СОЕДИНЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

Оксид алюминия А1₂О₃ Тривиальные названия: глинозем (мелкокристаллический), корунд (крупно­кристаллический).

Получение. Переработка бокситов — руды, содержащей АlО₃ (технология выделения алюминия из глины, содержащей очень много различных приме­сей, отсутствует). Вскрытие бокситной руды проводят двумя способами: мок­рым и сухим.

1. Мокрый способ (способ Бауэра)—нагревание руды в автоклаве с 40%-ным раствором гидроксида натрия (условия процесса: 0,5 МПа, 160°С, 6 – 8 ч). Продукт — щелочной раствор, содержащий Na[А1(ОН)₄]; красный шлам — нерастворимые примеси, главным образом FеО(ОН), а также ТiO₂ (который выделяют как ценный побочный продукт, он используется для очистки городского горючего газа от серы).

Из щелочного раствора Nа[А1(ОН)₄] выделяют аморфный осадок А1(ОН)₃ введением при перемешивании затравки кристаллического гидрок-сида алюминия (минерал гиббсит, или гидраргиллит). Маточный раствор по­сле отделения примесей V₂О₅, Gа₂О₃ и концентрирована возвращают на ста­дию вскрытия боксита.

Конечный продукт А1₂О₃ получают прокаливанием А1(ОН)₃ во вращаю­щихся трубчатых печах при 1300 °С.

2. Сухой способ (для силикатосодержащих бокситов) — прокаливание руды со смесью Nа₂СО₃ и СаСО₃ во вращающихся печах. Алюминий перево­дят в раствор в виде тетрагидроксоалюминат (III)-ионов [А1(ОН)₄]^-, кото­рые разлагают, пропуская через раствор диоксид углерода: [А1(ОН)₄]^- + СO₂ = А1(ОН)₃ + НСО₃^-.

Из полученного гндроксида алюминия прокаливанием выделяют Аl₂Оз.

Свойства.Белый порошок или очень твердые белые кристаллы; т. пл. 2055°С. После прокаливания не реагирует ни с кислотами, ни с основаниями.

Применение.Основная область применения — производство алюминия. Используется также как полировальный порошок для металлов, катализатор и носитель катализаторов, адсорбент в хроматографическом анализе, абразив­ный материал (так называемый электрокорунд).

Синтетические монокристаллы оксида алюминия — чистейший А1₂Оз — ис­пользуются в качестве опоры осей в часах, для изготовления лазеров. Не­которые из них, окрашенные примесями других оксидов металлов, приме­няются в ювелирном деле как синтетические драгоценные камни (синтети­ческие рубины, сапфиры и др.). Монокристаллы А1₂О₃ получают плавлением глинозема в водородно-кислородном пламени; расплав стекает по шамот­ному стержню, на конце которого он кристаллизуется.

Гидроксид алюминия А1(ОН)₃

Получение и свойства. Осаждается из растворов солей алюминия при добав­лении гидрата аммиака: А1С1₃ + 3(NH₃*Н₂О) = А1(ОН)₃ + 3NH₄С1 или гидроксида натрия, взятого в недостатке: А1₂(SО₄)₃ + 6NаОН = 2А1(ОН)₃ + 3Nа₂SО₄.

При добавлении избытка NаОН амфотерный гидроксид алюминия снова переходит в раствор (в виде аниона): А1(ОН)₃ + NaОН = Ка[А1(ОН)₄].

При осторожном подкислении полученного раствора снова выпадает оса­док гидроксида, который исчезает при введении избытка кислоты алюминий переходит в гидратированный катион [А1(Н₂О)₆]³⁺. В этом проявляется амфотерность гидроксида алюминия:

Применение.Промежуточный продукт при получении алюминия, при син­тезе органических лаковых красок (содержащих органические красители и пигменты), в медицине как средство против повышенной кислотности желудоч­ного сока.

Сульфат алюминия А1₂(SО₄)₃*18Н₂О – белые кристаллы. Хорошо растворим в воде, водный раствор имеет (из-за гидролиза по катиону) кислую реакцию. Применяется как коагулирующее средство при очистке воды, причем одно­временно устраняется временная жесткость воды: А1₂(SО₄)₃ + 3Са(НСО₃)₂ = 3СаSО₄ + 2А1(ОН)₃ + 6СО₂.

Используется также в процессе проклейки бумаги, например, канифоль­ным мылом — натриевой солью абиетиновой кислоты Nа(С₁₉Н₂₉СОО), в кра­шении и других производствах.

Сульфат алюминия-калия КА1(SО₄)₂*12Н₂О, тривиальное название алюмокалиевые квасцы (часто просто квасцы) — белая, легко кристаллизующаяся двойная соль. Применение такое же, как и сульфата алюминия.

Ацетат алюминия А1(СН₃СОО)₃ — водный раствор этой соли (с приме­сями продуктов гидролиза) имеет традиционное название уксуснокислый глинозем. Применяется для огнезащитной и водонепроницаемой пропитки тка­ней.

Хлорид алюминия А1С1₃ — белое кристаллическое вещество, сильно раз­дражающее кожу. Сублимируется при 183°С. «Дымит» во влажном воздухе вследствие гидролиза. Из воды кристаллизуется гексагидрат А1С1₃*6Н₂O. Ис­пользуется как катализатор, например, в синтезах Фриделя – Крафтса, в реакциях дегидрирования и конденсации, в качестве переносчика га­логена в органической химии.

Аланаты — групповое название гидридокомплексов алюминия. К ним от­носится, например, аланат лития Li[А1Н₄], широко использующийся в органи­ческой химии как мягкий восстановитель.

Триэтилалюминий А1(С₂Н₅)₃ — жидкость, т. кип. 194°С. Самозоспламеняется на воздухе. Получают из алюминия, водорода и этилена. Реагирует со взрывом с водой: А1(С₂Н₅)₃ + 3Н₂O = А1(ОН)₃ + 3С₂Н₆

Используется в виде комплексов с соединениями d-элементов, например с хлоридом титана (IV) Т1С1₄, в качестве катализаторов Циглера при получе­нии полиэтилена низкого давления.