Формула алюминия

Определение и формула алюминия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

В обычных условиях алюминий представляет собой вещество серебристо-белого цвета (рис. 1).

Легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы. Кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке. Обладает высокой электрической проводимостью и теплопроводностью. На воздухе быстро покрывается тонким слоем оксида.

Рис. 1. Алюминий. Внешний вид.

Химическая формула алюминия

Химическое обозначение алюминия – Al от латинского слова «aluminium». Этот химический элемент расположен в третьем периоде в IIIA группе Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Относится к элементамp-семейства. Металл. Относительная атомная масса алюминия равна 26,9815 а.е.м.

Электронная формула алюминия

В ядре атома алюминия содержится 13 протонов и 14 нейтронов (массовое число равно 27). В атоме алюминия есть три энергетических уровня, на которых находятся 13 электронов (рис. 2).

Рис. 2. Строение атома алюминия.

Электронная формула атома алюминия в основном состоянии имеет следующий вид:

+13Al)₂)₈)₃;

1s²2s²2p⁶3s²3p¹.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Вычислите объем водорода (нормальные условия), который образуется при растворении алюминия массой 8,1 г в водном растворе щелочи.

Решение

Так как в условии задачи не указано конкретно, в растворе какой именно щелочи растворили алюминий, то пусть это будет гидроксид натрия. Запишем уравнение реакции:

2Al + 2NaOH_conc + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑.

Рассчитаем количества вещества алюминия (молярная масса – 27 г/моль):

n = m / M;

n(Al) = m(Al) / M(Al);

n(Al) = 8,1 / 27 = 0,3 моль.

Согласно уравнению реакции n(Al) : n(H₂) = 2:3, значит,

n(H₂) = 3/2 × n(Al);

n(H₂) = 1,5 × 0,3 = 0,45 моль.

Вычислим объем выделившегося водорода:

V = n × V_m;

V(H₂) = n (H₂) × V_m;

V(H₂) = 0,45 × 22,4 = 10,08 л.

Ответ

Объем водорода равен 10,08 л

ПРИМЕР 2

Задание

Рассчитайте массу осадка, который образуется, если к раствору, содержащему сульфат алюминия массой 7,1 г, прилить избыток водного раствора аммиака.

Решение

Запишем уравнение реакции взаимодействия сульфата алюминия с водным раствором аммиака:

Al₂(SO₄)₃ + 6(NH₃×H₂O)_{conc., cold} = 2Al(OH)₃↓ + 3(NH₄)₂SO₄.

В результате реакции образовался осадок – гидроксид алюминия.

Рассчитаем количество вещества сульфата алюминия (молярная масса – 342 г/моль):

n = m / M;

n(Al₂(SO₄)₃) = m(Al₂(SO₄)₃) / M(Al₂(SO₄)₃);

n(Al₂(SO₄)₃) = 7,1 / 342 = 0,021 моль.

Согласно уравнению реакции n(Al₂(SO₄)₃) : n(Al(OH)₃) = 1:2, значит:

n(Al(OH)₃) = 2 × n(Al₂(SO₄)₃);

n(Al(OH)₃) = 2 × 0,021 = 0,042 моль.

Тогда, масса гидроксида алюминия (молярная масса – 78 г/моль) будет равна:

m = n × M;

m(Al(OH)₃) = n(Al(OH)₃) × M(Al(OH)₃);

m(Al(OH)₃) = 0,042 × 78 = 3,24 г.