Получение гидроксида алюминия

Ам­фо­тер­ные гид­рок­си­ды об­ра­зо­ва­ны пе­ре­ход­ны­ми хи­ми­че­ски­ми эле­мен­та­ми и про­яв­ля­ют двой­ствен­ные свой­ства, т. е. яв­ля­ют­ся од­но­вре­мен­но и кис­ло­той, и ос­но­ва­ни­ем. По­лу­чим и под­твер­дим ам­фо­тер­ный ха­рак­тер гид­рок­си­да алю­ми­ния.

По­лу­чим в про­бир­ке оса­док гид­рок­си­да алю­ми­ния. Для этого к рас­тво­ру суль­фа­та алю­ми­ния при­льем неболь­шое ко­ли­че­ство рас­тво­ра ще­ло­чи (гид­рок­си­да на­трия) до по­яв­ле­ния осад­ка (Рис. 1). Об­ра­ти­те вни­ма­ние: на дан­ном этапе ще­лочь не долж­на быть в из­быт­ке. По­лу­чен­ный оса­док бе­ло­го цвета – это гид­рок­сид алю­ми­ния:

Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Al(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄

Рис. 1. Оса­док Al(OH)₃

Доказательство амфотерного характера гидроксида алюминия

Для сле­ду­ю­ще­го опыта раз­де­лим по­лу­чен­ный оса­док на две части. Чтобы до­ка­зать, что гид­рок­сид алю­ми­ния про­яв­ля­ет свой­ства кис­ло­ты, надо про­ве­сти его ре­ак­цию со ще­ло­чью. И на­о­бо­рот, для до­ка­за­тель­ства ос­нов­ных свойств гид­рок­си­да алю­ми­ния сме­ша­ем его с кис­ло­той. В одну про­бир­ку с осад­ком гид­рок­си­да алю­ми­ния при­ли­ва­ем рас­твор ще­ло­чи – гид­рок­си­да на­трия (на этот раз бе­рет­ся из­бы­ток ще­ло­чи). Оса­док рас­тво­ря­ет­ся. В ре­зуль­та­те ре­ак­ции об­ра­зу­ет­ся ком­плекс­ная соль – гид­рок­со­алю­ми­нат на­трия:

Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]

Во вто­рую про­бир­ку с осад­ком при­льем рас­твор со­ля­ной кис­ло­ты. Оса­док тоже рас­тво­ря­ет­ся. Зна­чит, гид­рок­сид алю­ми­ния ре­а­ги­ру­ет не толь­ко со ще­ло­чью, но и с кис­ло­той, т. е. про­яв­ля­ет ам­фо­тер­ные свой­ства. В дан­ном слу­чае про­те­ка­ет ре­ак­ция об­ме­на, об­ра­зу­ют­ся хло­рид алю­ми­ния и вода:

Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O

Разрушение комплексной соли

Опыт № 3. Вза­и­мо­дей­ствие рас­тво­ра тет­ра­гид­рок­со­алю­ми­ни­на­та на­трия с со­ля­ной кис­ло­той и уг­ле­кис­лым газом

К рас­тво­ру гид­рок­со­алю­ми­на­та на­трия будем до­бав­лять по кап­лям раз­бав­лен­ный рас­твор со­ля­ной кис­ло­ты. На­блю­да­ем вы­па­де­ние осад­ка гид­рок­си­да алю­ми­ния и его по­сле­ду­ю­щее рас­тво­ре­ние:

Na[Al(OH)₄] + HCl = Al(OH)₃¯ + NaCl + H₂O

Al(OH)₃+ 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O

Тет­ра­гид­рок­со­алю­ми­нат на­трия неустой­чив и в кис­лой среде раз­ру­ша­ет­ся. По­смот­рим, раз­ру­ша­ет ли ком­плекс сла­бая уголь­ная кис­ло­та.

Через рас­твор тет­ра­гид­рок­со­алю­ми­на­та на­трия будем про­пус­кать уг­ле­кис­лый газ. Уг­ле­кис­лый газ, в свою оче­редь, по­лу­ча­ем по ре­ак­ции между мра­мо­ром и со­ля­ной кис­ло­той. Через неко­то­рое время об­ра­зу­ет­ся взвесь нерас­тво­ри­мо­го в воде гид­рок­си­да алю­ми­ния, ко­то­рая при даль­ней­шем про­пус­ка­нии уг­ле­кис­ло­го газа не ис­че­за­ет.

Na[Al(OH)₄] + CO₂= Al(OH)₃ + NaHCO₃

Т. е. из­бы­ток уг­ле­кис­ло­ты не рас­тво­ря­ет гид­рок­сид алю­ми­ния.

Под­ве­де­ние ито­гов

Чтобы по­лу­чить нерас­тво­ри­мый в воде гид­рок­сид алю­ми­ния, надо про­ве­сти ре­ак­цию между рас­тво­ром соли алю­ми­ния и неболь­шим ко­ли­че­ством рас­тво­ра ще­ло­чи (т. к. в из­быт­ке ще­ло­чи гид­рок­сид алю­ми­ния рас­тво­ря­ет­ся). По­лу­чен­ный гид­рок­сид алю­ми­ния про­ре­а­ги­ро­вал и со ще­ло­чью, и с кис­ло­той, а зна­чит, он про­явил ам­фо­тер­ные свой­ства. При вза­и­мо­дей­ствии с рас­тво­ром ще­ло­чи гид­рок­сид алю­ми­ния об­ра­зу­ет ком­плекс­ную соль, ко­то­рая раз­ру­ша­ет­ся в кис­лой среде.