Гидроксиды алюминия - Алюминий и его свойства

Алюминий металл химия глинозем

Существует несколько разновидностей гидроксидов алюминия: диаспор, бемит, гиббсит, байерит, норстрандит.

Диаспор и бемит Al2O3*Н2О или AlO(OH) - полиморфные разновидности одноводного оксида алюминия, встречаются в природе в составе бокситов, кристаллизуются и ромбической системе и могут находиться в бокситах в кристаллической и скрытокристаллической формах. Элементарная ячейка кристаллической решетки диаспора и бемита состоит из ионов Al3+, ОH-, О2-. Плотность диаспора 3,3 - 3,5 г/см3, бемита 3 г/см3. При температуре около 500 °С диаспор и бемит теряют кристаллизационную воду, превращаясь в безводный глинозем. При этом диаспор превращается в б-Al2O3, а бемит - в г-Al2O3:

Al2O3*H2O (бемит) +147,8 кДж = г-Al2O3+H2O, Al2O3*H2O (диаспор) +133кДж = б-Al2O3 + H2O.

В щелочных растворах диаспор и бемит растворяются только при высоких температурах, при этом диаспор растворяется значительно хуже бемита.

Гиббсит (гидраргиллит) - трехводный оксид алюминия Al2O3*3H2O, или Al(OH)3 встречается в природе в составе бокситов и является промежуточным продуктом при производстве глинозема щелочными способами. В бокситах гиббсит находится в трех модификациях: аморфной, скрытокристаллической и кристаллической.

Кристаллизуется гиббсит в моноклинной системе; кристаллическая решетка его построена из ионов Al3+ и ОН-. Плотность гиббсита 2,3-2,4 г/см3.

В обыкновенных условиях гиббсит - наиболее устойчивая форма гидроксида алюминия.

При нагревании до 200-250 °С гиббсит теряет две молекулы кристаллизационной воды и превращается в бемит

Al2O3*3H2O +152 кДж = Al2O3*H2O (бемит) + 2H2O.

При дальнейшем нагревании бемит, как мы знаем, переходит в г-Al2O3, который в свою очередь переходит в б-Al2O3. По мнению многих исследователей, превращение гиббсита в б-Al2O3 - более сложный процесс, и происходит он через ряд других промежуточных фаз. Гиббсит хорошо растворяется в щелочах и кислотах.

Банерит имеет такую же химическую формулу, что и гиббсит. В природе байерит не встречается. Оп может быть получен, например, при медленном пропускании углекислого газа через алюминатный раствор или при самопроизвольном разложении раствора при комнатной температуре. Плотность баиерита 2,55 г/см3.

Байерит - неустойчивое метастабильное соединение и при обыкновенной температуре превращается в гиббсит. С повышением температуры, а также степени дисперсности стойкость байерита уменьшается. В щелочных растворах байерит растворяется лучше гиббсита.

Известна еще третья модификация трехводного оксида алюминия - нордстрандит, которая впервые была синтезирована в 1956 г. Нордстрандит представляет собой прозрачные кристаллы моноклинной системы. Плотность нордстрандита 2,436 г/см3.

При быстром осаждении гидроксида алюминия из солевых растворов образуется студенистый осадок - алюмогель, не имеющий кристаллического строения, содержащий большое количество воды и обладающий высокой химической активностью. Алюмогель, как и банерит, неустойчив и с течением времени превращается в гиббсит. Кристаллизация алюмогеля происходит медленно и сопровождается обезвоживанием. Этот процесс называют старением алюмогеля. Высушенный при 300-400 °С алюмогель обладает хорошими адсорбционными свойствами.

Похожие статьи




Гидроксиды алюминия - Алюминий и его свойства

Предыдущая | Следующая