ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЕЛЕМЕНТІВ ГОЛОВНОЇ ПІДГРУПИ III ГРУПИ

Для добування алюмінію високого ступеня чистоти (до 99,99999 % Аl) технічний алюміній нагрівають у парі AlF3:

Металічний алюміній, поверхня якого вкрита захисною плівкою Аl2О3, не реагує з водою. Якщо ж цю плівку зруйнувати, наприклад амальгамуванням, то відбуватиметься енергійна взаємодія алюмінію з водою з виділенням водню. Стандартний електродний потенціал алюмінію в кислому розчині дорівнює -1,66, а в лужному -2,36 В. Оскільки алюміній амфотерний, він розчиняється в розбавлених розчинах кислот і лугів з утворенням гексааква-катіонних [Аl(Н2О)6]3+ та гексагідроксоалюмінат-аніонних [Аl(ОН)6]3- комп¬лексів:

2Аl + 6НСl + 12Н2О = 2[Аl(Н2О)6]С13 + 3H2 ;

2Аl + 6NaOH + 6Н2О = 2Na3[Al(OH)6] + 3H2 .

За властивостями Алюміній подібний до Силіцію, цим і пояснюється їх сумісне перебування у різних мінералах. Як активний метал алюміній важче, ніж силіцій, утворює сполуки з іншими металами та з Гідрогеном. Відомі алюмініди: Ni3Al, NiAl, CoAl, LaAl3, деякі з них характеризуються високою термостійкістю. Алюміній безпосередньо не взаємодіє з воднем. Гідрид алюмінію добувають, діючи LiH на А1С13 в етерному розчині:

АlСl3 + 3LiH = АlН3 + 3LiCl.

АlН3 — це білий порошок, (АlН3)n — полімерна сполука, в якій атоми Алюмінію сполучені містковими водневими зв'язками (аналогічно боранам).

Як і Силіцій, Алюміній має велику спорідненість до Оксигену (поверхня алюмінію завжди вкрита тонкою захисною оксидною плівкою).

Під час нагрівання алюмінію оксидна плівка тріскається, тому в атмосфері кисню алюміній займається, енергійно взаємодіючи з ним:

4Аl + 3О2 = 2Аl2О3, H = -3164 кДж.Al2O3 — амфотерний оксид. Це біла тугоплавка сполука з температурою плавлення 2072 і температурою кипіння 3500 °С. Вивчення структури Аl2О3 показало, що він може мати близько десяти модифікацій. Найбільш вивче¬ними і стійкими є -, - і -модифікації. -Модифікація Аl2О3 (корунд) трап¬ляється найчастіше і є найстійкішою.

Міцністю зв'язків Аl-О пояснюється хімічна стійкість Аl2О3, його твердість, висока температура плавлення, наявність великої кількості природних сполук, що містять зв'язки Аl-О-Аl. Корунд за кімнатної температури не взаємодіє з водою, лугами, кислотами.

Солі Алюмінію, утворені слабкими кислотами (сульфід, карбонат тощо), повністю гідролізують, тому під дією (NH4)2S на водні розчини солей Алюмінію виділяється не сульфід алюмінію Аl2S3, а гідроксид алюмінію Аl(ОН)3:

2АlСl3 + 3(NH4)2S + 6Н2О = 2Аl(ОН)3 + 6NH4Cl + 3H2S .

Досить поширеними солями Алюмінію та оксигеновмісних кислот є нітрати, перхлорати, сульфати, які добре розчиняються у воді, під час кристалізації утво¬рюють кристалогідрати: Al(NO3)3 • 4Н2О, Аl(СlO4)3 • 9Н2О, Al2(SO4)3 • 18Н2О. Остання сіль широко використовується у промисловості при виробництві паперу і в лабораторіях.

Сульфат алюмінію утворює з сульфатами одновалентних металів подвійні солі — галуни.

Часто в лабораторній практиці використовують калійний KAl(SO4)2 х 12Н2О або амонійний NH4Al(SO4)2 • 12Н2О галуни. Галуни застосовують у медицині як кровоспинний засіб, для «білого» дублення шкіри, як протраву під час фарбування тканин.

Сульфат алюмінію застосовують для очищення води. Внаслідок перебігу реакції

Al2(SO4)3 + ЗСа(НСО3)2 = 3CaSO4 + 2Аl(ОН)3 + 6CO2

утворюються пластівці гідроксиду алюмінію, які, осідаючи, захоплюють різні домішки.