Курсовик Гидроксиды алюминия: различные модификации и их свойства

Предмет: Химия. Добавлен: 22.03.2021. Год: 2019. Страниц: 22. Оригинальность по antiplagiat.ru: < 30%

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Курсовая работа

Гидроксиды алюминия: различные модификации и их свойства
Выполнила: студентка
1 курса 1 гр.
МИНСК
2019
Содержание
Введение 3
1.Глава 1. Понятие об амфотерных гидроксидах. Примеры амфотерных соединений 4
1.1.Понятие амфотерности 4
1.2.Понятие и свойства амфотерных гидроксидов. Важнейшие примеры соединений 5
2.Глава 2. Гидроксид алюминия, его получение, модификации, физические и химические свойства 7
2.1.Моноклинный (?) гиббсит или гидраргиллит (Al(OH)3) 7
2.2.Байерит (? - Al(OH)3) 10
2.3.Нордстрандит (Al(OH)3) 11
2.4.Бёмит или ?-АlО(ОН) 12
2.5.Диаспор или AlO(OH) 14
2.6.Аморфный гидроксид алюминия 15
3.Глава 3. Применение различных модификаций гидроксида алюминия 19
Заключение 20
Список литературы 21

?
Введение
Гидроксид алюминия - неорганическое вещество, которое является соединением оксида алюминия и воды. Гидроксид существует в виде четырех кристаллических модификаций и в виде студенистого осадка, легко образующего коллоидные растворы. В твердом виде соединение представляет собой мелкокристаллическое порошкообразное вещество белого цвета, достаточно инертное по отношению к щелочам, кислотам и другим элементам. В реакции вступает только при сплавлении с твёрдыми карбонатами или щелочами. Жидкая форма является желеподобным прозрачным веществом, очень плохо растворимым в воде. В отличие от кристаллических модификаций студенистый гидроксид проявляет амфотерные свойства и активно реагирует с кислотами и щелочами. В природе гидроокись алюминия встречается в составе многих бокситов и драгоценных камней: рубинов, сапфиров, аметистов. В своей работе я хочу подробнее рассмотреть каждую из модификаций гидроксида алюминия, а также их свойства, способы получения и применение.?
Глава 1. Понятие об амфотерных гидроксидах. Примеры амфотерных соединений
Понятие амфотерности
Амфотерностью (от др.-греч. амфотеро — «двойственный», «обоюдный») называют способность различных химических соединений проявлять как кислотные, так и основные свойства в зависимости от условий среды протекания реакции. Понятие амфотерность как характеристику двойственного поведения вещества в 1814 г. ввели французский химики Ж. Гей-Люссак и Л. Тенар. Чуть позже А. Ганч в рамках общей химической теории кислотно-основных взаимодействий (1917-1927 г.г.) определил амфотерность как «способность некоторых соединений проявлять как кислотные, так и основные свойства в зависимости от условий и природы реагентов, участвующих в кислотно-основном взаимодействии, особенно в зависимости от свойств растворителя».
Амфотерность как химическое свойство соединений можно рассматривать с четырёх позиций:
С точки зрения теории электролитической диссоциации. В этом случае амфотерный электролит можно записать в виде общей формулы XOH и представить его диссоциацию следующим образом:
H++XO--XOH-X++OH-
Примером является азотистая кислота, способная давать как нитрит-анион, так и нитрозил-катион:
H++NO2--HNO2-NO++OH-
С точки зрения протолитической теории Бренстеда-Лоури. Проявление амфотерности рассматривается как способность протолита выступать донором и акцептором протона. Например, для воды амфотерность проявляется как автопротолиз:
2H2O-H3O++OH-
Также амфотерность проявляется в способности веществ реагировать как с кислотами, так и с основаниями:
Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O
Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3(Cr(OH)6)
Амфотерность можно характеризовать как способность образовывать катионные и анионные соли. Например, для цинка существуют как катионные [Zn(H2O)4]SO4, так и анионные Na2(Zn(OH)4) соединения.
Понятие и свойства амфотерных гидроксидов. Важнейшие примеры соединений
Амфотерными гидроксидами принято называть гидроксиды, которые при растворении в воде частично диссоциируют на катионы водорода или металла, гидроксид-анионы и анионы кислотного остатка.
Все амфотерные гидроксиды представляют собой твёрдые вещества, слабые электролиты, плохо растворимые в воде. Важнейшими примерами таких соединений являются гидроксид бериллия (Be(OH)2), гидроксид алюминия (Al(OH)3), гидроксид галлия (Ga(OH)3), гидроксид олова(II) (Sn(OH)2), гидроксид свинца (II) (Pb(OH)2), гидроксид хрома(III) (Cr(OH)3), гидроксид цинка (Zn(OH)2), гидроксид меди(II) (Cu(OH)2) и мн. др.
Общие химические свойства:
Амфотерные гидроксиды проявляют одновременно свойства очень слабых кислот и очень слабых оснований.
Кислотные свойства проявляются в реакциях с кислотными оксидами, кислотами и кислыми солями:

2Cr(OH)3 + 3SO3 = Cr2(SO4)3 + 3H2O

Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + H2O

Zn(OH)2+ 2NaHSO4 = ZnSO4 + Na2SO4 + 2H2O

Продуктами таких реакций являются вода и соли амфотерных металлов в катионной форме, так как именно она стабилизируется кислой средой.
Основные свойства амфотерные гидроксиды проявляют в реакциях со щелочами. В результате взаимодействия с растворами щелочей образуются гидроксокомплексы с координационными числами, равными 4 и 6:

Be(OH)2 + 2KOH = K2[Be(OH)4]

Иногда состав таких комплексов зависят от количества вступившей в реакцию щелочи:

Ga(OH)3 + NaOH + 2H2O = Na[Ga(OH)4(H2O)2]

Ga(OH)3 + 3NaOH = Na3[Ga(OH)6]...
Заключение
Таким образом, гидроксид алюминия существует в виде семи аллотропных модификаций: моноклинного гиббсита (или гидраргиллита), триклинного гиббсита, байерита, нордстрандита, бёмита, диаспора и аморфной формы. Модификации между собой отличаются структурой и количественным составом, что объясняет различия в их химической активности, физических свойствах и способах получения. Сходство качественного состава обуславливает схожие химические свойства, а именно амфотерность гидроксида алюминия: для каждой из модификаций характерно проявление как основных, так и кислотных свойств. Основным условием получения определённой модификации как правило является соблюдение конкретного диапазона значений температур и pH. Некоторые из модификаций не встречаются в природе и могут быть получены только сложными мнгоступенчатыми синтезами в лабораторных условиях.
На данный момент химия модификаций гидроксида алюминия является достаточно изученной и развитой, но до сих пор крайне перспективной областью в науке. Гидроксид алюминия играет важную роль в самых разнообразных отраслях промышленности. Он находит применение в фармацевтике, медицине, химической промышленности и ювелирном деле. Более того, гидроксид алюминия широко используется для получения алюмосодержащих соединений.

?
Список литературы
Алюминия гидроксид [Электронный ресурс] – Режим доступа: aloh.html. – Дата доступа: 11.04.2019.
Амфотерность химия (металлы) [Электронный ресурс] – Режим доступа: wiki/himiya/amfoterno t. – Дата доступа: 12.04.2019.
Амфотерные гидроксиды [Электронный ресурс] – Режим доступа: content/lesson/veshest a/amfotery.html. – Дата доступа: 12.04.2019.
Амфотерные гидроксиды, их химические свойства: взаимодействие с кислотами, щелочами, разложение при нагревании [Электронный ресурс] – Режим доступа: ru/chemistry/chemistr _9-12.htm. – Дата доступа: 11.04.2019.
Бокситы [Электронный ресурс] – Режим доступа: b/boksity/. – Дата доступа: 12.04.2019.
Глава III соединения алюминия и алюминатные растворы [Электронный ресурс] – Режим доступа: article/view/glava-iii- oedinenia-aluminia-i aluminatnye-rastvory – Дата доступа: 11.04.2019.
Диаспор [Электронный ресурс] – Режим доступа: minerals/diaspore/. – Дата доступа: 11.04.2019.
Диаспор [Электронный ресурс] – Режим доступа: chemical_substance_14 2.html. – Дата доступа: 14.04.2019.
Классификация гидроксидов и оксидов алюминия [Электронный ресурс] – Режим доступа: 10_96294_gidroksidi-a yuminiya.html. – Дата доступа: 14.04.2019.
Н.Г. Ключников. Руководство по неорганическому синтезу / Н. Г. Ключников. – М. Издательство «Химия» 1965 г. – 391 с.
Н.Гринвуд. Химия элементов. Том 1 / Н.Гринвуд, А.Эрншо, 2008. – 607 с.
Н.С. Ахметов. Общая и неорганическая химия: учебник для химико-технол. вузов.? 2-е изд., перераб. и доп.? М.: Высш. шк., 1988. ? 640 с., ил.
Нордстрандит [Электронный ресурс] – Режим доступа: mineral/nordstrandite html. – Дата доступа: 14.04.2019.
Оксиды и гидроксиды алюминия [Электронный ресурс] – Режим доступа: proizvodstvo-glinozem /2410-oksidy-i-gidro sidy-alyuminiya.html – Дата доступа: 11.04.2019.
Руководство по неорганическому синтезу: в шести томах. Т.3. Перевод с нем./Под ред. Г.Брауэра. – М.: Мир, 1985. – 392 с., ил.
Синтез неорганических соединений: учеб. пособие / Д.В. Свиридов, Е.И. Василевская, Н.В. Логинова и др. – Минск: БГУ, 2018. – 235 с.
Ю.Д. Третьяков. Неорганическая химия: в трёх томах. Т.2: Химия непереходных элементов: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.А. Дроздов, В.П. Зломанов, Г.Н. Мазо, Ф.М. Спиридонов; - М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 386 с.
Я.А. Угай. Неорганическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов.? М.: Высш. шк., 1989. – 463 с., ил.

Перейти к полному тексту работы