Бор и алюминий

Министерство образования и науки РФ

Череповецкий Государственный Университет

Кафедра химии

Лабораторная работа № 2

Бор и алюминий

Выполнила студентка

группы 3ХТ-11

Щепеткова Галина

Проверил преподаватель

Балицкий С. Н.

Отметка о зачете:

2005-2006 учебный год

1.Цель работы:

Изучение свойств бора и алюминия и их соединений.

3.Ход работы.

Получение борной кислоты.

Опыт №1.

В пробирку с несколькими каплями горячего насыщенного раствора буры ввели несколько капель концентрированной серной кислоты. Нагреваем раствор буры. Пронаблюдали выпадение маленьких кристалликов борной кислоты.

Na₂B₄O₇+H₂SO_4(конц.)+5H₂O^t Na₂SO₄+4H₃BO_3

^белый

B₄O₇^2-+2H⁺+5H₂O^04H₃BO₃⁰

Свойства буры.

Опыт №2

Возьмем в пробирку немного раствора буры и испытаем его синей и красной лакмусовой бумажкой.

Na₂B₄O₇+7HOH2NaOH+4H₃BO₃

Красная лакмусовая бумажка стлала фиолетового цвета, а синяя – бесцветной. При гидролизе создается – щелочная среда.

Опыт №3

Смачиваем платиновую проволочку в дистиллированной воде, чтобы подцепить буру. Поместим в ушко платиновой проволочки несколько кристаллов буры и внесем в пламя горелки. Происходит плавление буры и образование прозрачного и стекловидного перла буры.

Опыт №4

Полученный перл опустим в пробирку с концентрированным раствором соли хрома и снова прокалим. В начале в растворе идет гидролиз соли по уравнению.

Cr₂(SO₄)₃ +6HOH2Cr(OH)₃+3H₂SO₄

Вследствие нагревания раствора происходит разложение гидроксида хрома по уравнению:

2Cr(OH)_3^t Cr₂O₃+3HOH

В итоге сплавление буры происходит с оксидом, а не солью:

Na₂B₄O₇ + Cr₂O_{3 }^t 2NaBO₂*2Cr(BO₂)₃

Получится стекловидная, круглой формы капелька

Опыт №5

Проделаем аналогичный опыт с концентрированным раствором соли кобальта. Образуется темно – розовый стекловидный расплав. Получились перла белого цвета. Поле того как мы повторили 4 опыт, у нас получилась сиреневого цвета кашица.

CoSO₄+ 2HOHCo(OH)₂+H₂SO₄

Co(OH)_2^tCoO+2H₂O

Na₂B₄O₇ +CoO2NaBO₂*Co(BO₂)₂

Взаимодействие алюминия с кислотами

Опыт №6

В две пробирки поместим небольшие количества Al, а за тем нальем разбавленных кислот (2H): в одну пробирку – соляной кислоты, а во вторую – азотной.

2Al+6HCl2AlCl₃+3H_2

Al⁰-3eAl⁺³ 2

2H^-+1e*2H⁰₂ 3

2Al⁰+6H^-2Al⁺³+3H⁰₂

При взаимодействии алюминия с соляной кислотой, протекает бурная реакция с выделением газа Н_2. При взаимодействии алюминия с азотной кислотой, реакция протекает менее бурно.

Опыт №7

Поместить в пробирку немного алюминия, а затем налить 1мл концентрированной серной кислоты и нагреть, происходи выделение сероводорода, с неприятным запахом.

8Al+15H₂SO_{4(конц.)}4Al₂(SO₄)₃+3H₂S+12H₂O

Al⁰-3еAl⁺³ 8

SO₄^2-+10H⁺+8еH₂S⁰+4H₂O⁰ 3

8Al⁰+3SO₄^2-+30H^+8Al⁺³+3H₂S⁰+12H₂O⁰

Опыт №8

В пробирку внесем немного алюминия и нальем1мл концентрированной азотной кислоты, раствор нагреем.

Al+6HNO_3Al(NO₃)₃+3NO_2+6H₂O

Al⁰-3еAl⁺³ 1

NO₃^-+2H⁺+1e  NO₂⁰+ H₂O⁰ 3

Al⁰+3NO₃^-+6H^+Al⁺³+3NO₂⁰+3H₂O⁰

Меняется цвет, имеет желто-оранжевый цвет, реакция протекает бурно, происходит помутнение раствора.

Взаимодействие алюминия с растворами щелочей

Опыт №9

Поместить в пробирку немного алюминия, а затем налить 3-4мл 30% - ного раствора NaOH. При слабом нагревании раствора наблюдаем выделение водорода. Раствор помутнел.

2NaOH+Al^t Na₂AlO₂+H_2

Амфотерность гидроокиси алюминия

Опыт №10

Нальем в пробирку несколько капель раствора соли алюминия и по каплям прибавим раствор NaOH до образования белого осадка Al(OH)₃.

Al₂(SO₄)₃+6NaOH3Na₂SO₄+ 2Al(OH)_3

2Al³⁺+6OH^-2Al(OH)₃⁰

Содержимое пробирки перемешаем и жидкость с осадком разольем в две пробирки. Затем в одну пробирку прильем разбавленной соляной кислоты, а в другую – раствор едкого натра до растворения осадка.

2Al(OH)₃+6HCl2AlCl₃+3H₂O

Al(OH)₃+NaOHNa[Al(OH)₄]

Гидролиз солей алюминия

Опыт №11

Нальем в пробирку несколько капель раствора сульфата алюминия и испытаем его красной и синей лакмусовой бумажкой.

Al₂(SO₄)₃+ 6HOH2Al(OH)₃+3H₂SO₄

C красной лакмусовой и синей бумажкой ничего не происходит. Кислая среда.

Опыт №12

Нальем в пробирку 1мл раствора сульфата алюминия и прибавим к нему раствор сульфида натрия. Образовался белый осадок.

Al₂(SO₄)₃+3Na₂SAl₂S_3+3Na₂SO₄

2Al³⁺+3S^2- Al₂S₃⁰

Происходит полный гидролиз сульфида алюминия:

Al₂S₃+ 6HOH2Al(OH)₃+3H₂S

Для того, чтобы убедится, что это гидроокись алюминия, осадок вместе с раствором разделим на две пробирки. В одну прибавим соляной кислоты, а в другую – раствор едкого натра. В обеих пробирках происходит растворение осадка.

2Al(OH)₃+6HCl2AlCl₃+3H₂O

Al(OH)₃+NaOHNa[Al(OH)₄]

Вывод:

Изучили свойства бора и алюминия и их соединений.

Борную кислоту получили в результате активного взаимодействия буры с концентрированной серной кислотой. При гидролизе буры щелочная реакция среды, при её плавлении получили перл буры. При сплавлении перла буры с раствором соли хрома получили стекловидную, круглой формы капельку, а с раствором соли кобальта – кашица сиреневого цвета.

Алюминий активно реагирует с растворами соляной и азотной кислот. С соляной – с выделением водорода, с азотной – с выделением оксида азота, с концентрированной серной – с выделением сероводорода. При реакции алюминия с щёлочью происходит образование амфотерного гидроксида алюминия с кислой реакцией среды. Соли алюминия, образованные сильной кислотой, подвергаются гидролизу в одну ступень, соли, образованные слабой кислотой, - необратимому гидролизу.

7. Литература:

1. Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. – М., 1981.

2. Пособие по химии для поступающих в вузы. – Московского университета., 1974.

3. Диск «Химия»