OH right )_4 right ] ]

    и с щелочами при сплавлении (1000^{circ} text{C}
    ):

    [ Alleft ( OH right )_3 + NaOH=NaAlO_2 + 2H_2O ]

  • Вступает в химическое взаимодействие с с плавиковой кислотой:    [ Alleft ( OH right )_3+3HF+3NaF=Na_3left [ AlF_6 right ]downarrow +3H_2O ]

Описание и внешний вид:

Гидроксид алюминия принадлежит к неорганическим соединениям, входит в состав бокситов, встречается в природе. Представляет собой рыхлое белое кристаллическое вещество или порошок, без запаха. Практически не растворяется в воде, образуя гель. Растворяется при нагревании в растворах щелочей и кислот. С растворами аммиака не реагирует.
Имеет амфотерные качества, может проявлять кислотные и основные свойства.
Получить реактив можно в процессе взаимодействия нитрида водорода с солями алюминия, либо солей алюминия с растворами карбонатов щелочных металлов.

Вещество имеет четыре кристаллические полиморфные модификации:

  • триклинный гиббсит (гидраргиллит) (γ’-форма)
  •  моноклинный гиббсит (γ)
  • нордстрандит (β)
  • Байерит (α)

В том числе существует аморфный гидроксид алюминия переменного состава Al2O3•nH2O.
Название гиббсит (также известный как гидраргиллит) получил вторичный минерал, который образуется как продукт конверсии в результате окисления или метаморфоза в гидротермальных жилах богатых алюминием горных пород. Байерит, нордстрандит и дойлит являются редкими полиморфами гиббсита.

Способы получения

1. Гидроксид алюминия можно получить действием раствора аммиакана соли алюминия.

Например, хлорид алюминия реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида алюминия и хлорида аммония:

AlCl3 + 3NH3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3NH4Cl

2.Пропусканием углекислого газа, сернистого газа или сероводорода через раствор тетрагидроксоалюмината натрия:

Na[Al(OH)4] + СО2 = Al(OH)3 + NaНCO3

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:

AlCl3 + 3KOH(недост) = Al(OH)3↓+ 3KCl

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:

2AlBr3  +  3Na2CO3  + 3H2O  =  2Al(OH)3↓  +  CO2↑ +  6NaBr

Хлорид алюминия реагирует с сульфидом натрия с образованием гидроксида алюминия, сероводорода и хлорида натрия:

2AlCl3  +  3Na2S  +  6H2O  =  2Al(OH)3  +  3H2S↑  +  6NaCl

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание Какая масса оксида алюминия образуется в ходе реакции термического разложения гидроксида алюминия массой 150 г?
Решение При нагревании гидроксида алюминия до температуры выше 575oС он разлагается согласно уравнению:

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O.

Рассчитаем количество вещества гидроксида алюминия (молярная масса – 78  г/моль):

n = m / M;

n(Al(OH)3) = m (Al(OH)3) / M (Al(OH)3);

n (Al(OH)3) = 150 / 78 = 2моль.

Согласно уравнению реакции n(Al(OH)3) :n(Al2O3) = 2:1 . Тогда количество моль оксида алюминия будет равно:

n(Al2O3) = ½ × n (Al(OH)3) = ½ × 2 = 1моль.

Найдем массу образовавшегося оксида алюминия (молярная масса – 102 г/моль):

m= n× M;

m(Al2O3)= n(Al2O3)× M(Al2O3) = 1 × 102 = 102г.

Ответ Масса образовавшегося оксида алюминия равна 102 г.

ПРИМЕР 2

Задание Вычислите массу гидроксида алюминия, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 50 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168 кг/л).
Решение Запишем уравнение реакции:

Al(OH)3 + 3HCldilute = AlCl3 + 3H2O.

Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем:

msolution =Vsolution × ρ;

msolution =0,05 × 1,168 = 0,0584 кг = 58,4г.

ω = msolute / msolution × 100%;

msolute = ω / 100% ×msolution;

msolute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×msolution;

msolute (HCl) = 34 / 100% × 58,4= 19,856 г.

Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль):

n = m / M;

n(HCl) = m (HCl) / M (HCl);

n (HCl) = 19,856 / 36,5 = 0,544 моль.

Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (Al(OH)3) =3: 1. Значит,

n(Al(OH)3) = 1/3 ×n(HCl) = 1/3 × 0,544 = 0,181моль.

Тогда масса гидроксида алюминия, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса – 78 г/моль):

m = n × M;

m (Al(OH)3) = n (Al(OH)3)× M (Al(OH)3);

m (Al(OH)3) = 0,181× 78 = 14,118г.

Ответ Масса гидроксида алюминия равна 14,118 г.

Применение гидроксида алюминия

За счет развитой поверхности, гидроксид алюминия выступает в качестве хорошего сорбента, поэтому его используют в фильтрах для очистки воды. Кроме этого он нашел применение в фармации, медицине и при производстве пластмасс.

Меры предосторожности

Гидроксид алюминия
Реактив относится к четвертому классу опасности, считается пожаробезопасным и практически безопасным для человека и окружающей среды. Осторожность нужно проявлять только с аэрозольными частицами в воздухе: пыль оказывает раздражающее воздействие на органы дыхания, кожу, слизистые оболочки.

Поэтому на рабочих местах, где возможно образование большого количества пыли гидроксида алюминия, сотрудники должны использовать средства защиты для органов дыхания, глаз и кожи. Следует наладить контроль содержания в воздухе рабочей зоны вредных веществ по методике, утвержденной ГОСТом.

Помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией, а при необходимости — местными аспирационными отсосами.

Хранят твердую гидроокись алюминия в многослойных бумажных мешках или другой таре для сыпучих продуктов.

Лекарственные препараты, содержащие гидроксид алюминия


В странах СНГ имеется только два лекарственных препарата, содержащих гидроксид алюминия в качестве активного вещества – это Рокжель (Рокгель) и Алюминия гидроксид-Ривофарм. В странах Европы и США имеется гораздо более широкий спектр лекарственных препаратов с гидроксидом алюминия в качестве единственного активного вещества, таких, как например Alternagel, Amphojel, Aloh-Gel и т. д.
Препаратов, которые содержат в качестве одного из активных компонентов алгелдрат, на рынке стран СНГ существенно больше, поскольку они являются более эффективными, безопасными и современными. Для облегчения ориентирования приведем перечень антацидных препаратов, присутствующих на фармацевтическом рынке стран СНГ, содержащих алгелдрат в качестве активного вещества:

  • Аджифлюкс (алгелдрат + гидроксид магния) таблетки;
  • Алмагель, Алмагель А и Алмагель Нео (алгелдрат + гидроксид магния) – суспензия;
  • Алтацид (алгелдрат + гидроксид магния) – суспензия и таблетки жевательные;
  • Алюмаг (алгелдрат + гидроксид магния) таблетки;
  • Гастрацид (алгелдрат + гидроксид магния) таблетки;
  • Маалокс и Маалокс мини (алгелдрат + гидроксид магния) таблетки и суспензия;
  • Палмагель (алгелдрат + гидроксид магния) гель для приема внутрь;
  • Сималгел ВМ (алгелдрат + гидроксид магния + симетикон) суспензия для приема внутрь.

Фармакологическое действие

Антацидное, адсорбирующее, обволакивающее.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Гидроксид Алюминия нейтрализует соляную кислоту, разлагая ее на хлорид алюминия и воду. Вещество постепенно повышает рН желудочного сока до 3-4,5 и удерживает на этом уровне в течение нескольких часов. Кислотность желудочного сока значительно снижается, угнетается его протеолитическая активность. При проникновении в щелочную среду кишечника средство образует ионы хлора и фосфаты, которые не всасываются, ионы Cl подвергаются реабсорбции.

Побочные действия вещества Алюминия гидроксид

Запор (при длительном применении).

Источники
  • https://chem.ru/gidroksid-aljuminija.html
  • http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-ximii/formula-gidroksida-alyuminiya/
  • https://promplace.ru/himiya-i-proizvodstvo-plastmass-staty/gidroksid-aluminiya-1485.htm
  • https://wiki2.org/ru/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4_%D0%B0%D0%BB%D1%8E%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%8F
  • https://reaktivtorg.ru/alyuminiy-gidrookis/
  • https://chemege.ru/gidroksid-alyuminiya/
  • http://ru.solverbook.com/spravochnik/ximiya/soedineniya/gidroksid-alyuminiya/
  • https://pcgroup.ru/blog/gidroksid-alyuminiya-veschestvo-s-interesnymi-svojstvami/
  • https://www.tiensmed.ru/news/aluminium-hydroxide-ab1.html
  • https://medside.ru/alyuminiya-gidroksid
  • https://www.rlsnet.ru/mnn_index_id_1825.htm

Ваша оценка?

Петр Иваныч
Петр Иваныч
Возможно этот человек ответит на ваши вопросы
Задать вопрос
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Всё о химии
Adblock
detector