Как заставить алюминий реагировать с водой

Курс общей и неорганической химии
(для студентов биологического факультета (биофизиков)
и для студентов факультета биоинженерии и биоинформатики)
Программа курса. Материалы лекций. Презентации лекций. Программа сетевых контрольных мероприятий

Лектор — Загорский Вячеслав Викторович — ст.н.сотр., к.х.н., д.п.н.

«Растворение» алюминия в воде

Посмотреть видео:

2Al + 3Hg(NO 3 ) 2 = 2Al(NO 3 ) 3 + 3Hg

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 + Q

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 + Q

Алюминий устойчив к действию кислорода воздуха и воды благодаря прочной оксидной пленке. Однако эта пленка разрушается, когда на поверхности алюминия образуется его сплав со ртутью — амальгама. Поэтому алюминий, обработанный раствором соли ртути, легко окисляется на воздухе и бурно реагирует с водой.

Алюминиевую чайную ложку погружают в раствор нитрата ртути (II); она темнеет — на поверхности образуется амальгама. На воздухе амальгамированная ложка быстро окисляется с образованием рыхлого оксида алюминия. При погружении чайной ложки в чай бурно выделяется водород, образуется гидроксид алюминия. Разумеется, нельзя пить чай, в котором побывала ложка, покрытая сплавом ртути.

Автор и оператор
Загорский В.В.

Ассистент
Петрова Е.П.

Подготовка публикации
Загорский В.В.

Редактирование
Миняйлов В.В.

Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору

Источник

Взаимодействие алюминия с водой

Очищенный от оксидной пленки алюминий энергично взаимодействует с водой:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

в результате реакции образуется малорастворимый гидроксид алюминия и выделяется водород.

Взаимодействие с кислотами

Легко взаимодействует с разбавленными кислотами, образуя соли:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;

2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2;

8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O

(в качестве продукта восстановления азотной кислоты также может быть азот и нитрат аммония).

С концентрированной азотной и серной кислотами при комнатной температуре не взаимодействует, при нагревании реагирует с образованием соли и продукта восстановления кислоты:

2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;

Al + 6HNO3 = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.

Взаимодействие со щелочами

Алюминий – амфотерный металл, он легко реагирует со щелочами:

в растворе с образованием тетрагидроксодиакваалюмината натрия:

2Al + 2NaOH + 10H2O = 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2

при сплавлении с образованием алюминатов:

2Al + 6KOH = 2KAlO2 + 2K2O + 3H2.

Восстановление металлов из оксидов и солей

Алюминий – активный металл, способен вытеснять металлы из их оксидов. Это свойство алюминия нашло практическое применение в металлургии:

Источник

Опыты по химии. Алюминий

Амфотерные свойства гидроксида алюминия

Получим гидроксид алюминия Al(OH)₃, чтобы исследовать его свойства. Для этого раствор хлорида алюминия соединяем с раствором аммиака. Выпадает осадок гидроксида алюминия.

Al 3+ + 3 NH₃ · H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3 NH₄ +

Убедимся в том, что гидроксид алюминия ‑ амфотерное основание. В одну из пробирок добавим раствор щелочи. Осадок гидроксида растворяется.

Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]

Во вторую пробирку добавляем раствор соляной кислоты. Осадок гидроксида алюминия растворяется, как и в предыдущей пробирке.

Al(OH)₃ +3HCl = AlCl₃ + 3H₂O

Гидроксиды, которые реагируют с растворами и кислот, и щелочей, называются амфотерными. Гидроксид алюминия – типичный амфотерный гидроксид»».

Оборудование: пробирки, штатив для пробирок, пипетка.

Техника безопасности.

Требуется соблюдение правил обращения со щелочами, кислотами и аммиаком. При попадании раствора щелочи на кожу, промыть водой и 2% раствором уксусной кислоты. При попадании раствора кислоты на кожу, промыть водой и 2% раствором питьевой соды.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Взаимодействие алюминия с водой

Алюминий — активный металл, но из-за прочной оксидной пленки на его поверхности не окисляется и не реагирует при обычных условиях с водой. Но если убрать с поверхности оксидную пленку, алюминий будет активно взаимодействовать с водой. Кусочки алюминия помещаем в раствор хлорида ртути (II) и выдерживаем 1-2 минуты.

3HgCI₂ + 2Al = 2AICI₃ + 3Hg

На поверхности алюминия образуется амальгама – сплав ртути с алюминием. Амальгама не удерживается на поверхности металла, обнажая его. Сливаем раствор соли ртути с амальгамированного алюминия и наливаем в стакан воду. Алюминий, лишившись защитной пленки, взаимодействует с водой, в процессе реакции образуются водород и гидроксид алюминия:

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂

Оборудование: стаканы химические, палочка стеклянная.

Техника безопасности. Соблюдать особую осторожность при работе с раствором хлорида ртути (II). Не допускать попадания раствора на кожу. Все остатки соединений ртути обезвредить.

Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Взаимодействие алюминия с кислородом воздуха

Если нарушить оксидную пленку, то алюминий быстро окисляется, покрываясь рыхлым слоем оксида.

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

Оксид ртути разрушает оксидную пленку на алюминии. Алюминиевую пластинку натрем порошком оксида ртути. Оксид ртути ядовитый порошок. Поэтому используем резиновые перчатки. Через некоторые время наблюдаем, как поверхность алюминия покрывается белым рыхлым налетом оксида.

Оборудование: алюминиевая пластинка, вата, перчатки резиновые.

Техника безопасности. Соблюдать правила работы с ядовитыми веществами. Работать только в резиновых перчатках.

Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Взаимодействие алюминия со щелочью и водой

Алюминий ‑ активный металл, однако из-за прочной оксидной пленки его активность мало заметна. Алюминий не реагирует с водой, на поверхности металла – плотная пленка оксида. Пленку оксида можно удалить щелочью. Когда пленка растворяется, металл начинает бурно реагировать со щелочью, выделяется водород.

2Al + 2KOH + 6H₂O = 2 K[Al(OH)₄] + 3H₂↑

Проверим, будет ли действовать вода на освобожденный от оксидной пленки алюминий. Удалим щелочь и промоем поверхность металла. Свободный от оксидной пленки алюминий реагирует с водой. Выделяется водород и образуется нерастворимый гидроксид алюминия.

2Al + 6H₂O = 2 Al(OH)₃ ↓ + 3H₂↑

Мы увидели, что если нарушить плотную естественную оксидную пленку алюминия, он легко разрушается даже в воде. Поэтому алюминиевую посуду не рекомендуется чистить средствами, содержащими щелочь, так как при этом алюминиевые изделия быстро теряют привлекательность, а в посуде из алюминия быстро образуются дырки.

Оборудование: химические стаканы.

Техника безопасности. Требуется соблюдение правил обращения со щелочами и горючими газами. При попадании раствора щелочи на кожу, промыть водой и 2% раствором уксусной кислоты.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Горение алюминия на воздухе.

Алюминий — активный металл, но из-за очень прочной оксидной пленки на его поверхности не реагирует при обычных условиях с водой и не окисляется. Однако если алюминий перевести в раздробленное состояние — алюминиевую пыль, то он легко сгорает на воздухе. Поместим в пробирку немного алюминиевой пыли и закроем ее пробкой с двумя трубками, одна из которых доходит почти до дна, а другая заканчивается недалеко от пробки. По длинной трубке подадим в пробирку ток воздуха. Струю воздуха, выходящую из короткой трубки и содержащую частички алюминия, направим в пламя горелки. Попадая в пламя, алюминий сгорает яркими вспышками.

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

Оборудование: штатив, пробирка с боковым отростком, газоотводная трубка, горелка, штапель.

Техника безопасности. Соблюдать правила пожарной безопасности и правила работы с нагревательными приборами. Не направлять пламя в сторону находящихся рядом людей.

Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Демонстрация оксидной пленки алюминия

На поверхности алюминий покрыт тонкой и прочной пленкой оксида. Оксидная пленка предотвращает дальнейшее окисление алюминия. Для демонстрации оксидной пленки закрепим алюминиевую проволоку в лапке штатива. Нагреем алюминий. При температуре 660 °С алюминий плавится и кончик проволоки провисает. Но расплавленный металл не капает. «Мешочек» оксида удерживает расплавленный алюминий. Температура плавления оксида алюминия 2055 °С.

Оборудование: штатив, горелка, пинцет или тигельные щипцы.

Техника безопасности. Соблюдать правила работы с нагревательными приборами. Во избежание попадания расплавленного алюминия на поверхность стола, на рабочую поверхность помещают теплоизолирующую прокладку.

Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Обнаружение ионов алюминия

Ионы алюминия можно обнаружить при помощи раствора аммиака. К раствору хлорида алюминия добавляем раствор аммиака. Выпадает полупрозрачный студенистый осадок гидроксида алюминия.

AlCl₃ + 3 NH₃ · H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3 NH₄Cl

Al 3+ + 3 NH₃ · H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3 NH₄ +

Реакция с аммиаком ‑ качественная реакция на ион алюминия.

Оборудование: пробирка, штатив для пробирок, пипетка.

Техника безопасности.

Требуется соблюдение правил обращения с раствором аммиака. Не вдыхать газообразный аммиак.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Источник

Реакция алюминия с водой

Реакция взаимодействия алюминия с водой.

Уравнение реакции взаимодействия алюминия с водой:

Алюминий является активным металлом, но из-за оксидной пленки на его поверхности он не окисляется и не реагирует при обычных условиях с водой. Однако если убрать с его поверхности оксидную пленку , алюминий взаимодействует с водой при обычных условиях.

Реакция алюминия с водой протекает при обычных условиях.

В результате реакции алюминия с водой образуются гидроксид алюминия и водород .

Мировая экономика

Справочники

Востребованные технологии

Концепция инновационного развития общественного производства – осуществления Второй индустриализации России на период 2017-2022 гг. (106 485)
Экономика Второй индустриализации России (102 475)
Программа искусственного интеллекта ЭЛИС (27 492)
Метан, получение, свойства, химические реакции (23 735)
Этилен (этен), получение, свойства, химические реакции (22 819)
Природный газ, свойства, химический состав, добыча и применение (21 169)
Крахмал, свойства, получение и применение (20 575)
Целлюлоза, свойства, получение и применение (19 426)
Пропилен (пропен), получение, свойства, химические реакции (19 106)
Прямоугольный треугольник, свойства, признаки и формулы (18 729)

Поиск технологий

О чём данный сайт?

Настоящий сайт посвящен авторским научным разработкам в области экономики и научной идее осуществления Второй индустриализации России.

Он включает в себя:
– экономику Второй индустриализации России,
– теорию, методологию и инструментарий инновационного развития – осуществления Второй индустриализации России,
– организационный механизм осуществления Второй индустриализации России,
– справочник прорывных технологий.

Мы не продаем товары, технологии и пр. производителей и изобретателей! Необходимо обращаться к ним напрямую!

Мы проводим переговоры с производителями и изобретателями отечественных прорывных технологий и даем рекомендации по их использованию.

О Второй индустриализации

Осуществление Второй индустриализации России базируется на качественно новой научной основе (теории, методологии и инструментарии), разработанной авторами сайта.

Конечным результатом Второй индустриализации России является повышение благосостояния каждого члена общества: рядового человека, предприятия и государства.

Вторая индустриализация России есть совокупность научно-технических и иных инновационных идей, проектов и разработок, имеющих возможность быть широко реализованными в практике хозяйственной деятельности в короткие сроки (3-5 лет), которые обеспечат качественно новое прогрессивное развитие общества в предстоящие 50-75 лет.

Та из стран, которая первой осуществит этот комплексный прорыв – Россия, станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.

Источник