Где используется гидроксид алюминия. Оксид и гидроксид алюминия. концентрированной серной кислотой
Этот легкий металл с серебристо-белым оттенком в современной жизни встречается почти повсеместно. Физические и химические свойства алюминия позволяют широко использовать его в промышленности. Самые известные месторождения - в Африке, Южной Америке, в Карибском регионе. В России места добычи бокситов имеются на Урале. Мировыми лидерами по производству алюминия являются Китай, РФ, Канада, США.
Добыча Al
В природе этот серебристый металл в силу своей высокой химической активности встречается лишь в виде соединений. Наиболее известные геологические породы, содержащие алюминий, - это бокситы, глиноземы, корунды, полевые шпаты. Промышленное значение имеют бокситы и глиноземы, именно месторождения этих руд позволяют добывать алюминий в чистом виде.
Свойства
Физические свойства алюминия позволяют легко вытягивать заготовки этого металла в проволоку и прокатывать в тонкие листы. Этот металл не является прочным, для повышения данного показателя при выплавке его легируют различными добавками: медью, кремнием, магнием, марганцем, цинком. Для промышленного назначения важно еще одно физическое свойство вещества алюминия - это его способность быстро окисляться на воздухе. Поверхность изделия из алюминия в естественных условиях обычно покрыта тонкой оксидной пленкой, которая эффективно защищает металл и препятствует его коррозии. При уничтожении этой пленки серебристый металл быстро окисляется, при этом его температура заметно повышается.
Внутреннее строение алюминия
Физические и химические свойства алюминия во многом зависят от его внутреннего строения. Кристаллическая решетка этого элемента является разновидностью гранецентрированного куба.
Данный тип решетки присущ многим металлам, таким, как медь, бром, серебро, золото, кобальт и другие. Высокая теплопроводность и способность проводить электричество сделали этот металл одним из самых востребованных в мире. Остальные физические свойства алюминия, таблица которых представлена ниже, раскрывают полностью его свойства и показывают сферы их применения.
Легирование алюминия
Физические свойства меди и алюминия таковы, что при добавлении к алюминиевому сплаву некоторого количества меди его кристаллическая решетка искривляется, и прочность самого сплава повышается. На этом свойстве Al основано легирование легких сплавов для повышения их прочности и стойкости к воздействию агрессивной среды.
Объяснение процесса упрочнения лежит в поведении атомов меди в кристаллической решетке алюминия. Частицы Cu стремятся выпасть из кристаллической решетки Al, группируются на ее особых участках.
Там, где атомы меди образуют скопления, образуется кристаллическая решетка смешанного типа CuAl 2 , в которой частицы серебристого металла одновременно входят в состав и общей кристаллической решетки алюминия, и в состав решетки смешанного типа CuAl 2. Силы внутренних связей в искаженной решетке гораздо больше, чем в обычной. А значит, и прочность новообразованного вещества гораздо выше.
Химические свойства
Известно взаимодействие алюминия с разбавленными серной и соляной кислотой. При нагревании этот металл в них легко растворяется. Холодная концентрированная или сильно разбавленная азотная кислота не растворяет этот элемент. Водные растворы щелочей активно воздействуют на вещество, в процессе реакции образуя алюминаты - соли, в составе которых имеются ионы алюминия. Например:
Al 2 O 3 +3H2O+2NaOH=2Na
Получившееся в результате реакции соединение носит название тетрагидроксоалюминат натрия.
Тонкая пленка на поверхности алюминиевых изделий защищает этот металл не только от воздуха, но и от воды. Если эту тонкую преграду убрать, элемент станет бурно взаимодействовать с водой, выделяя из нее водород.
2AL+6H 2 O= 2 AL (OH) 3 +3Н 2
Образовавшееся вещество называется гидроксидом алюминия.
AL (OH) 3 реагирует с щелочью, образуя кристаллы гидроксоалюмината:
Al(OH) 2 +NaOH=2Na
Если это химическое уравнение сложить с предыдущим, получим формулу растворения элемента в щелочном растворе.
Al(OH) 3 +2NaOH+6H 2 O=2Na +3H 2
Горение алюминия
Физические свойства алюминия позволяют ему вступать в реакцию с кислородом. Если порошок этого металла или алюминиевую фольгу нагреть, то она вспыхивает и горит белым ослепительным пламенем. В конце реакции образуется оксид алюминия Al 2 O 3.
Глинозем
Полученный оксид алюминия имеет геологическое название глинозем. В естественных условиях он встречается в виде корунда - твердых прозрачных кристаллов. Корунд отличается высокой твердостью, в шкале твердых веществ его показатель составляет 9. Сам корунд бесцветен, но различные примеси могут окрасить его в красный и синий цвет, так получаются драгоценные камни, которые в ювелирном деле называются рубинами и сапфирами.
Физические свойства оксида алюминия позволяют выращивать эти драгоценные камни в искусственных условиях. Технические драгоценные камни используются не только для ювелирных украшений, они применяются в точном приборостроении, для изготовления часов и прочего. Широко используются искусственные кристаллы рубина и в лазерных устройствах.
Мелкозернистая разновидность корунда с большим количеством примесей, нанесенная на специальную поверхность, известна всем как наждак. Физические свойства оксида алюминия объясняют высокие абразивные свойства корунда, а также его твердость и устойчивость к трению.
Гидроксид алюминия
Al 2 (OH) 3 является типичным амфотерным гидроксидом. В соединении с кислотой это вещество образует соль, содержащую положительно заряженные ионы алюминия, в щелочах образует алюминаты. Амфотерность вещества проявляется в том, что он может вести себя и как кислота, и как щелочь. Это соединение может существовать и в желеобразном, и в твердом виде.
В воде практически не растворяется, но вступает в реакцию с большинством активных кислот и щелочей. Физические свойства гидроксида алюминия используются в медицине, это популярное и безопасное средство снижения кислотности в организме, его применяют при гастритах, дуоденитах, язвах. В промышленности Al 2 (OH) 3 используется в качестве адсорбента, он прекрасно очищает воду и осаждает растворенные в ней вредные элементы.
Промышленное использование
Алюминий был открыт в 1825 году. Поначалу данный металл ценился выше золота и серебра. Это объяснялось сложностью его извлечения из руды. Физические свойства алюминия и его способность быстро образовывать защитную пленку на своей поверхности затрудняли исследование этого элемента. Лишь в конце 19 века был открыт удобный способ плавки чистого элемента, пригодный для использования в промышленных масштабах.
Легкость и способность сопротивляться коррозии - уникальные физические свойства алюминия. Сплавы этого серебристого металла применяются в ракетной технике, в авто-, судо-, авиа- и приборостроении, в производстве столовых приборов и посуды.
Как чистый металл Al используется при изготовлении деталей для химической аппаратуры, электропроводов и конденсаторов. Физические свойства алюминия таковы, что его электропроводность не так высока, как у меди, но этот недостаток компенсируется легкостью рассматриваемого металла, что позволяет делать провода из алюминия более толстыми. Так, при одинаковой электропроводности алюминиевый провод весит в два раза меньше медного.
Не менее важным является применение Al в процессе алитирования. Так называется реакция насыщения поверхности чугунного или стального изделия алюминием с целью защиты основного металла от коррозии при нагревании.
В настоящее время изведанные запасы алюминиевых руд вполне сопоставимы с потребностями людей в этом серебристом металле. Физические свойства алюминия могут преподнести еще немало сюрпризов его исследователям, а сферы применения этого металла гораздо шире, чем можно представить.
Электронная конфигурация внешнего уровня алюминия … 3s 2 3p 1 .
В возбужденном состоянии один из s-электронов переходит на свободную ячейку p-подуровня, такое состояние отвечает валентности III и степени окисления +3.
Во внешнем электронном слое атома алюминия существуют свободные d-подуровни. Благодаря этому его координационное число в соединениях может равняться не только 4 ([А1(ОН) 4 ] -), но и 6 – ([А1(ОН) 6 ] 3-).
Нахождение в природе
Самый распространенный в земной коре металл, общее содержание алюминия в земной коре составляет 8, 8%.
В свободном виде в природе не встречается.
Важнейшие природные соединения – алюмосиликаты:
белая глина Al 2 O 3 ∙ 2SiO 2 ∙ 2H 2 O, полевой шпат K 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 , слюда K 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 ∙ H 2 O
Из других природных форм нахождения алюминия наибольшее значение имеют бокситы А1 2 Оз ∙ nН 2 О, минералы корунд А1 2 Оз и криолит А1Fз ∙3NaF.
Получение
В настоящее время в промышленности алюминий получают электролизом оксида алюминия А1 2 О 3 в расплаве криолита.
Процесс электролиза сводится в конечном итоге к разложению А1 2 Оз электрическим током
2А1 2 Оз = 4А1 + 3О 2 (950 0 C, А1Fз ∙3NaF,эл.ток)
На катоде выделяется жидкий алюминий:
А1 3+ + 3е- = Al 0
На аноде выделяется кислород.
Физические свойства
Легкий, серебристо-белый, пластичный металл, хорошо проводит электрический ток и тепло.
На воздухе алюминий покрывается тончайшей (0,00001 мм), но очень плотной пленкой оксида, предохраняющей металл от дальнейшего окисления и придающей ему матовый вид.
Алюминий легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы. Алюминиевая фольга (толщиной 0,005 мм) применяется в пищевой и фармацевтической промышленности для упаковки продуктов и препаратов.
Химические свойства
Алюминий является весьма активным металлом, немного уступающим по активности элементам начала периода – натрию и магнию.
1. алюминий легко соединяется с кислородом при комнатной температуре, при этом на поверхности алюминия образуется оксидная пленка (слой А1 2 О 3). Эта пленка очень тонкая (≈ 10 -5 мм), но прочная. Она защищает алюминий от дальнейшего окисления и поэтому называется защитной пленкой
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
2. при взаимодействии с галогенами образуются галогениды:
с хлором и бромом взаимодействие происходит уже при обычной температуре, с йодом и серой - при нагревании.
2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3
2Al + 3S= Al 2 S 3
3. при очень высоких температурах алюминий непосредственно соединяется также с азотом и углеродом.
2Al + N 2 = 2AlN нитрид алюминия
4Al + 3С = Al 4 С 3 карбид алюминия
C водородом алюминий не взаимодействует.
4. по отношению к воде алюминий вполне устойчив. Но если механическим путем или амальгамированием снять предохраняющее действие оксидной пленки, то происходит энергичная реакция:
2Al + 6Н 2 О = 2Al(ОН) 3 + 3H 2
5. взаимодействие алюминия с кислотами
С разб. кислотами (HCl, H 2 SO 4) алюминий взаимодействует с образованием водорода.
2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2
На холоду алюминий не взаимодействует с концентрированными серной и азотной кислотой.
Взаимодействует с конц. серной кислотой при нагревании
8Al + 15H 2 SO 4 = 4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O
С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием NO
Al + 4HNO 3 = Al(NO 3) 3 + NO +2H 2 O
6. взаимодействие алюминия со щелочами
Алюминий, как и другие металлы, образующие амфотерные оксиды и гидроксиды, взаимодействуют с растворами щелочей.
Алюминий при обычных условиях, как уже было отмечено, покрыт защитной пленкой А1 2 О 3 . При действии на алюминий водных растворов щелочей слой оксида алюминия А1 2 О 3 растворяется, причем образуются алюминаты - соли, содержащие алюминий в составе аниона:
А1 2 О 3 + 2NaOH + 3Н 2 О = 2Na
Алюминий, лишенный защитной пленки, взаимодействует с водой, вытесняя из нее водород
2Al + 6Н 2 О = 2Al (ОН) 3 + 3H 2
Образующийся гидроксид алюминия, реагирует с избытком щелочи, образуя тетрагидроксоалюминат
Аl(ОН) 3 + NaOH = Na
Суммарное уравнение растворения алюминия в водном растворе щелочи:
2Al + 2NaOH + 6Н 2 О = 2Na+ 3H 2
Оксид алюминия А1 2 О 3
Белое твердое вещество, нерастворимое в воде, температура плавления 2050 0 С.
Природный А1 2 О 3 - минерал корунд. Прозрачные окрашенные кристаллы корунда - красный рубин – содержит примесь хрома - и синий сапфир - примесь титана и железа - драгоценные камни. Их получают так же искусственно и используют для технических целей, например, для изготовления деталей точных приборов, камней в часах и т.п.
Химические свойства
Оксид алюминия проявляет амфотерные свойства
1. взаимодействие с кислотами
А1 2 О 3 +6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O
2. взаимодействие со щелочами
А1 2 О 3 + 2NaOH – 2NaAlO 2 + H 2 O
Al 2 O 3 + 2NaOH + 5H 2 O = 2Na
3. при накаливании смеси оксида соответствующего металла с порошком алюминия происходит бурная реакция, ведущая к выделению из взятого оксида свободного металла. Метод восстановления при помощи Al (алюмотермия) часто применяют для получения ряда элементов (Cr, Мп, V, W и др.) в свободном состоянии
2А1 + WO 3 = А1 2 Оз + W
4. взаимодействие с солями, имеющими сильнощелочную среду, вследствие гидролиза
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2 NaAlO 2 + CO 2
Гидроксид алюминия А1(ОН) 3
А1(ОН) 3 представляет собой объемистый студенистый осадок белого цвета, практически нерастворимый в воде, но легко растворяющийся в кислотах и сильных щелочах. Он имеет, следовательно, амфотерный характер.
Получают гидроксид алюминия реакцией обмена растворимых солей алюминия со щелочами
AlCl 3 + 3NaOH = Al(OH) 3 ↓ + 3NaCl
Al 3+ + 3OH - = Al(OH) 3 ↓
Данную реакцию можно использовать как качественную на ион Al 3+
Химические свойства
1. взаимодействие с кислотами
Al(OH) 3 +3HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O
2. при взаимодействии с сильными щелочами образуются соответствующие алюминаты:
NaOH + А1(ОН)з = Na
3. термическое разложение
2Al(OH) 3 = Al 2 О 3 + 3H 2 O
Соли алюминия подвергаются гидролизу по катиону, среда кислая (рН < 7)
Al 3+ + Н + ОН - ↔ AlОН 2+ + Н +
Al(NO 3) 3 + H 2 O↔ AlOH(NO 3) 2 + HNO 3
Растворимые соли алюминия и слабых кислот подвергаются полному (необратимому гидролизу)
Al 2 S 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 +3H 2 S
Применение в медицине и народном хозяйстве алюминия и его соединений.
Легкость алюминия и его сплавов и большая устойчивость к воздуху и воде обуславливают их применение в машиностроении, авиастроении. В виде чистого металла алюминий применяется для изготовления электрических проводов.
Алюминиевая фольга (толщиной 0,005 мм) применяется в пищевой и фармацевтической промышленности для упаковки продуктов и препаратов.
Оксид алюминия Al 2 O 3 – входит в состав некоторых антацидных средств (например, Almagel), используется при повышенной кислотности желудочного сока.
КAl(SO 4) 3 12H 2 О – алюмокалиевые квасцы применяются в медицине для лечения кожных заболеваний, как кровоостанавливающие средство. А также используют как дубильное вещество в кожевенной промышленности.
(CH 3 COO) 3 Al - Жидкость Бурова- 8% раствор ацетата алюминия оказывает вяжущее и противовоспалительное действие, в больших концентрациях обладает умеренными антисептическими свойствами. Применяется в разведенном виде для полоскания, примочек, при воспалительных заболеваниях кожи и слизистых оболочек.
AlCl 3 - применяется в качестве катализатора в органическом синтезе.
Al 2 (SO 4) 3 · 18 H 2 0 – применяется при очистки воды.
Контрольные вопросы для закрепления:
1. Назовите высшую валентность степень окисления элементов III А группы. Объясните с точки зрения строения атома.
2.Назовите важнейшие соединения бора. Что является качественной реакцией на борат-ион?
3. Какие химические свойства имеют оксид и гидроксид алюминия?
Обязательная
Пустовалова Л.М., Никанорова И.Е. Неорганическая химия. Ростов-на-Дону. Феникс. 2005. –352с. гл. 2.1 с. 283-294
Дополнительная
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.:Высшая школа, 2009.- 368с.
2. Глинка Н.Л. Общая химия. КноРус, 2009.-436 с.
3. Ерохин Ю.М. Химия. Учебник для студ. Сред проф.образ.-М.: Академия, 2006.- 384с.
Электронные ресурсы
1. Открытая химия: полный интерактивный курс химии для уч-ся школ, лицеев, гимназий, колледжей, студ. технич.вузов: версия 2.5-М.: Физикон, 2006. Электронный оптический диск CD-ROM
2. .1С: Репетитор – Химия, для абитуриентов, старшеклассников и учителей, ЗАО «1С», 1998-2005. Электронный оптический диск CD-ROM
3. Химия. Основы теоретической химии. [Электронный ресурс]. URL: http://chemistry.narod.ru/himiya/default.html
4. Электронная библиотека учебных материалов по химии [Электронный ресурс]. URL: http://www.chem.msu.su/rus/elibrary/
Алюминия гидроксид также называется гидроокисью алюминия, обладает антацидными свойствами (снижает кислотность желудочного сока), и поэтому применяется в медицинской практике для симптоматического лечения заболеваний желудка или двенадцатиперстной кишки. Данное вещество используется в медицине довольно длительный промежуток времени, но в настоящее время его вытесняют более современные препараты группы антацидов. Однако во многих случаях до сих пор гидроксид алюминия остается оптимальным препаратом по многим параметрам, вследствие чего необходимо хорошо знать его свойства и терапевтические эффекты.
Гидроксид алюминия – краткая характеристика вещества, его свойства и способы применения
Гидроксид алюминия представляет собой химическое соединение, которое входит в перечень медицинских средств группы антацидов. Все антациды снижают кислотность желудочного сока, благодаря чему устраняют изжогу, чувство тяжести, дискомфорта и боли в животе после еды, а также применяются для комплексного лечения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, гастро-эзофагеального рефлюкса и т. д. Гидроксид алюминия, являясь антацидом, также снижает кислотность желудочного сока и, соответственно, может применяться для терапии вышеуказанных состояний и заболеваний.В странах бывшего СССР к гидроксиду алюминия часто относят вещество, которое называется алгелдрат (моногидрат оксида алюминия) , что не совсем правильно, поскольку химическая структура данных соединений различна. Так, гидроксид алюминия – это, по сути, щелочь, а алгелдрат – оксид, содержащий дополнительно молекулу воды. Поэтому, с позиции академической науки, да и с практической точки зрения объединять данные вещества в одно не следует, ведь они имеют различные химические и физические свойства. Более того, в анатомо-терапевто-химической классификации лекарственных веществ алгелдрат и алюминия гидроксид также разделены и имеют различные коды, вследствие чего объединять их не следует. Мы также не станем объединять алгелдрат и алюминия гидроксид в одно вещество, и рассмотрим свойства только первого соединения, чтобы не создавать путаницу.
В настоящее время в качестве самостоятельного антацидного средства гидроксид алюминия практически не применяется в медицинской практике, поскольку, во-первых, обладает рядом весьма неприятных побочных эффектов, а во-вторых, потому что появились современные, более эффективные средства с лучшей переносимостью. Как правило, алюминия гидроксид в медицинской практике применяется в сочетании с магния гидроксидом, поскольку последний улучшает переносимость соединения алюминия. В странах СНГ имеется всего несколько препаратов, содержащих алюминия гидроксид в качестве активного вещества – это Рокжель (Рокгель) и Алюминия гидроокись-Ривофарм. В США и Европе имеется более широкий спектр препаратов, содержащих алюминия гидроксид и применяющихся в медицинской практике по сей день.
Однако многие могут возразить, что алюминия гидроксид входит в состав многих современных антацидных препаратов в качестве одного из активных компонентов наравне с другими веществами, например, магния гидроксидом. Подобное мнение является не совсем правильным, поскольку в современных препаратах содержится не алюминия гидроксид, а алгелдрат, который просто часто считают тем же веществом, что и гидроксид алюминия. Но, как мы уже говорили, алгелдрат и алюминия гидроксид – это разные химические соединения, которые не следует объединять в одно целое.
Алюминия гидроксид, несмотря на недостатки, входит в перечень лекарственных веществ и пусть не часто, но используется в практической медицине. Поэтому мы рассмотрим его свойства и правила применения.
Итак, гидроксид алюминия представляет собой рыхлый порошок, практически не растворимый в воде, но способный формировать гелеобразную структуру. Именно благодаря способности формировать гелеобразную структуру порошок гидроксида алюминия для медицинского применения взбалтывают с водой, получая суспензию для приема внутрь. Вещество обладает антацидным, адсорбирующим и обволакивающим свойствами.
Гидроксид алюминия, как правило, применяется внутрь для лечения заболеваний пищеварительного тракта, связанных с повышенной кислотностью желудочного сока, таких, как язвенная болезнь желудка или двенадцатиперстной кишки, гастриты , эзофагиты , колит и т. д.
Несколько реже алюминия гидроксид применяют для устранения гиперфосфатемии (повышенный уровень фосфатов в крови) на фоне почечной недостаточности. Дело в том, что гидроксид алюминия связывает избыток фосфатов в кишечнике, которые при почечной недостаточности не выводятся из организма в нормальном объеме, тем самым как бы помогая почкам удалять данные соли.
Кроме того, в редких случаях гидроксид алюминия применяют наружно в качестве вяжущего средства при заболеваниях кожи.
Внутрь гидроксид алюминия, как правило, принимают в виде суспензии, которая представляет собой тщательно разболтанный в воде порошок. В редких случаях при невозможности приготовить суспензию гидроксид алюминия принимают внутрь непосредственно в виде порошка.
Наружно гидроксид алюминия используют только в порошке, присыпая им пораженные участки кожного покрова.
Лекарственные препараты, содержащие гидроксид алюминия
В странах СНГ имеется только два лекарственных препарата, содержащих гидроксид алюминия в качестве активного вещества – это Рокжель (Рокгель) и Алюминия гидроксид-Ривофарм. В странах Европы и США имеется гораздо более широкий спектр лекарственных препаратов с гидроксидом алюминия в качестве единственного активного вещества, таких, как например Alternagel, Amphojel, Aloh-Gel и т. д.Препаратов, которые содержат в качестве одного из активных компонентов алгелдрат, на рынке стран СНГ существенно больше, поскольку они являются более эффективными, безопасными и современными. Для облегчения ориентирования приведем перечень антацидных препаратов, присутствующих на фармацевтическом рынке стран СНГ, содержащих алгелдрат в качестве активного вещества:
- Аджифлюкс (алгелдрат + гидроксид магния) таблетки;
- Алмагель, Алмагель А и Алмагель Нео (алгелдрат + гидроксид магния) – суспензия;
- Алтацид (алгелдрат + гидроксид магния) – суспензия и таблетки жевательные;
- Алюмаг (алгелдрат + гидроксид магния) таблетки;
- Гастрацид (алгелдрат + гидроксид магния) таблетки;
- Маалокс и Маалокс мини (алгелдрат + гидроксид магния) таблетки и суспензия;
- Палмагель (алгелдрат + гидроксид магния) гель для приема внутрь;
- Сималгел ВМ (алгелдрат + гидроксид магния + симетикон) суспензия для приема внутрь.
Терапевтическое действие
Гидроксид алюминия обладает тремя основными фармакологическими свойствами:- Антацидное действие;
- Адсорбирующее действие;
- Обволакивающее действие.
В кишечнике алюминий не всасывается, а образует нерастворимые соли – фосфаты, которые провоцируют запоры. Поэтому при применении в качестве антацидного средства только алюминия гидроксида следует принимать слабительные препараты . Устранить запоры можно комплексным приемом гидроксида алюминия в сочетании с гидроксидом магния, что, как правило, успешно и делается.
Адсорбирующее свойство гидроксида алюминия заключается в его способности связывать молекулы соляной кислоты и, тем самым, нейтрализовывать их, усиливая антацидный эффект, основанный на химической реакции.
Обволакивающее свойство гидроксида алюминия заключается в его способности равномерно распределяться по слизистой оболочке желудка, образуя на ней тонкую защитную пленку, предохраняющую от повреждающего воздействия как соляной кислоты, так и некоторых видов пищи.
Таким образом, гидроксид алюминия применяется в качестве симптоматического средства для устранения различных неприятных ощущений, обусловленных повышенной кислотностью желудочного сока. Поскольку кислотность желудочного сока может быть повышенной не только при тяжелых серьезных заболеваниях, но и на фоне функциональных расстройств, то гидроксид алюминия нельзя считать препаратом только для лечения патологии, поскольку его можно применять и исключительно в качестве симптоматического средства для устранения неприятных ощущений.
Отдельно следует сказать еще об одном свойстве гидроксида алюминия, которое также используется в медицинской практике. Так, данное вещество, попадая из желудка в кишечник, связывает фосфаты , образуя с ними нерастворимые соли и выводя их из организма вместе с калом. Способность гидроксида алюминия выводить из организма фосфаты используется в комплексной терапии почечной недостаточности, при которой, напротив, данные соли накапливаются и вызывают различные расстройства. Ведь фосфаты в норме выводятся в основном почками, а при почечной недостаточности, соответственно, эти соли не удаляются из организма в необходимом объеме и накапливаются. Применение гидроксида алюминия позволяет удалить избыток фосфатов из организма и, тем самым, улучшить самочувствие человека, страдающего почечной недостаточностью.
Показания к применению
Гидроксид алюминия показан к применению в составе комплексной терапии следующих заболеваний, а также для устранения диспепсических симптомов:- Эзофагит;
Одним из наиболее широко используемых в промышленности веществ является гидроксид алюминия. В этой статье о нем и пойдет речь.
Что такое гидроксид?
Это химическое соединение, которое образуется при взаимодействии оксида с водой. Существует три их разновидности: кислотные, основные и амфотерные. Первые и вторые разделяются на группы в зависимости от их химической активности, свойств и формулы.
Что такое амфотерные вещества?
Амфотерными могут быть оксиды и гидроксиды. Это такие вещества, для которых характерно проявлять как кислотные, так и основные свойства, в зависимости от условий реакции, используемых реагентов и т. д. К амфотерным оксидам относятся два вида оксида железа, оксид марганца, свинца, бериллия, цинка, а также алюминия. Последний, кстати, чаще всего получают из его гидроксида. К амфотерным же гидроксидам можно отнести гидроксид бериллия, железа, а также гидроксид алюминия, который мы сегодня и рассмотрим в нашей статье.
Физические свойства гидроксида алюминия
Данное химическое соединение представляет собой твердое белое вещество. Оно не растворяется в воде.
Гидроксид алюминия — химические свойства
Как уже было сказано выше, это наиболее яркий представитель группы амфотерных гидроксидов. В зависимости от условий реакции, он может проявлять как основные, так и кислотные свойства. Данное вещество способно растворяться в кислотах, при этом образуется соль и вода.
К примеру, если смешать его с хлорной кислотой в равном количестве, то получим алюминий хлорид с водой также в одинаковых пропорциях. Также еще одно вещество, с которым реагирует гидроксид алюминия, — гидроксид натрия. Это типичный основной гидроксид. Если смешать в равных количествах рассматриваемое вещество и раствор гидроксида натрия, то получим соединение под названием тетрагидроксоалюминат натрия. В его химической структуре содержится атом натрия, атом алюминия, по четыре атома оксигена и гидрогена. Однако при сплавлении этих веществ реакция идет несколько по-другому, и образуется уже не это соединение. В результате данного процесса можно получить метаалюминат натрия (в его формулу входят по одному атому натрия и алюминия и два атома оксигена) с водой в равных пропорциях, при условии, если смешать одинаковое количество сухих гидроксидов натрия и алюминия и подействовать на них высокой температурой. Если же смешать его с гидроксидом натрия в других пропорциях, можно получить гексагидроксоалюминат натрия, который содержит три атома натрия, один атом алюминия и по шесть оксигена и гидрогена. Для того чтобы образовалось данное вещество, нужно смешать рассматриваемое вещество и раствор гидроксида натрия в пропорциях 1:3 соответственно. По описанному выше принципу можно получить соединения под названием тетрагидроксоалюминат калия и гексагидроксоалюминат калия. Также рассматриваемое вещество подвержено разложению при воздействии на него очень высоких температур. Вследствие такого рода химической реакции образуется оксид алюминия, который также обладает амфотерностью, и вода. Если взять 200 г гидроксида и нагреть его, то получим 50 г оксида и 150 г воды. Кроме своеобразных химических свойств, данное вещество проявляет также и обычные для всех гидроксидов свойства. Оно вступает во взаимодействие с солями металлов, которые имеют более низкую химическую активность, нежели алюминий. Для примера можно рассмотреть реакцию между ним и хлоридом меди, для которой нужно взять их в соотношении 2:3. При этом выделится водорастворимый хлорид алюминия и осадок в виде гидроксида купрума в пропорциях 2:3. Также рассматриваемое вещество реагирует и с оксидами подобных металлов, для примера можно взять соединение той же меди. Для проведения реакции потребуется гидроксид алюминия и оксид купрума в соотношении 2:3, в результате чего получим алюминий оксид и гидроксид меди. Свойствами, которые были описаны выше, также обладают и другие амфотерные гидроксиды, такие как гидроксид железа или бериллия.
Что такое гидроксид натрия?
Как видно выше, существует много вариантов химических реакций гидроксида алюминия с гидроксидом натрия. Что же это за вещество? Это типичный основной гидроксид, то есть химически активная, растворимая в воде основа. Он обладает всеми химическими свойствами, которые характерны для основных гидроксидов.
То есть он может растворяться в кислотах, к примеру, при смешивании натрий гидроксида с хлорной кислотой в равных количествах можно получить пищевую соль (хлорид натрия) и воду в пропорции 1:1. Также данный гидроксид вступает в реакции с солями металлов, которые обладают более низкой химической активностью, нежели натрий, и их оксидами. В первом случае происходит стандартная реакция обмена. При добавлении к нему, к примеру, хлорида серебра, образуется хлорид натрия и гидроксид серебра, который выпадает в осадок (реакция обмена осуществима только в случае, если одно из веществ, полученных в ее результате, будет осадком, газом либо водой). При добавлении к натрий гидроксиду, например, оксида цинка, получаем гидроксид последнего и воду. Однако намного более специфическими являются реакции данного гидроксида AlOH, которые были описаны выше.
Получение AlOH
Когда мы уже рассмотрели основные его химические свойства, можно поговорить о том, как же его добывают. Основной способ получения данного вещества — проведение химической реакции между солью алюминия и натрий гидроксидом (может использоваться и калий гидроксид).
При такого рода реакции образуется сам AlOH, выпадающий в белый осадок, а также новая соль. Например, если взять алюминий хлорид и добавить к нему в три раза больше гидроксида калия, то полученными веществами будут рассматриваемое в статье химическое соединение и в три раза больше хлорида калия. Также существует метод получения AlOH, который предусматривает проведение химической реакции между раствором соли алюминия и карбонатом основного металла, для примера возьмем натрий. Для получения гидроксида алюминия, кухонной соли и углекислого газа в пропорциях 2:6:3 необходимо смешать хлорид алюминия, карбонат натрия (соду) и воду в соотношении 2:3:3.
Где используется алюминий гидроксид?
Гидроксид алюминия находит свое применение в медицине.
Благодаря его способности нейтрализовать кислоты, препараты с его содержанием рекомендуются при изжоге. Также его выписывают при язвах, острых и хронических воспалительных процессах кишечника. Кроме того, гидроксид алюминия используют в изготовлении эластомеров. Также он широко применяется в химической промышленности для синтеза оксида алюминия, алюминатов натрия — эти процессы были рассмотрены выше. Кроме того, его часто используют во время очистки воды от загрязнений. Также данное вещество широко применяется в изготовлении косметических средств.
Где применяются вещества, которые можно получить с его помощью?
Оксид алюминия, который может быть получен вследствие термического разложения гидроксида, используется при изготовлении керамики, применяется в качестве катализатора для проведения разнообразных химических реакций. Тетрагидроксоалюминат натрия находит свое использование в технологии окрашивания тканей.
Оксид алюминия – Al2O3. Физические свойства: оксид алюминия – белый аморфный порошок или очень твердые белые кристаллы. Молекулярная масса = 101,96, плотность – 3,97 г/см3, температура плавления – 2053 °C, температура кипения – 3000 °C.
Химические свойства: оксид алюминия проявляет амфотерные свойства – свойства кислотных оксидов и основных оксидов и реагирует и с кислотами, и с основаниями. Кристаллический Аl2О3 химически пассивен, аморфный – более активен. Взаимодействие с растворами кислот дает средние соли алюминия, а с растворами оснований – комплексные соли – гидроксоалюминаты металлов:
При сплавлении оксида алюминия с твердыми щелочами металлов образуются двойные соли – метаалюминаты (безводные алюминаты):
Оксид алюминия не взаимодействует с водой и не растворяется в ней.
Получение: оксид алюминия получают методом восстановления алюминием металлов из их оксидов: хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и др. – металлотермия , открытый Бекетовым :
Применение: оксид алюминия применяется для производства алюминия, в виде порошка – для огнеупорных, химически стойких и аб-разивных материалов, в виде кристаллов – для изготовления лазеров и синтетических драгоценных камней (рубины, сапфиры и др.), окрашенных примесями оксидов других металлов – Сr2О3 (красный цвет), Тi2О3 и Fe2О3 (голубой цвет).
Гидроксид алюминия – А1(ОН)3 . Физические свойства: гидроксид алюминия – белый аморфный (гелеобразный) или кристаллический. Почти не растворим в воде; молекулярная масса – 78,00, плотность – 3,97 г/см3.
Химические свойства: типичный амфотерный гидроксид реагирует:
1) с кислотами, образуя средние соли: Al(ОН)3 + 3НNO3 = Al(NO3)3 + 3Н2О;
2) с растворами щелочей, образуя комплексные соли – гидроксоалюминаты: Al(ОН)3 + КОН + 2Н2О = К.
При сплавлении Al(ОН)3 с сухими щелочами образуются метаалюминаты: Al(ОН)3 + КОН = КAlO2 + 2Н2О.
Получение:
1) из солей алюминия под действием раствора щелочей: AlСl3 + 3NaOH = Al(ОН)3 + 3Н2О;
2) разложением нитрида алюминия водой: AlN + 3Н2О = Аl(ОН)3 + NН3?;
3) пропусканием СО2 через раствор гидроксокомплекса: [Аl(ОН)4]-+ СО2 = Аl(ОН)3 + НСО3-;
4) действием на соли Аl гидратом аммиака; при комнатной температуре образуется Аl(ОН)3.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Шпаргалка по неорганической химии
Шпаргалка по неорганической химии.. ольга владимировна макарова..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Материя и ее движение
Материя – это объективная реальность, обладающая свойством движения. Все существующее есть различные виды движущейся материи. Материя существует независимо от созна
Вещества и их изменение. Предмет неорганической химии
Вещества– виды материи, дискретные частицы которых имеют конечную массу покоя (сера, кислород, известь и т. д.). Из веществ состоят физические тела.
Каждое
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
Периодический закон был открыт в 1869 году Д.И. Менделеевым. Им же была создана классификация химических элементов, выраженная в форме периодической системы. До Ме
Значение периодической системы Менделеева
Периодическая система элементов явилась первой естественной классификацией химических элементов, показавшей, что они взаимосвязаны друг с другом, а также послужила дальнейшим исследованиям.
Теория химического строения
Теорию химического строенияразработал А.М. Бутлеров.Она имеет следующие положения:
1) атомы в молекулах соединены друг с
Общая характеристика P-, S-, D-элементов
Элементы в периодической системе Менделеева делятся на s-, p-, d-элементы. Это подразделение осуществляется на основе того, сколько уровней имеет электронная оболочка атома элемента
Ковалентная связь. Метод валентных связей
Химическая связь, осуществляемая общими электронными парами, возникающих в оболочках связываемых атомов, имеющих антипараллельные спины, называется атомной, или ковалентной
Неполярная и полярная ковалентные связи
При помощи химической связи атомы элементов в составе веществ удерживаются друг возле друга. Тип химической связи зависит от распределения в молекуле электронной плотности.
Многоцентровые связи
В процессе развития метода валентных связей выяснилось, что настоящие свойства молекулы оказываются промежуточными между теми, которые описывает соответствующая формула. Такие молек
Ионная связь
Связь, возникшая между атомами с резко выраженными противоположными свойствами (типичным металлом и типичным неметаллом), между которыми возникают силы электростатического притяжени
Водородная связь
В 80-х годах XIX в. М.А. Ильинскийи Н.Н. Бекетовустановили, что атом водорода, соединенный с атомом фтора, кислорода или азота, способен образовыва
Превращение энергии при химических реакциях
Химическая реакция– превращение одного или нескольких исходных веществ в другие по химическому составу или строению вещества.
По сравнению с ядерными реакц
Цепные реакции
Существуют химические реакции, в которых взаимодействие между компонентами происходит довольно просто. Существует весьма обширная группа реакций, протекающих сложно. В этих реакциях
Общие свойства неметаллов
Исходя из положения неметаллов в периодической системе Менделеева, можно выявить свойства для них характерные. Можно определить количество электронов на внешнем эн
Водород
Водород (Н)– 1-й элемент периодической системы Менделеева – I и VII группа, главная подгруппа, 1 период. На внешнем s1-подуровне имеется 1 валентный электрон и 1 s2
Перекись водорода
Пероксид, или перекись водорода– кислородное соединение водорода (перекись). Формула: Н2О2 Физические свойства:перекись водорода – бесцветная сироп
Общая характеристика подгруппы галогенов
Галогены– элементы VII группы – фтор, хлор, бром, йод, астат (астат мало изучен в связи с его радиоактивностью). Галогены – ярко выраженные неметаллы. Лишь йод в ре
Хлор. Хлороводород и соляная кислота
Хлор (Cl) –стоит в 3-м периоде, в VII группе главной подгруппы периодической системы, порядковый номер 17, атомная масса 35,453; относится к галогенам.
Краткие сведения о фторе, броме и йоде
Фтор (F); бром (Br); йод (I)относятся к группе галогенов. Стоят в 7-й группе главной подгруппы периодической системы. Общая электронная формула: ns2np6.
Общая характеристика подгруппы кислорода
Подгруппа кислорода, или халькогенов – 6-я группа периодической системы Д.И. Менделле-ва, включающая следующие элементы:
1) кислород – О;
2) сера
Кислород и его свойства
Кислород (О)стоит в 1 периоде, VI группе, в главной подгруппе. р-элемент. Электронная конфигурация 1s22s22p4. Число электронов на внешнем ур
Озон и его свойства
В твердом состоянии у кислорода зафиксировано три модификации: ?-, ?– и?– модификации. Озон (О3) –одна из аллотропных модификаций кислорода
Сера и ее свойства
Сера (S)в природе встречается в соединениях и свободном виде. Распространены и соединения серы, такие как свинцовый блеск PbS, цинковая обманка ZnS, медный блеск Cu
Сероводород и сульфиды
Сероводород (H2S) –бесцветный газ с резким запахом гниющего белка. В природе встречается вводах минеральных ключей вулканических газах, гниении отбросов, а также пр
Свойства серной кислоты и ее практическое значение
Структура формулы серной кислоты:
Получение:основным методом производства серной кислоты из SO3 является контактный метод.
Химические свойства
1. Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. Окислительно-восстановительные реакции требуют нагревания, а продуктом реакции в основном является SO2 .
Получение
1. В промышленности азот получают путем сжижения воздуха с последующим испарением и отделением азота от других газовых фракций воздуха. Полученный азот содержит примеси благородных газов (аргона).
Общая характеристика подгруппы азота
Подгруппа азота – пятая группа, главная подгруппа периодической системы Д.И. Менделеева. В нее входят элементы: азот (N) ; фосфор (P) ; мышьяк (
Нашатырь (хлорид азота)
Получение: впромышленности до концаХ1Х векааммиак получали как побочный продукт при коксовании каменного угля, который содержит до 1–2 % азота.
В начале
Соли аммония
Соли аммония– сложные вещества, включающие катионы аммония NH4+ и кислотные остатки.
Физические свойства:соли аммония – т
Оксиды азота
С кислородом Nобразует оксиды: N2O, NO, N2O3 NO2, N2O5 и NO3. Оксид азота I – N2O –закись азота, «веселящий газ». Физические свойства:
Азотная кислота
Азотная кислота– бесцветная, «дымящаяся» на воздухе жидкость с едким запахом. Химическая формула HNO3.
Физические свойства.При температуре
Аллотропные модификации фосфора
Фосфор образует несколько аллотропных видоизменений – модификаций. Явление аллотропных модификаций у фосфора вызвано образованием различных кристаллических форм. Белый фосфо
Оксиды фосфора и фосфорные кислоты
Элемент фосфор образует ряд оксидов, наиболее важными из них являются оксид фосфора (III) P2O3и оксид фосфора (V) P2O5 .
Оксид фос
Фосфорные кислоты
Фосфорному ангидриду соответствует несколько кислот. Главная из них – ортофосфорная кислота H3PO4 . Фосфорная кислота обезвоженная представлена в виде бесцветных прозрачных кристал
Минеральные удобрения
Минеральные удобрения– неорганические вещества, в основном соли, включающие в себя необходимые для растений элементы питания и используемые для повышения плодородия
Углерод и его свойства
Углерод (С)– типичный неметалл; в периодической системе находится в 2-м периоде IV группе, главной подгруппе. Порядковый номер 6, Ar = 12,011 а.е.м., заряд ядра +6.
Аллотропные модификации углерода
Углерод образует 5 аллотропных модификаций: кубический алмаз, гексагональный алмаз, графит и две формы карбина. Гексагональный алмаз найден в метеоритах (минерал
Оксиды углерода. угольная кислота
Углерод с кислородом образует оксиды: СО, СО2, С3О2, С5О2, С6О9 и др. Оксид углерода(II) – СО. Физические свойства:угарный газ, б
Кремний и его свойства
Кремний (Si) –стоит в 3 периоде, IV группе главной подгруппы периодической системы. Физические свойства:кремний существует в двух модификациях: амо
Существуют три типа внутренней структуры первичных частиц
1. Суспензоиды (или необратимые коллоиды)– гетерогенные системы, свойства которых можно определить развитой межфазовой поверхностью. По сравнению с суспензиями более высокодисперсн
Соли кремниевой кислоты
Общая формула кремниевых кислот – n SiO2?m H2O.В природе находятся в основном в виде солей, в свободной форме выделены немногие, например, HSiO (орток
Получение цемента и керамики
Цементявляется важнейшим материалом в строительстве. Цемент получают обжигом смеси глины с известняком. При обжиге смеси CaCO3 (кальцированная сода)
Физические свойства металлов
Все металлы имеют ряд общих, характерных для них свойств. Общими свойствами считаются: высокая электропроводность и теплопроводность, пластичность.
Разброс параметров у мет
Химические свойства металлов
Металлыобладают низким потенциалом ионизации и сродством к электрону, поэтому в химических реакциях выступают в качестве восстановителей, в растворах образуют
Металлы и сплавы в технике
В периодической системе из 110 известных элементов 88 – металлы. В XX векепри помощи ядерных реакций были получены радиоактивные металлы, которых не существ
Основные способы получения металлов
Большое количество металлов находится в природе в виде соединений. Самородными металламиназываются те, которые встречаются в свободном состоянии (золото, платина, р
Коррозия металлов
Коррозия металлов(corrosio – разъедание) – физико-химическая реакция металлов и сплавов с окружающей средой, в результате чего они теряют свои свойства. В основе ко
Защита металлов от коррозии
Защита металлов и сплавов от коррозии в агрессивных средах основывается на:
1) повышении коррозионной стойкости самого материала; 2) снижении агрессивности
Общая характеристика подгруппы лития
Подгруппа лития– 1 группа, главная подгруппа – включает щелочные металлы: Li – литий, Na – натрий, K – калий, Cs – цезий, Rb – рубидий, Fr – франций. Общая электрон
Натрий и калий
Натрий и калий –щелочные металлы, стоят в 1 группе главной подгруппы.
Физические свойства: схожи по физическим свойствам: легкие серебрис
Едкие щелочи
Щелочи образуют гидроксиды щелочных металлов 1 группы главной подгруппы при растворении их в воде.
Физические свойства:растворы щелочей в воде мылкие на ощ
Соли натрия и калия
Натрий и калий образуют соли со всеми кислотами. Соли натрия и калия очень похожи по химическим свойствам. Характерная особенность этих солей – хорошая растворимость в воде, поэтому
Общая характеристика подгруппы бериллия
К подгруппе бериллия относятся: бериллий и щелочноземельные металлы: магний, стронций, барий, кальций и радий. Наиболее распространены в природе в виде соединений,
Кальций
Кальций (Са) –химический элемент 2-й группы периодической системы, является щелочноземельным элементом. Природный кальций состоит из шести стабильных изотопов. Конф
Оксид и гидроксид кальция
Оксид кальция (СаO) – негашеная или жженая известь– белое огнестойкое вещество, образованное кристаллами. Кристаллизуется в кубической гранецентрированной кристалли
Жесткость воды и способы ее устранения
Так как кальций широко распространен в природе, его соли в большом количестве содержатся в природных водах. Вода, имеющая в своем составе соли магния и кальция, называется ж
Общая характеристика подгруппы бора
Внешняя электронная конфигурация у всех элементов подгруппы – s2p1. Характерным свойством подгруппы IIIAявляется полное отсутствие металлических свойств у бора и ти
Алюминий. Применение алюминия и его сплавов
Алюминий расположен в 3-й группе главной подгруппы, в 3 периоде. Порядковый номер 13. Атомная масса ~27. Р-элемент. Электронная конфигурация: 1s22s22p63s23p1.На вне
Общая характеристика подгруппы хрома
Элементы подгруппы хромазанимают промежуточное положение в ряду переходных металлов. Имеют высокие температуры плавления и кипения, свободные места на электронных о
Оксиды и гидроксиды хрома
Хром образует три оксида: CrО, Cr2О3 и CrО3. Оксид хрома II (CrО)– основный оксид – черный порошок. Сильный восстановитель. CrО растворяется в разбавленной соляной
Хроматы и дихроматы
Хроматы– соли хромовой кислоты Н2Сг04,существующей лишь водных растворах с концентрацией не выше 75 %. Валентность хрома в хроматах – 6. Хроматы ще
Общая характеристика семейства железа
Семейство железавходит в состав побочной подгруппы восьмой группы и является в ней первой триадой, включающей в себя железо, кобальти никел
Соединения железа
Оксид железа (II) FeO– черное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде и щелочах. FeOсоответствует основание Fe(OH)2 .
Доменный процесс
Доменный процесс –выплавка чугуна в доменной печи. Доменная печь выкладывается огнеупорными кирпичами высотой 30 м и внутренним диаметром 12 м. Верхняя половина – ш
Чугун и стали
Сплавы железа – металлические системы, основным компонентом которых является железо.
Классификация сплавов железа:
1) сплавы железа с углеродом (н
Тяжелая вода
Тяжелая вода– оксид дейтерия D2O с кислородом природного изотопного состава, бесцветная жидкость без запаха и вкуса.
Тяжелая водабыла откр
Химические и физические свойства
У тяжелой воды температура кипения – 101,44 °C, температура плавления – 3,823 °C.
Кристаллы D2Oимеют такую же структуру, как и кристаллы обычного льда, различие в размерах
Соли соляной кислоты
Соли соляной кислоты или хлориды– соединения хлора со всеми элементами, имеющими меньшее значение электроотрицательности.
Хлориды металлов