napravio sam natrijev aluminat, NaAlO2 te sam u drugoj epruveti napravio aluminijev klorid, AlCl3...dodao sam u epruvetu NaHCO3 da se neutralizira ostatak kloridne kiseline, i pojavila se pjena i to sve, al kad sam dodao kloridne kiseline u NaAlO(da neutraliziram ostatak NaOH), pojavilo se smeđe obojenje otopine, i nisam bio siguran šta je to pa mislim da je to aluminijev n-oksid (nešto kao manganov heptoksid), jel me možete ispraviti ako griješim? Pomješao sam te dvije otopine, i trebala se dogoditi ionska zamjena, zamislio sam da je ovakva jednađba: 3NaAlO2+AlCl3=3NaCl+Al(AlO2)3, ali nije bilo nikakve vidljive promjene, te nemogu zalkjučit jel došlo do promjene ili nije pa vas molim da mi to kažete, jel došlo do reakcije ili ne? Također me zbunjuje to što kad zagrijavam epruvetu s Aluminijevim kloridom dolazi do oslobađanja puno plina, i voda jako brzo ispari zajedno s AlCl3, pa me zanima zašto voda tako brzo ispari, puno brže nego obična voda?

Ime i prezime: Bono Vidaković bono1997@gmail.com

 

Pretpostavljam da si aluminijeve spojeve spravljao otapanjem aluminijske folije u natrijevoj lužini i klorovodičnoj kiselini jer smeđe smeće možeš jedino tako dobiti. Aluminijevi spojevi su beznadno bezbojni, osim ako anion ne bude obojen. Ono smeđe obojenje po svojoj prilici potječe od laka (ili čega već) s aluminijske folije. Sam lak je bezbojan, ali grijanjem se karbonizira pa nastane smeđa krutina (vjerojatno čađa) koja unakazi otopinu. Filtriranjem otopine vjerojatno ćeš se riješiti tog obojenja, a ono se može izbjeći i tako da ne otapaš aluminijsku foliju u jako koncentriranim lužinama ili kiselinama (možda si primijetio da se otapanjem aluminija takva otopina jako zagrije) ili da uzmeš neki drugi izvor aluminija (možda bi mogli poslužiti komadi aluminijskih okvira za prozore ili vrata, ako aluminij nije legiran s previše željeza).

Što se dobivanja aluminijevog aluminata tiče, rekao bih da je ono što imaš u otopini natrijevog aluminata vjerojatno bliže anionu [Al(OH)4]− negoli anionu AlO2−. Takva vrsta postoji samo u jako lužnatim otopinama i već razređivanjem običnom (destiliranom) vodom počet će taložiti aluminijev(III) hidroksid. Kreneš li umjesto toga dodavati kiselinu, zbit će se u početku opet isto. Kako se otopina bude bližila neutralnosti, sve će više tetrahidroksoaluminatnih jedinki ispadati iz otopine kao aluminijev(III) hidroksid dok u nekom času gotovo sav aluminij ne bude tako istaložen. Kreneš li dalje zakiseljavati, aluminijev(III) hidroksid će se početi nazad otapati, ali sad će u otopini biti prisutan kao hidratirani kation [Al(H2O)6]3+. Dodaš li dovoljno kiseline, otopit će se sav aluminijev hidroksid.
U tvojem pokusu taj se postupni proces pokušava izbjeći naglim miješanjem otopine aluminijeve soli i aluminata. No, naglo miješanje tu ne pomaže puno. Reakcije u kojima se vežu nekakvi ioni ili razmjenjuju protoni prebrze su da bi ih se dalo tako nadmudriti. Uvijek će nastati aluminijev hidroksid. Ipak, pretpostavimo li da si stvarno uspio dobiti aluminijev aluminat, taj bi se proces mogao opisati jednadžbom:

[Al(H2O)6]3+(aq) + 3 [Al(OH)4]−(aq) → [Al(H2O)6][Al(OH)4]3(s)

Formula tog spoja može se zapisati i kao Al4(OH)12(H2O)6, što je isto kao i (Al(OH)3)2(H2O)3 što će reći da se spoj sastavom ne razlikuje bitno od aluminijevog hidroksida. No, pisanje formula bez poznavanja sastava produkata je spekulativni posao i ovdje sam se u to upustio pnajviše zato da pokažem da bi i uspjeh vjerojatno bio neuspjeh. Utješno može biti tek to da, počevši od aluminijevog oksida, postoji gomila različito hidratiranih spojeva koji vjerojatno nisu uvijek stehiometrijski, a do struktura im je teško doći jer su vrlo neskloni kristaliziranju. Točna određivanja sastava se mogu izvesti, ali nisu pretjerano pouzdana jer nekad nije trivijalno utvrditi je li uzorak bio mokar ili je voda bila uključena u strukturu, samo vrlo slabo vezana.
Razlog što nisi dobio niti taj sumnjivi aluminijev hidroksid je pak vrlo jednostavan: očito nisi kontrolirao koliko imaš kiseline i lužine niti koliko si točno aluminija otopio. Isto vrijedi i za dodatak natrijevog hidrogenkarbonata. Posljedično, neka od komponenti je bila u dovoljnom suvišku da se otopi sav eventualno nastali aluminijev hidroksid. Općenito se u kemiji reaktante važe kako nakon reakcije ne bi ostalo viška. Ako i nemaš precizne vage, opet postoji način da si osiguraš da u reakcijama bude otopljena sva kiselina odnosno sva lužina. Trebaš samo otapati aluminij dok god bude išlo. Nakon što se aluminij više ne bude otapao, možeš zaključiti da je utrošena sva lužina ili kiselina i izvaditi neizreagirali komad aluminija. Korisno je otopinu još zakuhati, ali ako je bila koncentrirana, reakcijom će sigurno zavrijeti pa sporost reakcije pri kraju neće biti naročit problem.
Kad pomiješaš tako dobivene otopine, puno ćeš vjerojatnije dobiti aluminijev hidroksid, ali, sad kad znaš da nastaje upravo taj spoj, možda ti isti neće biti toliko zanimljiv. K tomu, puno ga je lakše dobiti jednostavnim dodatkom otopine sode u otopinu aluminijevog klorida. Prvo nastane aluminijev karbonat, ali taj se odmah raspada dajući hidroksid.

Pitanje o hlapljenju otopine me malo zbunilo pa sam išao provjeriti što se zbilja zbiva. Vrelište destilirane vode svakako je niže od vrelišta koncentrirane vodene otopine aluminijevog klorida, a i nivo tekućine u epruveti se također brže spuštao tamo gdje je bila čista voda. Moja zapažanja su prema tomu drugačija od tvojih. No, opet postoji pitanje kako si ti to točno izveo. Ja sam obje epruvete grijao u istoj uljnoj kupelji kako bih osigurao da im temperatura bude ista. Prije toga sam isto izveo s fenom (malo jačim, zapravo sušilom za boje) i onda mi je prvo zavrela otopina aluminijevog klorida. Moguće da je stvar u toplinskom kapacitetu otopine (lakše je i brže zagrijati onu s manjim, samo što nisam siguran da će otopina imati manji toplinski kapacitet od otapala), a možda sam jednostavno tako držao epruvete. Uglavnom, ako u svoja opažanja želiš biti siguran, moraš ponoviti pokus i to tako da izbjegneš što više utjecaja koji te ne zanimaju. Puko grijanje na rešou ili s plamenikom može dovesti tek do grubih zaključaka koji ne moraju biti čak niti točni.
Aluminijev klorid nije hlapljiva supstanca i očekivao bih da će, nakon što ispari sva voda, zaostati kao krutina. Moguće je da u otopini nisi imao mnogo tog spoja te da nisi obratio dovoljno pozornosti talogu koji je zaostao po isparavanju vode (pogotovo ako si uzeo običnu, a ne destiliranu vodu). Ipak, nije nemoguće da ti je dio spoja stvarno ishlapio skupa s vodom. Takova pojava razlogom je što se destilacijom obično ne može dobiti savršeno čista tekućina.
Za plin koji se oslobađao bih najprije rekao da je vodena para, ali opet je pitanje što si točno grijao, otopinu aluminijevog klorida ili ono što si dobio otapanjem aluminijske folije u klorovodičnoj kiselini. Kuhanjem klorovodične kiseline oslobodit će se hrpa klorovodika što ćeš osjetiti po oštrom mirisu, a i vrenje će početi prije. Zato opet mogu reći da ne mogu puno toga zaključiti ako ne opišeš što si točno radio.
S druge strane, kako sam prije nekoliko godina i sâm postavljao slična pitanja, preporučio bih da, ako bude još kakvih neobičnih opažanja, prvo napraviš neki kontroliran pokus odnosno da pokušaš broj varijabli svesti na minimum, a zatim da opišeš što si točno radio u pokusu i što si točno koristio. Također bi bilo korisno da se držiš što čišćih kemikalija (za početak, destilirana voda umjesto obične) kad god radiš nešto novo. Kod eksperimenata sa sigurnim ishodima se već može ići na manju preciznost, barem ako si siguran da neće škoditi.

Pozdrav,

Odgovorio: Ivica Cvrtila   icvrtila@chem.pmf.hr

<-- Povratak

 

Opširnom Ivičinom odgovoru dodao bih još i podatak da u časopisu Priroda br. 11 iz 2010. godine postoji moj članak naslovljen "Tajna crvenog mulja". Tema članka je kemija aluminijevih spojeva s naglaskom na postupak priprave glinice iz boksita.

Pozdrav,

Odgovorio: Tomislav Portada   tportad@irb.hr

<-- Povratak

 
Postavite pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika.

copyright 1999-2000 e_škola_________kemija