Hliník je amfoterní kov. Elektronová konfigurace atomu hliníku je 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1. Na své vnější elektronové vrstvě má ​​tedy tři valenční elektrony: 2 na podúrovni 3s a 1 na podúrovni 3p. Díky této struktuře se vyznačuje reakcemi, v jejichž důsledku atom hliníku ztrácí tři elektrony z vnější úrovně a získává oxidační stav +3. Hliník je vysoce reaktivní kov a vykazuje velmi silné redukční vlastnosti.

Obsah

  1. Interakce hliníku s jednoduchými látkami
  2. s kyslíkem
  3. s halogeny
  4. se sírou
  5. s dusíkem
  6. s uhlíkem
  7. Interakce hliníku s komplexními látkami
  8. s vodou
  9. s oxidy kovů
  10. s neoxidačními kyselinami
  11. s oxidačními kyselinami
  12. – koncentrovaná kyselina sírová
  13. – koncentrovaná kyselina dusičná
  14. – zředěná kyselina dusičná
  15. s alkáliemi

Interakce hliníku s jednoduchými látkami

s kyslíkem

Když se absolutně čistý hliník dostane do kontaktu se vzduchem, atomy hliníku umístěné v povrchové vrstvě okamžitě interagují s kyslíkem ve vzduchu a vytvoří tenký, desítky atomárních vrstev tlustý, odolný oxidový film složení Al.2O3, který chrání hliník před další oxidací. Je také nemožné oxidovat velké vzorky hliníku ani při velmi vysokých teplotách. Jemný hliníkový prášek však hoří docela snadno v plameni hořáku:

s halogeny

Hliník velmi energicky reaguje se všemi halogeny. Reakce mezi směsným hliníkovým a jódovým práškem tedy nastává již při pokojové teplotě po přidání kapky vody jako katalyzátoru. Rovnice pro interakci jódu s hliníkem:

Hliník také reaguje s bromem, což je tmavě hnědá kapalina, bez zahřívání. Jednoduše přidejte vzorek hliníku do tekutého bromu: okamžitě začne prudká reakce, která uvolňuje velké množství tepla a světla:

K reakci mezi hliníkem a chlórem dochází, když se do baňky naplněné chlórem přidá zahřátá hliníková fólie nebo jemný hliníkový prášek. Hliník účinně hoří v chlóru podle rovnice:

se sírou

Při zahřátí na 150-200 o C nebo po zapálení směsi práškového hliníku a síry mezi nimi začíná intenzivní exotermická reakce s uvolňováním světla:

sulfidu hliník

s dusíkem

Když hliník reaguje s dusíkem při teplotě asi 800 o C, vzniká nitrid hliníku:

s uhlíkem

Při teplotě asi 2000 o C hliník reaguje s uhlíkem a tvoří karbid hliníku (methanid), obsahující uhlík v oxidačním stavu -4, jako v metanu.

Interakce hliníku s komplexními látkami

s vodou

Jak bylo uvedeno výše, stabilní a odolný oxidový film Al2O3 zabraňuje oxidaci hliníku na vzduchu. Stejný ochranný oxidový film činí hliník inertním vůči vodě. Při odstraňování ochranného oxidového filmu z povrchu metodami, jako je ošetření vodnými roztoky alkálie, chloridu amonného nebo solí rtuti (amalgiace), hliník začne prudce reagovat s vodou za vzniku hydroxidu hlinitého a plynného vodíku:

ČTĚTE VÍCE
Která nepřilnavá vrstva je lepší: Teflon nebo keramika?

s oxidy kovů

Po zapálení směsi hliníku s oxidy méně aktivních kovů (v řadě aktivit vpravo od hliníku) začíná extrémně prudká, vysoce exotermická reakce. V případě interakce hliníku s oxidem železitým se tedy vyvine teplota 2500-3000 o C. V důsledku této reakce vzniká roztavené železo o vysoké čistotě:

Tento způsob získávání kovů z jejich oxidů redukcí hliníkem se nazývá aluminotermie nebo aluminotermie.

s neoxidačními kyselinami

Interakce hliníku s neoxidačními kyselinami, tzn. s téměř všemi kyselinami, kromě koncentrované kyseliny sírové a dusičné, vede k tvorbě hlinité soli odpovídající kyseliny a plynného vodíku:

2A0 + 6H+ = 2A3+ + 3H2 0;

s oxidačními kyselinami

– koncentrovaná kyselina sírová

K interakci hliníku s koncentrovanou kyselinou sírovou za normálních podmínek a při nízkých teplotách nedochází v důsledku efektu zvaného pasivace. Při zahřátí je reakce možná a vede k tvorbě síranu hlinitého, vody a sirovodíku, který vzniká v důsledku redukce síry, která je součástí kyseliny sírové:

Taková hluboká redukce síry z oxidačního stavu +6 (v H2SO4) do oxidačního stavu -2 (v H2S) dochází v důsledku velmi vysoké redukční schopnosti hliníku.

– koncentrovaná kyselina dusičná

Koncentrovaná kyselina dusičná za normálních podmínek pasivuje i hliník, což umožňuje jeho skladování v hliníkových nádobách. Stejně jako v případě koncentrované kyseliny sírové je interakce hliníku s koncentrovanou kyselinou dusičnou umožněna silným zahřátím a reakce probíhají převážně paralelně:

– zředěná kyselina dusičná

Interakce hliníku se zředěnou kyselinou dusičnou ve srovnání s koncentrovanou kyselinou dusičnou vede k produktům hlubší redukce dusíku. Místo NO může v závislosti na stupni zředění vzniknout N2O a NH4NE3:

s alkáliemi

Hliník reaguje jak s vodnými roztoky alkálií:

a s čistými alkáliemi během fúze:

V obou případech reakce začíná rozpuštěním ochranného filmu oxidu hlinitého:

V případě vodného roztoku začne hliník zbavený ochranného oxidového filmu reagovat s vodou podle rovnice:

Výsledný hydroxid hlinitý, který je amfoterní, reaguje s vodným roztokem hydroxidu sodného za vzniku rozpustného tetrahydroxoaluminátu sodného: