3. Соединения алюминия

Алюминий образует оксид состава ${\mathit{Al}}_2{O}_3$.

 

Оксид алюминия обладает амфотерными свойствами, то есть реагирует с растворами и кислот, и щелочей:

 

${\mathit{Al}}_2{O}_3+6\mathit{NaOH}+{3H}_{2}O={2\mathit{Na}}_3[\mathit{Al}{(\mathit{OH})}_6]$.

 

В реакции с избытком щелочи образуется гексагидроксоалюминат, а при недостатке щелочи может образоваться тетрагидроксоалюминат $\mathit{Na}[\mathit{Al}{(\mathit{OH})}_4]$.

 

При сплавлении оксида алюминия с основаниями, основными оксидами и карбонатами образуются соответствующие соли метаалюминаты:

 

${\mathit{Al}}_2{O}_3+{\mathit{BaCO}}_3\stackrel{t}{=}\mathit{Ba}({\mathit{AlO}}_2{)}_2+{\mathit{CO}}_2\uparrow$;

 

${\mathit{Al}}_2{O}_3+\mathit{CaO}\stackrel{t}{=}\mathit{Ca}({\mathit{AlO}}_2{)}_2$;

 

${\mathit{Al}}_2{O}_3+2\mathit{LiOH}\stackrel{t}{=}{2\mathit{LiAlO}}_2+H_{2}O\uparrow$.

Если к раствору соли алюминия добавлять по каплям раствор щёлочи, то выпадет белый студенистый осадок. Состав образующегося осадка зависит от условий его получения и может быть выражен формулой ${\mathit{Al}}_2{O}_3\cdot {\mathit{xH}}_{2}O$, но для простоты в уравнениях реакций формулу записывают как ${\mathit{Al}(\mathit{OH})}_3$:

 

${\mathit{Al}}^{3+}+{3\mathit{OH}}^{-}={\mathit{Al}(\mathit{OH})}_3\downarrow$.

 

Если при проведении этой реакции к раствору щёлочи по каплям приливать раствор соли алюминия, то осадка можно не наблюдать, так как образующийся вначале гидроксид алюминия${\mathit{Al}(\mathit{OH})}_3$ легко растворяется в избытке щёлочи с образованием хорошо растворимой комплексной соли:

 

${\mathit{AlCl}}_3+3\mathit{NaOH}=\mathit{Al}{(\mathit{OH})}_3\downarrow +3\mathit{NaCl}$;

 

${\mathit{Al}(\mathit{OH})}_3+3\mathit{NaOH}={\mathit{Na}}_3[\mathit{Al}{(\mathit{OH})}_6]$.

 

При нагревании гидроксид алюминия превращается в оксид:

$2\mathit{Al}{(\mathit{OH})}_3\stackrel{t}{=}{\mathit{Al}}_2{O}_3+{3H}_{2}O\uparrow$.

 

Гидроксид алюминия является амфотерным соединением, т. е. проявляет как основные, так и кислотные свойства. Основные свойства проявляются в реакциях с кислотами:

 

$2\mathit{Al}{(\mathit{OH})}_3+{3H}_2{\mathit{SO}}_4={\mathit{Al}}_2{(\mathit{SO}}_4{)}_3+6H_{2}O$.

 

При высокой температуре (сплавлении) гидроксид алюминия реагирует с основаниями, основными оксидами и карбонатами с образованием метаалюминатов:

 

${\mathit{Al}(\mathit{OH})}_3+\mathit{KOH}\stackrel{t}{=}{\mathit{KAlO}}_2+{2H}_{2}O\uparrow$;

 

${2\mathit{Al}(\mathit{OH})}_3+\mathit{BaO}\stackrel{t}{=}{\mathit{Ba}(\mathit{AlO}}_2{)}_2+{3H}_{2}O\uparrow$;

 

${2\mathit{Al}(\mathit{OH})}_3+{\mathit{CaCO}}_3\stackrel{t}{=}{\mathit{Ca}(\mathit{AlO}}_2{)}_2+{\mathit{CO}}_2\uparrow +{3H}_{2}O\uparrow$.