Lý thuyết Nhôm và hợp chất của nhôm

1. Nhôm

- Nằm ở ô số 13, chu kì 3, nhóm IIIA.

- Cấu hình electron: [Ne]3s²3p¹.

- Tính chất vật lí: là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi và dát mỏng; là kim loại nhẹ, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.

- Tính chất hóa học: Có tính khử mạnh: Al → Al³⁺ + 3e.

+ Tác dụng với phi kim (halogen; oxi)

+ Tác dụng với nước: khi phá bỏ lớp oxit trên bề mặt nhôm ( hoặc tạo thành hỗn hống Al - Hg), nhôm sẽ tác dụng với nước ở nhiệt độ thường

+ Tác dụng với dung dịch axit. Lưu ý nhôm bị thụ động hóa trong H₂SO₄ và HNO₃ đặc, nguội

+ Tác dụng với dung dịch kiềm.

+ Tác dụng với một số oxit kim loại( phản ứng nhiệt nhôm)

- Phương pháp điều chế: điện phân nhôm oxit nóng chảy ( xúc tác là criolit)

                      2Al₂O₃  \(\xrightarrow{{dpnc}}\)   4Al + 3O₂↑

- Ứng dụng:

+ Làm vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu vũ trụ

+ Dùng trong xây dựng nhà cửa và trang trí nội thất; dụng cụ nhà bếp

+ Làm dây dẫn điện thay cho đồng; hỗn hợp tecmit ( bột nhôm + oxit sắt) dùng để hàn đường ray

2. Hợp chất của nhôm

- Al₂O₃

+ Là chất rắn màu trắng, không tan trong nước, trong tự nhiên tồn tại cả dạng ngậm nước và dạng khan.

+ Là oxit lưỡng tính nên vừa tác dụng với axit vừa tác dụng với bazơ

                                     Al₂O₃ + 6H⁺  → 2Al³⁺ + 3H₂O.

                                     Al₂O₃ + 2OH^- +3H₂O → 2[Al(OH)₄]^-

+ Ứng dụng: dùng để sản xuất nhôm, chế tạo đá quý; sản xuất chất xúc tác cho tổng hợp hữu cơ

- Muối nhôm có nhiều ứng dụng quan trọng là phèn chua [K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O hay KAl(SO₄)₂.12H₂O].

- Al(OH)₃:

+ Là chất rắn, màu trắng, kết tủa ở dạng keo

+ Là hiđroxit lưỡng tính: Al(OH)₃ + 3H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂O.

                                      Al(OH)₃ + OH^- → [Al(OH)₄]^-         

  + Bị nhiệt phân hủy:    2 Al(OH)₃ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Al₂O₃ + 3H₂O.

- Muối nhôm sunfat

+ Tan trong nước tỏa nhiệt mạnh

+ Ứng dụng nhiều nhất là muối sunfat kép của nhôm và kali ngậm nước ( phèn chua) có công thức: K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃. 24H₂O, dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu trong nhuộm vải, chất làm trong nước

3. Ion Al³⁺: trong dung dịch được nhận biết bằng cách cho dung dịch NaOH vào từ từ cho đến dư:

- Đầu tiên xuất hiện kết tủa: Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃

- Sau đó kết tủa tan dần khi dư NaOH: Al(OH)₃ + OH^- → [Al(OH)₄]^-.