Сульфат алюминия Al2(SO4)3: свойства, получение, применение

Сульфат алюминия Al2(SO4)3 — средняя растворимая соль, образованная амфотерным слабым основанием и сильной кислотой, молярная масса 342 г/моль.

Ключевые факты

Формула
Al2(SO4)3
Класс
соль (средняя, растворимая)
Молярная масса
342 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 342,14 г/моль
Другие названия
сернокислый глинозём (техническое название)
Состояние
твёрдое кристаллическое вещество
Степени окисления
Al +3, S +6, O −2
Связи
ионная между Al3+ и SO42−, внутри сульфат-иона ковалентная полярная
Кристаллическая решётка
ионная
Амфотерность
гидроксид алюминия растворяется и в кислотах, и в избытке щёлочи

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое сульфат алюминия?

Сульфат алюминия — белая кристаллическая соль, которая лежит в основе очистки воды в городских системах: добавленная в воду, она образует хлопья гидроксида алюминия и уносит с собой взвесь. От алюминиевых квасцов она отличается тем, что в её составе нет второго катиона.

Катион Al3+ принадлежит амфотерному металлу, и это даёт веществу сразу три особенности. Раствор гидролизуется по катиону и становится кислым, с карбонатами идёт необратимый совместный гидролиз, а при добавлении щёлочи сначала выпадает осадок, который в избытке реагента растворяется.

Какие физические свойства у сульфата алюминия?

Физические свойства: сульфат алюминия Al2(SO4)3
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое кристаллическое вещество
Цвет и запахбелый порошок или кристаллы, без запаха
Растворимость в водехорошая: около 36 г безводной соли в 100 г воды при 20 °C
Термическая устойчивостьпри сильном нагревании выше 700 °C разлагается на оксид алюминия и оксид серы(VI)
Среда растворакислая, рН меньше 7

Какие химические свойства у сульфата алюминия?

Типичные реакции сульфата алюминия — обмен со щелочами с учётом амфотерности, совместный гидролиз с карбонатами и осаждение сульфат-иона солью бария. Важно помнить, что в избытке щёлочи образуется растворимый комплекс, а с аммиаком осадок не растворяется.

  1. Со щёлочью (в недостатке): белый осадок гидроксида алюминияAl2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4
  2. С избытком щёлочи: осадок растворяется, получается тетрагидроксоалюминатAl2(SO4)3 + 8NaOH → 2Na[Al(OH)4] + 3Na2SO4
  3. С водным раствором аммиака: осадок остаётсяAl2(SO4)3 + 6NH3 + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3(NH4)2SO4
  4. С карбонатом натрия: осадок и газ одновременноAl2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4 + 3CO2↑
  5. С хлоридом барияAl2(SO4)3 + 3BaCl2 → 3BaSO4↓ + 2AlCl3

Осадок гидроксида алюминия растворяется в избытке сильной щёлочи, но не растворяется в избытке слабого основания, водного аммиака. По этому различию ион алюминия отличают от ионов цинка.

Как получают сульфата алюминия?

В промышленности

Сульфат алюминия получают обработкой серной кислотой оксида алюминия из боксита или глины. Кислотой действуют при нагревании, потом раствор упаривают и охлаждают.

  • Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O

В лаборатории

В лаборатории соль получают растворением алюминия или его гидроксида в разбавленной серной кислоте. Реакция металла идёт с выделением водорода.

  • 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑
  • 2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O

Как распознать сульфат алюминия? Качественная реакция

Ион алюминия определяют по щёлочи: выпадает белый студенистый осадок гидроксида алюминия, который растворяется в избытке щёлочи и в кислотах. Для сульфат-иона используют ионы бария.

  • Al3+ + 3OH− → Al(OH)3↓

Где применяют сульфата алюминия?

  • очистка питьевой и сточных вод коагуляцией;
  • проклейка бумаги в целлюлозно-бумажной промышленности;
  • протрава при крашении тканей и дублении кожи;
  • компонент пенных огнетушителей в паре с питьевой содой.

Меры предосторожности. Пыль и концентрированный раствор раздражают кожу, глаза и дыхательные пути. Растворы нельзя смешивать с содой и щёлочью в закрытой посуде: бурно выделяется газ.

Чему равна молярная масса сульфата алюминия?

M(Al2(SO4)3) = 2·27 + 3·32 + 12·16 = 342 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 342,14 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где сульфат алюминия встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса сульфата алюминия?

M(Al2(SO4)3) = 2·27 + 3·32 + 12·16 = 54 + 96 + 192 = 342 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 342,15 г/моль.

Почему сульфат алюминия очищает воду?

В воде ион алюминия гидролизуется и образует хлопья гидроксида алюминия. Хлопья захватывают взвешенные частицы и оседают вместе с ними, и вода становится прозрачной.

Чем отличаются сульфат алюминия и алюминиевые квасцы?

Квасцы — двойная соль KAl(SO4)2·12H2O, в её составе есть ещё и калий. Сульфат алюминия содержит только катион алюминия и сульфат-ионы.

Что происходит при добавлении щёлочи к сульфату алюминия в избытке?

Сначала выпадает белый осадок гидроксида алюминия, а при добавлении избытка щёлочи он растворяется с образованием тетрагидроксоалюмината натрия, и раствор снова становится прозрачным.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: алюминий Al, сера S, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники