Химические соединения алюминия

Наиболее многочисленны соединения алюминия, в которых он связан с кислородом. Такими соединениями являются оксид и гидроксид алюминия, соли кислородсодержащих кислот, кристаллогидраты любых солей, природные алюмосиликаты. Соединения алюминия со связями А1-С1, А1—Б, А1-С и другими неметаллами подвергаются, как правило, полному гидролизу. В этом можно убедиться на примере летучего, не солеобразного вещества А1С1₃. С водой оно реагирует, образуя кристаллогидрат, фактически являющийся комплексным соединением:

В кристаллогидрате уже нет химических связей между алюминием и хлором, так как при сильном прокаливании его вместо безводного А1С1₃ образуется оксид:

Это подтверждено и изучением кристаллической структуры [А1(Н₂0)₆]С1₃. Более прочные связи, чем кислород, с алюминием образует только фтор. Поэтому фторид алюминия нерастворим в воде и не гидролизуется.

Гидроксид алюминия Л1(ОН)₃ представляет собой типичное амфотерное вещество. При его осаждении из раствора соли действием щелочи.

образование осадка можно даже не заметить, так как минимальный избыток щелочи вызывает его растворение. Поэтому гидроксид алюминия чаще получают действием на соли алюминия слабых оснований:

Растворение гидроксида алюминия в щелочи дает тот же продукт, как и растворение в щелочи металлического алюминия:

При слабом прокаливании (не выше 300°С) гидроксида алюминия происходит потеря воды и образуется оксид алюминия в активной форме (у-А1₂0₃), растворяющийся как в кислотах, так и в щелочах.

При более сильном нагревании у-Л1₂0₃, а также при горении алюминия образуется а-А1₂0₃, или корунд. Это химически очень стойкое вещество, не реагирующее с растворами кислот и щелочей. Разработана технология выращивания монокристаллов корунда, которые применяются в технике и для изготовления искусственных рубинов и сапфиров. Корунд реагирует со щелочами, карбонатами или оксидами только при сплавлении с образован и ем метаалктинатов:

В водсЫаА10₂ и КА10₉ растворяются с образованием Ыа[ А1(0Н)₄(Н₂0)₉] и К[А1(0Н)₄(Н₉0)₂].

Растворы солей алюминия с анионами сильных кислот имеют кислую реакцию вследствие гидролиза иона алюминия. По силе кислотных свойств Л1³⁺ несколько превосходит уксусную кислоту.

Гидролиз А1³⁺ приводит к тому, что обменные реакции в растворах редко приводят к образованию осадков нерастворимых солей, вместо которых выпадает гидроксид алюминия. Осадок фосфата алюминия образуется при реакции соли алюминия с гидрофосфатом натрия или калия:

Реакция между солью алюминия и солью уксусной кислоты дает осадок малорастворимого основного ацетата алюминия:

Алюминий образует двойные соли, относящиеся к семейству квасцов. Эго двойные сульфаты, содержащие одновременно равное число однозарядных и трехзарядных катионов. Все квасцы кристаллизуются из растворов с одним и тем же числом молекул воды: Ме⁺Ме³⁺(50₄)₂-12Н₂0 (Ме⁺ — К⁺, Ш> 1МН₄⁺; 1Ме³⁺ — Л1³⁺, Сг³*, Ре³⁺ и др.). Для квасцов характерно образование крупных октаэдрических кристаллов. Наиболее широко известны калиево-алюминиевые квасцы КА1(50₄)₂-12Н₂0. Эта соль обладает дубящим действием. В безводном состоянии КА1(50₄)₂ (.жженые квасцы) применяют как присыпку, потому что в кристаллогидрат она превращается медленно и во влажной среде долго сохраняет свои свойства.

Алюминий образует и соединения с углеродными фрагментами молекул, т. е. металлоорганические соединения. Такие вещества, как А1(С₂Н₅)С1₂, Л1(С₂Н₅)₂С1 и др., входят в состав сложных катализаторов, применяемых для полимеризации этилена.