Медико-биологическое значение

В организме человека на 70 кг приходится 61 мг А1. Больше всего алюминия в печени, легких, костях и в головном мозге. В растительных организмах алюминия больше, чем в животных. А1 принимает участие в построении эпителиальной и соединительной тканях, участвует в генерации костной ткани, оказывает ингибирующее действие на реакционную способность пищеварительных ферментов, участвует в обмене фосфора. Повышенное содержание алюминия в крови вызывает возбуждение ЦНС, а пониженное содержание – торможение ЦНС.

Оксид алюминия А1₂O₃

Оксид алюминия А1₂О₃ - амфотерный оксид, кислотные и основные свойства равно вы­ражены. Белый, имеет ионное строение (А1³⁺)₂(О^2-)₃. Тугоплав­кий, термически устойчивый. Аморфный порошок гигроскопи­чен и химически активен, кристаллический — очень тверд и химически пассивен.

Не реагирует с водой, разбавленными кис­лотами и щелочами.

Переводится в раствор концентрированными кислотами и щелочами

А1₂O₃ + 6 НС1(конц.) = 2 А1С1₃ + 3Н₂O (80 °С)

реагирует со щелочами и карбонатом на­трия при сплавлении.

А1₂O₃ + 2NaOH_(T) = 2NaA1O₂ + Н₂O (900—1100 °С)

А1₂O₃ + 2NaOH(конц.) + ЗН₂О = 2Na[Al(OH)₄] (80 °С)

(эта реакция используется для «вскрытия» бокситов)

Амфотерность А1₂O₃ проявляется также в том, что он реагирует и с кислотными, и с основными оксидами с образованием соответствующих солей:

А1₂O₃ + 3 N₂O₅ = 2 A1(NО₃)₃

А1₂O₃ + K₂O = 2 KА1O₂

А1₂O₃ + Na₂CO₃ = 2NaA1O₂ + СO₂ (1000—1200 °С)

Применяется как сырье в производстве алюминия, для изготовления огнеупорных, химически стойких и абразивных материалов, особо чистый А1₂О₃ — для изготовле­ния рубиновых лазеров и синтетических драгоценных камней (рубины, сапфиры и др.), окрашенных примесями оксидов других металлов — Сг₂О₃ (красный цвет), Ti₂О₃ и Fe₂0₃ (голубой цвет).

А1₂О₃ + СоО = (СоА1₂)О₄(син.) (1100 С, в расплаве КС1)

А1₂О₃ + MgO = (MgAl₂)О₄ (1600 °С)

2А1₂О₃ + 9С(кокс) = А1₄С₃ + 6СО (1800 С)

электролиз

2А1₂0₃ 4А1 + 30₂ (900 °С)

в расплаве Na₃[AlF₆]

В природе входит в состав глины и бокситов, образует мине­рал корунд.

Гидроксид алюминия А1(ОН)₃

Гидроксид алюминия А1(ОН)₃- амфотерный гидроксид, кислотные и основные свойства равно выражены. Белый, аморфный (гелеобразный) или кристалли­ческий. Связи А1—ОН преимущественно ковалентные.

Разлагает­ся при нагревании без плавления.

А1(ОН)_{3 =} А1₂О₃ + Н₂О

Практически не растворяется в воде.

Реагирует с кислотами, щелочами в растворе и при сплавле­нии.

Не реагирует с NH₃ • Н₂0, NH₄C1, С0₂, S0₂ и H₂S.

Метагидроксид АlO(ОН) химически менее активен, чем А1(ОН)₃.

Проме­жуточный продукт в производстве алюминия. Применяется для синтеза других соединений алюминия (в том числе криолита), ор­ганических красителей, как лекарственный препарат при повы­шенной кислотности желудочного сока.

• термическое разложение

170-200°С 360–575°С 360-575°С
А1(ОН)₃ АlO(ОН) -н₂о А1₂O₃

• основная и -н₂о кислотная диссоциация в растворе

А1(ОН)_3(т) ↔ А1³⁺ + ЗОН" ([ОН] = 2 • 10 ⁸ моль/л)

А1(ОН)_3(т) + Н₂O ↔ [А1(ОН)₄]^- + Н+ ([Н+] = 6 • 10 ⁸ моль/л)

(реакции характеризуют очень малую растворимость в воде и амфотерность гидроксида, поставляющего в раствор одновре­менно ионы ОН^- и Н⁺ примерно в равной концентрации; гидро­ксид диссоциирует слабее, чем сама вода)

• амфотерные свойства

А1(ОН)₃ + ЗНС1(разб.) = А1С1₃ + ЗН₂O

А1(ОН)₃ + NaOH_(T) = NaA1O₂ + 2Н₂0 (1000 °С)

А1(ОН)₃ + NaOH(конц.) = Na[Al(OH)₄]_(p)

• синтез криолита

А1(ОН)₃ + 3HF(конц.) + 3NaF = Na[AlF₆] + 3H₂О

Для получения осадка А1(ОН)₃ щелочь обычно не используют из-за легкости перехода осадка в раствор, а действуют на соли алюминия гидратом аммиака. При комнатной температу­ре образуется А1(ОН)₃, а при кипячении — менее активный АlO(ОН):

Al(OH)₃ + 3NH₄C1

AlCl₃ + 3(NH₃ •H₂0)

АlO(ОН) + 3NH₄C1 + H₂O

Удобный способ получения А1(ОН)₃ — пропускание CO₂ через раствор гидроксокомплекса:

[А1(ОН)₄]^- + С0₂ = А1(ОН)₃ + HCO₃^-

Тетрагидроксоалюминат(Ш) натрия Na[Al(0H)₄]

Комплексная соль. С таким составом существует при комнатной температуре в концентрированном растворе NaOH. Для твердого со­стояния состав условный, так как при кристаллизации из раствора он усложняется (выделены Na₄[Al(OH)₇], Na₄[Al₄O₃(OH)₁₀] и др.). При прокаливании твердые соли разлагаются до диоксоалюмината(Ш) натрия NaA1О₂, при разбавлении их растворов — до А1(ОН)₃.

По-разному реагируют с сильными и слабыми кислотами, с хло­ридом алюминия и карбонатом аммония.

Na[Al(OH)₄] = NaAIО₂ + 2Н₂О (800 °С)

Na[Al(OH)₄] — > Al(OH)₃ + NaOH (разбавление водой)

Na[Al(OH)₄] + 4НС1 = А1С1₃ + NaCl + 4Н₂О

Na[Al(OH)₄] + СО₂ = А1(ОН)₃4 + NaHСO₃ (Е = С, S)

3Na[Al(OH)₄] + А1С1₃(конц.) = 4Al(OH)₃ + 3NaCl

2Na[Al(OH)₄] + (NH₄)₂CО₃ = 2A1О(OH) + Na₂CО₃ + 2NH₃ + 4H₂О (кипячение)

Получение: взаимодействие А1(ОН)₃ и солей алюминия с NaOH в концентрированном растворе:

А1(ОН)₃ + NaOH(конц.) = Na[Al(OH)₄]

AlCl₃ + 4NaOH(конц.) = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl

Образуется из оксида алюминия как промежуточный продукт при промышленном «вскрытии» бокситов.

Дата добавления: 2015-07-24