Al2O3 là chất gì? Tính chất vật lí, hóa học, ứng dụng, điều chế nhôm oxit
1. Tính chất vật lí của nhôm oxit
♦ Al2O3 là chất rắn màu trắng, chịu nhiệt rất tốt, rất cứng, không tan trong nước.
Trong tự nhiên tồn tại ở cả dạng ngậm nước như Al2O3.2H2O và dạng khan như emeri, corinđon có độ cứng cao.
♦ Dạng thù hình nguyên chất là những tinh thể trong suốt, không lẫn màu của các loại đá quý: màu đỏ ngọc rubi (tạp chất Cr2+, màu xanh ngọc xaphia (tạp chất Fe3+ và Ti4+).
2. Tính chất hóa học của nhôm oxit
♦ Tính bền: Ion Al3+ có điện tích lớn(3+) và bán kính nhỏ(0.048nm), bằng ½ bán kính ion Na+ nên lực hút giữa ion Al3+ và ion O2– rất mạnh, tạo ra liên kết rất bền vững. Vì thế Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy rất cao(2050oC) và rất khó bị khử thành kim loại Al.
♦ Tính lưỡng tính: Vừa tác dụng với dung dịch kiềm, vừa tác dụng với dung dịch axit.
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
♦ Vì rất bền nên Al2O3 rất khó bị khử thành kim loại:
♦ Khử Al2O3 bằng C không cho Al mà thu được AL4C3:
Al2O3 + 9C $\xrightarrow{>{{2000}^{0}}C}$ Al4C3 + 6CO
♦ Al2O3 không tác dụng với H2, CO ở bất kì nhiệt độ nào.
3. Ứng dụng của Al2O3
♦ Điều chế đá quý nhân tạo bằng cách nấu chảy Al2O3 với một lượng nhỏ oxít của kim loại tạo màu ở trong ngọn lửa hiđro – oxi hoặc hồ quang rồi cho kết tinh thành những tinh thể lớn. Những đá quý này trong suốt, lấp lánh và có màu rất đẹp nên được dung làm đồ trang sức.
♦ Tinh thể Al2O3 còn được dùng để chế tạo các chi tiết trong các ngành kĩ thuật chính xác như chân kính đồng hồ, thiết bị phát tia laze,…
♦ Bột Al2O3 có độ cứng cao(emeri) được dùng làm vật liệu mài.
♦ Phần chủ yếu nhôm oxit được dùng để điều chế nhôm.
♦ Ngoài ra, Al2O3 còn được dùng làm vật liệu chịu lửa: chén nung, ống nung và lớp lót trong các lò điện. Nhôm oxit tinh khiết còn được dùng làm ximăng tram răng.
4. Điều chế nhôm oxit như thế nào?
♦ Trong công nghiệp, Al2O3 được điều chế bằng cách nung Al(OH)3 ở nhiệt độ cao 1200 – 1400oC:
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
Al(OH)3 là chất gì? Tính chất, điều chế nhôm Nhôm hydroxit (hợp chất nhôm)
1. Tính chất của Al(OH)3
♦ Là hợp chất màu trắng, kết tủa keo, không tan trong nước, không bền nhiệt.
♦ Dễ bị nhiệt phân thành nhôm oxit:
2Al(OH)3 $\xrightarrow{{{t}^{0}}}$ Al2O3 + 3H2O
♦ Tính lưỡng tính:
Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
♦ Phương trình ion:
Al(OH)3 + 3H+ →Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + OH– → [Al(OH)4]–
2. Điều chế nhôm hydroxit
♦ Muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm (vừa đủ):
AlCl3 + NaOH → Al(OH)3 ↓+ NaCl
Nếu dư:
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
♦ Để thu được kết tủa trọn vẹn:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3 ↓ + 6NaCl + 3CO2 ↑
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl
♦ Từ muối NaAlO2:
2NaAlO2 + CO2 + 3H2O → 2 Al(OH)3↓ + Na2CO3
NaAlO2 + CH3COOH + H2O → Al(OH)3↓ + CH3COONa
NaAlO2 + HClvđ + H2O → Al(OH)3↓ + NaCl
