Русская Википедия:Нитрат алюминия

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Шаблон:Вещество Нитра́т алюми́ния, азотнокислый алюминий — Al(NO₃)₃, неорганическое соединение, алюминиевая соль азотной кислоты.

Помимо собственно безводного нитрата, у алюминия существуют и основные нитраты: AlOH(NO₃)₂ и Al(OH)₂NO₃, а также ряд гидратированных солей Al(NO₃)₃•xH₂O (х = 4, 6, 8, 9), среди которых наиболее стабилен нонагидрат: Al(NO₃)₃•9H₂O.

Физические свойства

Безводный нитрат алюминия представляет собой белое или бесцветное кристаллическое, чрезвычайно гигроскопичное вещество, дымящее на воздухе. Хорошо растворим в холодной воде (63,7 % при 25 °C) и полярных органических растворителях. Температура плавления 66 °C (с разложением), в вакууме возгоняется при 50 °C. Разлагается в горячей воде.

Нонагидрат Al(NO₃)₃•9H₂O — белые кристаллы, расплывающееся на воздухе, с моноклинной структурой (a=1,086 нм, b=0,959 нм, c=1,383 нм, β=95,15°, z=4, пространственная группа P2₁/a). При нагревании чуть выше температуры плавления (73,6 °C) теряет сперва одну, а затем ещё две молекулы воды.

Плотность водного раствора нитрата алюминия при 18 °C:

	1 %	2 %	4 %	6 %	8 %	10 %	12 %	14 %
Плотность, г/л	1006,5	1014,4	1030,5	1046,9	1063,8	1081,1	1098,9	1117,1
	16 %	18 %	20 %	24 %	28 %	30 %	32 %	—
	1135,7	1154,9	1174,5	1215,3	1258,2	1280,5	1303,6	—

Химические свойства

• При растворении в воде подвергается гидролизу:

<math>\mathsf{Al(NO_3)_3+4H_2O\leftrightarrows[Al(H_2O)_4]^{3+}+3NO_3^-}</math>

<math>\mathsf{[Al(H_2O)_4]^{3+}+H_2O\leftrightarrows[Al(H_2O)_3(OH)]^{2+}+H_3O^+}</math>

Водные растворы нитрата алюминия имеют pH от 2,5 до 3,7.

При нагревании гидролиз можно провести полностью:

<math>\mathsf{Al(NO_3)_3+3H_2O=Al(OH)_3\!\downarrow\!+3HNO_3\!\uparrow}</math>

• Вступает в реакцию со щелочами:

<math>\mathsf{Al(NO_3)_3+3NaOH=Al(OH)_3\!\downarrow\!+3NaNO_3}</math>

<math>\mathsf{Al(NO_3)_3+4NaOH=Na[Al(OH)_4]+3NaNO_3}</math>

Реакция с концентрированным водным раствором аммиака может идти по двум направлениям.

На холоде:

<math>\mathsf{Al(NO_3)_3+3NH_3+3H_2O=Al(OH)_3\!\downarrow\!+3NH_4NO_3}</math>

При нагревании:

<math>\mathsf{Al(NO_3)_3+3NH_3+3H_2O=AlO(OH)\!\downarrow\!+3NH_4NO_3+H_2O}</math>

• При нагревании разлагается :

<math>\mathsf{4Al(NO_3)_3=2Al_2O_3+12NO_2\!\uparrow+3O_2\!\uparrow}</math>

Нонагидрат при сильном нагревании (135 °C) сперва образует основную соль Al(OH)₂NO₃•1,5H₂O, а при более высокой температуре (200 °C) разлагается до аморфного оксида алюминия.

• Нитрат алюминия является сильным окислителем — его безводная форма со взрывом реагирует со многими органическими растворителями (например: с диэтиловым эфиром и бензолом).

Получение

Лабораторные методы

В лаборатории водный раствор нитрата алюминия получают растворением алюминия в разбавленной азотной кислоте:

<math>\mathsf{8Al+30HNO_3=8Al(NO_3)_3+3N_2O\!\uparrow+15H_2O}</math>

Альтернативный метод заключается во взаимодействии гидроксида алюминия с азотной кислотой:

<math>\mathsf{Al(OH)_3+3HNO_3=Al(NO_3)_3+3H_2O}</math>

Наконец, искомую соль можно получить обменной реакцией сульфата алюминия с нитратом бария или свинца:

<math>\mathsf{Al_2(SO_4)_3+3Ba(NO_3)_2=2Al(NO_3)_3+3BaSO_4\!\downarrow}</math>

Из водного раствора посредством кристаллизации выделяют нонагидрат нитрата алюминия. Кристаллогидраты с меньшим количеством воды получают из водных растворов азотной кислоты.

Безводный нитрат алюминия можно получить реакцией кристаллогидрата с избытком оксидом азота (V) (реакция (1)) или безводного хлорида алюминия с нитратом хлора (реакция (2)):

<math>\mathsf{Al(NO_3)_3\cdot9H_2O+9N_2O_5\longrightarrow Al(NO_3)_3+18HNO_321:20, 30 августа 2023 (+04)~(1)}</math>

<math>\mathsf{AlCl_3+3ClNO_3\longrightarrow Al(NO_3)_3+3Cl_221:20, 30 августа 2023 (+04)~(2)}</math>

Промышленное производство

В промышленности безводный нитрат алюминия получают взаимодействием оксида или гидроксида алюминия с оксидом азота (V):

<math>\mathsf{Al_2O_3+3N_2O_5\longrightarrow 2Al(NO_3)_3}</math>

<math>\mathsf{Al(OH)_3+3N_2O_5\longrightarrow Al(NO_3)_3+3HNO_3}</math>

В случае использования бромида алюминия в качестве исходного сырья для синтеза, реакция идёт в две стадии:

<math>\mathsf{2AlBr_3+8N_2O_5=2[NO_2]^-[Al(NO_3)_4]^++3Br_2+6NO_2}</math>

<math>\mathsf{2[NO_2]^-[Al(NO_3)_4]=2Al(NO_3)_3+4NO_2+O_2}</math>

Применение

Соединение используется в текстильной промышленности как протрава при крашении тканей, для дубления кожи, в производстве нитей накаливания, в качестве катализатора при очистке нефти, антикоррозионного агента; в производстве изоляционных бумаг, нагревательных элементах, антиперспирантов; в ядерной физике.

Опасность

ЛД₅₀ (крысы, перорально) = 4,28 г/кг.

Литература

1. Шаблон:Книга

• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга

Ссылки

• Синтез нитрата алюминия на сайте Youtube. Шаблон:WaybackШаблон:Ref-en