Алюминий в воде растворяется: Химические свойства алюминия — урок. Химия, 9 класс.

Содержание

Растворимость гидроксида алюминия и формы нахождения растворенного алюминия в морской воде — статья

Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science

Информация о цитировании статьи получена из Scopus, Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 12 января 2015 г.

Авторы: Савенко А.В., Савенко В.С.
Журнал: Океанология

Том: 51
Номер: 2
Год издания: 2011
Первая страница: 242
Последняя страница: 245
Аннотация: Экспериментально определена растворимость синтезированных различными способами трех образцов гидроксида алюминия в морской воде с соленостью 35‰ и рН = 7. 4–8.2 при 25ºС. Растворимость двух фаз, прошедших стадию старения, осажденных: а) из кипящего раствора сульфата алюминия и б) непосредственно из морской воды при комнатной температуре, различалась незначительно и имела минимум в интервале рН = 8.05–8.10. Растворимость гидроксида алюминия, осажденного из раствора сульфата алюминия при комнатной температуре (не прошедшего стадию старения), была примерно в два раза выше и достигала минимальных значений при рН = 7.9. Анализ зависимости концентрации растворенного алюминия от величины рН позволяет считать, что при рН < 8.05 основной формой нахождения алюминия в морской воде является гидроксокомплекс Al(OH)2, тогда как при pH > 8.10 преобладает анион Al(OH)4. Электронейтральные гидроксокомплексы Al(OH)3 могут доминировать лишь в узком диапазоне рН = 8.05–8.10 и в целом имеют, по-видимому, второстепенное значение.

Добавил в систему: Савенко Виталий Савельевич

Прикрепленные файлы

№	Имя	Описание	Имя файла	Размер	Добавлен
1.	Полный текст	Русская версия	Okeanologiya-2011-2.pdf	162,6 КБ	8 января 2015 [SavenkoA]

ПРИМЕНЕНИЕ СУЛЬФАТА АЛЮМИНИЯ — СМОЛЫ

Производство

Поставка

Представляет собой сложное химическое неорганическое соединение — соль белого цвета с розовым, голубым или серым оттенком.

В нейтральных условиях — кристаллогидрат Al2(SO4)3·18h3O — прозрачные бесцветные кристаллы. При термическом нагревании испаряет воду не расплавясь, при высокотемпературном прокаливании распадается на Al2O3 и SO3.

Отлично растворяется в воде. Сульфат алюминия технический получают путем обработки боксита или глины раствором серной кислотой , а особо чистое соединение, — погружая Al(OH)3 в нагретую концентрированную h3SO4.

Сульфат алюминия используется для водоподготовки при очистки воды технического, хозяйственно-питьевого и технологического назначения.

Используется в кожевенной, бумажной, текстильной и других промышленных отраслях. Не химикам он известен как пищевая добавка E-520.

В процессе коагуляции в промышленные обрабатываемые сточные воды вводятся сульфат алюминия, при взаимодействии сернокислого алюминия с водными растворами образуется новое химическое соединение — практически нерастворимая высокопористая субстанция — гидроксид алюминия.

Паралелльно проходит осаждение солей тяжелых металлов, по химическим свойствам близких к вводимому сульфату алюминия. Этот самый распространненый метод в водоочистке и в таком процессе, как водоподготовка.

Осажденные хлопья размером от 0,5 до 3,0 мм и плотностью 1001–1100 г/л большую поверхность с высокой сорбционной способностью. При образовании и формировании хлопьев в структуру их включаются взвешенные химические и оргпнические вещества (микроорганизмы, ил, планктон, остатки водорослей), коллоидные частицы и небольшая масса ионов загрязнений, в свою очередь ассоциированые на внешней части этих веществ.

Сернокислый алюминий — соль слабого основания алюминия – и сильных кислот: Fe2(SO4)3, FeSO4, Al2(SO4)3. При растворении в процессе водоподготовки они гидролизуются, вступая в реакцию с ионами гидроксильных групп, которые содержатся в обрабатываемом водном растворе.

Результатом электролитической диссоциации, является то, что соли образуют мало растворимые фазы. В водном растворе накапливаются ионы водорода, при этом раствор становится кислотным.

При водоподготовке сульфатом алюминия в водном растворе образуется избыточное количество ионов водорода. Это легко измерить через отбор проб воды.Из-за наличия в обрабатываемой воде буферной зоны HCO3– – h3CO3 со значением рН равным 7, рН водного раствора при гидролизе сернокислого алюминия практически не изменяется.

При щелочности воды более 1,0–1,5 мг-экв/л нет проблем с устранением данного избытка. Щелочность водного раствора уменьшается эквивалентно введенному количеству сернокислого алюминия: H+ + HCO3– ® h3O + CO2. При недостатке щелочности (в паводковый период), необходимо в водоподготовительных мероприятиях включить этап подщелачивания воды для эффективного гидролиза всего количества вводимого коагулянта.

Степень эффективности полноты гидролиза имеет важное значение не только для самого процесса коагуляции, но и для химического качества очищенных сточных вод, поскольку наличие положительных ионов железа и алюминия в воде строго регламентировано.

С сульфатом алюминия дополнительно заказывают:

КАТИОНИТ КУ-2-8 | КАТИОНИТ КУ-2-8чС | АНИОНИТ АВ-17-8 | АНИОНИТ АВ-17-8чС | СУЛЬФОУГОЛЬ

тел: (495) 799-91-33, 799-91-34

e-mail: [email protected]

сервис: [email protected]

ионообменная смола | сульфоуголь | катионит | анионит | карта сайта

Алюминий и его реакция с водой

[Депозитные фотографии] Алюминий

был впервые получен в начале 19 века физиком Гансом Христианом Эрстедом. Он провел свой опыт с амальгамой калия, хлоридом алюминия и с последующей перегонкой ртути.

Кстати, название этого серебристого материала произошло от латинского слова квасцы (квасцы), потому что из них производят этот элемент.

Объемные квасцы [Викимедиа]

Квасцы — это природные минералы на основе металлов, которые сочетают в своем составе гидратированную двойную сульфатную соль.

Раньше алюминий считался драгоценным металлом и стоил значительно дороже золота. Это было связано с тем, что металл было довольно трудно отделить от примесей. Так что украшения из алюминия могли позволить себе только богатые и влиятельные люди.

Алюминиевые японские украшения [Викимедиа]

Но вскоре, в 1886 году, Шарлем Мартином Холлом и Полем Эру был разработан метод производства алюминия в промышленных масштабах, который резко снизил стоимость этого металла и позволил использовать его в металлургической промышленности. Промышленный способ заключался в электролизе сплава криолита, в котором растворялась окись алюминия. Трудно оценить ценность этого металла в его нынешнем виде, так как многие изделия из алюминия используются людьми в быту.

Применение алюминия

Благодаря своей ковкости и легкости, а также коррозионной стойкости алюминий является ценным металлом, имеющим большое значение в современной промышленности, из которого изготавливаются такие предметы быта, как посуда, и в промышленности: например, широко используется в авиастроении и автомобилестроении.

Алюминий также является одним из самых недорогих и экономичных материалов, поскольку его можно использовать бесконечно, переплавляя использованные алюминиевые банки и другие предметы.

Алюминиевые банки [Депозитные фотографии]

Металлический алюминий безопасен, но его соединения могут оказывать токсическое воздействие на людей и животных, особенно хлорид, ацетат и сульфат алюминия.

Физические свойства алюминия

Алюминий — легкий металл серебристо-белого цвета, который может образовывать сплавы с большинством металлов, особенно с медью и магнием, а также с кремнием. Он также очень пластичен и может быть легко превращен в тонкий лист или фольгу. Температура плавления алюминия 660°С, температура кипения 2470°С.

Химические свойства алюминия

Если алюминий оставить при комнатной температуре, на металле образуется прочный защитный слой из оксида алюминия Al₂O₃, предохраняющий его от коррозии.

Алюминий практически не реагирует с окислителями из-за оксидной пленки, которая его защищает. Но эта пленка легко разрушается, так что металл проявляет активные восстановительные свойства. Оксидную пленку алюминия можно разрушить раствором или сплавом щелочей, кислот, а также хлоридом или оксидом ртути. Благодаря своим восстановительным свойствам алюминий нашел применение в промышленности для получения других металлов или неметаллов, и этот процесс получил название алюминотермии. Эта особенность алюминия связана с взаимодействием с оксидами других металлов.

Алюминотермическая реакция с использованием оксида железа (III) [Викимедиа]

Например, рассмотрим реакцию с оксидом хрома:

2Al + Cr₂O₃ = Al₂O₃ + 2Cr

Алюминий легко реагирует с простыми веществами. Например, для галогенов исключением является фтор, алюминий может образовывать йодид, хлорид или бромид алюминия:

2Al+3Cl₂ = 2AlCl₃

С другими неметаллами, такими как фтор, сера, азот, углерод и т. д., алюминий может реагировать только при нагреве.

Серебристый металл также вступает в реакцию со сложными химическими веществами. Например, со щелочами образует алюминаты. комплексные соединения, которые активно используются в бумажной и текстильной промышленности. Вступает в реакцию в виде гидроксида алюминия

Al(ОН)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄],

и в виде металлического алюминия или оксида алюминия:

2Al + 2NaOH + 6Н₂О = 2Na[Al(OH)₄] + ЗН₂↑

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]

С сильными кислотами, например серной и соляной, алюминий реагирует совершенно спокойно, без возгорания.

Если кусок металла поместить в соляную кислоту, то реакция идет медленная, так как сначала с его поверхности будет растворяться оксидная пленка, но затем реакция ускоряется. Алюминий реагирует с соляной кислотой с выделением водорода, в результате реакции образуется хлорид алюминия:

Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl3 + 3H₂O

2Al+6HCl→2AlCl₃+3H₂↑

[Хлорид алюминия]

Реакция алюминия с водой

Если взять алюминиевую опилку и опустить ее в воду, ничего не произойдет, так как алюминий защищен оксидной пленкой, которая не дает металлу вступить в реакцию.

Только после удаления защитной пленки хлоридом ртути может быть результат. Металл необходимо замочить на две минуты в растворе хлорида ртути, а затем хорошо промыть. В результате образуется амальгама, сплав ртути и алюминия:

3HgCl₂ + 2Al = 2AlCl₃ + 3Hg

Амальгама не остается на поверхности металла. Теперь после помещения очищенного металла в воду можно наблюдать медленную реакцию, которая сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида алюминия:

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂↑

Алюминий + реакция воды — Труды Фарадеевского общества (издательство RSC)

У вас не включен JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript чтобы получить доступ ко всем функциям сайта или получить доступ к нашему страница без JavaScript.

Том 65, 1969 г.

Из журнала:

Труды Фарадеевского общества

Реакция алюминия + воды

В. Веддер а также Д. А. Вермилья

Аннотация

Во время реакции алюминий + вода ионы алюминия и электроны удаляются отдельными стадиями в разных местах на поверхности. Ионы удаляются почти равномерно по всей поверхности, которая все время покрыта тонкой пленкой аморфного оксида. Внешняя поверхность этого оксида сначала гидролизуется, а затем растворяется с образованием растворимых частиц, которые либо остаются в растворе, либо при промежуточных значениях pH выпадают в осадок в виде пористого гидроксида с чрезвычайно мелкими частицами. Гидроксид, по-видимому, идентичен псевдобемиту. Общая скорость реакции коррозии регулируется этим растворением пленки и расположением растворимых продуктов. Скорость коррозии почти не зависит от потенциала образца, pH раствора ниже 10 и присутствия в растворе многих солей в концентрациях до 1 моль/л.

Скорость сильно зависит от температуры, наличия специфических ингибирующих солей и быстро возрастает при высоких значениях рН. В средах, которые препятствуют растворению оксидов, например, смеси вода + диоксан или водяной пар, скорость коррозии резко снижается. Скорость коррозии постоянна, когда твердый гидроксид не образуется, и в противном случае сильно зависит от количества реакции. При высоких температурах скорость уменьшается со временем, так как осажденный гидроксид препятствует транспорту. При более низких температурах скорость может сначала увеличиваться со временем, поскольку зародышеобразование гидроксида обеспечивает поглотители растворимых частиц вблизи границы раздела, а затем при больших временах скорость уменьшается по мере утолщения слоя гидроксида.

Электроны удаляются легче в особых местах, и в наших образцах эти места были в основном на границах зерен. Удаление электронов приводит к увеличению концентрации гидроксильных ионов, что, в свою очередь, приводит к более быстрой атаке защитного оксида. На таких катодах оксидная пленка поддерживается небольшой постоянной толщины, при которой существует баланс между скоростями ее растворения основным раствором и роста из-за большого сродства алюминия к кислороду. Таким образом, на катодных участках также присутствует анодная активность, но преобладает удаление электронов. Металл быстрее корродирует на катодах, что приводит к выраженному разрушению границ зерен в наших образцах. Применение анодных потенциалов устраняет атаку по границам зерен.

Варианты загрузки Пожалуйста, подождите…

Информация о товаре

ДОИ: https://doi.org/10.1039/TF9696500561
Тип изделия: Бумага

Скачать цитату

Транс.