Номер 6, страница 173 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 36. Соединения алюминия. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 6, страница 173.

Условие.

6. Для осаждения гидроксида алюминия из растворов солей алюминия вместо щёлочи следует использовать аммиак. Почему? Ответ проиллюстрируйте уравнениями реакций.

Решение.

Решение 2.

Решение

Для осаждения гидроксида алюминия ($Al(OH)_3$) из растворов его солей вместо сильных щелочей (например, $NaOH$) рекомендуется использовать водный раствор аммиака ($NH_3 \cdot H_2O$), поскольку гидроксид алюминия является амфотерным соединением.

Амфотерность означает, что гидроксид алюминия способен реагировать как с кислотами, так и с сильными основаниями (щелочами). При добавлении к раствору соли алюминия (например, хлорида алюминия $AlCl_3$) сильной щёлочи сначала образуется осадок гидроксида алюминия:

$AlCl_3 + 3NaOH \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

Однако при добавлении избытка сильной щёлочи этот осадок растворяется с образованием растворимого комплексного соединения — тетрагидроксоалюмината натрия:

$Al(OH)_3 + NaOH_{ (изб.) } \rightarrow Na[Al(OH)_4]$

Это приводит к тому, что для получения максимального количества осадка нужно очень точно дозировать щёлочь, избегая её избытка, что на практике сложно и может привести к потерям продукта.

В отличие от сильных щелочей, аммиак является слабым основанием. При его добавлении к раствору соли алюминия также образуется осадок гидроксида алюминия:

$AlCl_3 + 3NH_3 + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3NH_4Cl$

Ключевое отличие заключается в том, что гидроксид алюминия не растворяется в избытке слабого основания, такого как водный раствор аммиака. Среда, создаваемая аммиаком, недостаточно щелочная для растворения амфотерного гидроксида. Поэтому аммиак можно добавлять в избытке, не опасаясь растворения образовавшегося осадка, что обеспечивает полноту осаждения и значительно упрощает процесс.

Ответ: Аммиак следует использовать потому, что гидроксид алюминия $Al(OH)_3$ является амфотерным и растворяется в избытке сильных щелочей (например, $NaOH$), образуя растворимые комплексные соли (например, $Na[Al(OH)_4]$). Аммиак же, будучи слабым основанием, осаждает гидроксид алюминия, но не растворяет его даже при добавлении в избытке. Это позволяет обеспечить полное осаждение $Al(OH)_3$ из раствора.