KÉMIA, alumínium amfotersége sav- és lúgoldatban. Nem teljesen tiszta, valaki segít?

Valóban nem könnyű fogalmakról van szó, de azért hadd próbálkozzam, hátha tudok segíteni.

Tehát ugye van egy akvakomplexünk, amiről azt írja a könyv, hogy bázis (NaOH) hatására savként viselkedik. Logikus, hiszen a víz eleve amfoter jellegű, protonfelvételre és protonleadásra is képes, tehát mindig a reakciópartneréhez igazodik. Ha ez egy bázis, akkor a víz bizony savként fog viselkedni. Mi a sav? Protonleadásra képes anyag. Ha a víz protont ad le, akkor OH(-) ion keletkezik. Az eredeti akvakomplex vízmolekulái OH- ionokká váltak, ezért lesz a keletkező csapadék az Al(OH)3. Megjegyzés: az akvakomplexben 6 víz van, mert ott csak másodrendű kötések tartják össze a komplexet, tehát "elfér" az alumínium közelében 6 víz. De ebből 3 víznek le kell hasadnia és csak a maradék 3 vízből tud OH- ion keletkezni, mert ez már elsőrendű kötés, az Al pedig 3+ töltésű, nem tűr meg 6 OH- iont.

Aztán, további NaOH hatására a csapadék ismét feloldódik. Megint logikus. Ha pont sztöchiometrikus mennyiségben adom neki a bázist, akkor nincs elég OH- ion a komplexképzéshez. De ha többet adok neki, akkor az Al atom tud komplexálni még egy OH- iont, és az így keletkező nátrium-tetrahidroxo-aluminát már jól oldódik vízben (ionos vegyület lévén, mármint ami a Na+ és [Al(OH)4]- ionok kapcsolatát illeti). Node mi történik ha ehhez savat adunk? A sav protonleadásra képes, tehát megprotonálja az egyik OH- iont, ami semleges vízmolekulaként távozik. Mi maradt vissza? Hát éppen egy Al(OH)3, ami rossz oldhatósága miatt csapadékként kiválik. Ezért írja a könyv hogy az [Al(OH)4]- bázisként viselkedik. Hiszen, ha savat hozzá és megprotonálom, akkor ő éppen egy bázis, hiszen elfogadta a protont a savamtól, tehát protonfelvételre képes anyagként viselkedett. És akkor megint ott tartunk, hogy további sav adagolása megint feloldja a cundert, mivel az Al(OH)3 ugyanolyan jó bázis mint a többi fém-hidroxid (NaOH például), csak rossz oldhatósága miatt nem annyira okoz lúgos kémhatást. De attól még sav hatására bázisként reagál, és az OH- ionok megprotonálódásával ismét semleges vízmolekulák keletkeznek, amik másodrendű kötéssel azonnal koordinálódnak is az Al3+ ionra, létrehozva az akvakomplexet.

Az egyesített reakcióegyenlet kb. így néz ki:

Al(elemi) ---(sav vizes oldata)---> [Al(H2O)6]3+ ---(sztöch. NaOH)---> Al(OH)3 ---(több NaOH)---> [Al(OH)4]- ---1 ekvivalens sav---> Al(OH)3 ---(még 3 ekv. sav)---> Al3+ pontosabban ismét annak akvakomplexe: [Al(H2O)6]3+

A "viselkedik" szót és az előtte lévő szavakat töröld a szövegből és értelmessé válik.

"Ha a keletkezett oldathoz NaOH-oldatot adagolunk, akkor kicsapódik az alumínium hidroxid."

"Ha a hidroxokomplexet tartalmazó oldatot savanyítjuk, ismét kicsapódik az alumínium hidroxid."

"További sav adagolására a csapadék beoldódik."

[Al(H2O)6]3+ ez az akvakomplex

ha kihagyod az képletből a akva= vizet és a komplexet akkor marad a : Al3+ tehát , úgy viselkedik mint akármelyik fém pl a nátrium, vízben pozitív ion lesz : Na+ .

Az alumínium mint amfoter vegyület nem Al3+ -ként disszociál vízben, hanem a képletben szereplő 6 vízzel képet komplexet. ( Persze az a nátriumnál nem lényeges ezért soha nem írjuk mellé, hogy hány víz molekula alkotja a hidrát-burkot)

az amfoter tulajdonság alapján lúgban is kell oldódnia.

ekkor keletkezik az aluminát- ion ez a: "[Al(OH)4]-" de ez csak akkor jön létre, van kellő mennyiségű lúg felesleg, tehát az egy Al -ra jutó 4 OH- -on kívül még kell, hogy feleslegben legyen OH-. ( az OH- koncentráció <--> pH összefüggés ismerete szükséges)

Ha kisebb a pH akkor nem elégségesek a feltételek, nemfémes tulajdonság érvényesüléséhez, bomlik az aluminát szerkezet és kicsapódik az alumínium hidroxid. Ha tovább savazzuk a rendszert ismét a fémes tulajdonság kerül előtérbe és AL3+ -ként oldódik a be.

Sajnos én sem tudok konkrét pH értékeket hozzárendelni a lépésekhez, pedig sokkal egyszerűbben lehet leírni a folyamatot konkrét számokkal, mert a leírás végül is erről szól, hogy egy adott Al tartalmú oldathoz savat illetve lúgot adagolunk (--> változtatjuk a pH-ját) és figyeljük, hogy mi történik.

Savas tartományban Al3+ fém ionként oldódik ( mint pl. Na+)

Lúgos tartományban nemfémes vegyületként Al[OH]4 - ( mint pl SO3 2- )

Semleges tartományban kiválik a víz-oldhatatlan Al(OH)3

Ha ez érthető akkor lehet visszarakni az elején törölt szavakat, mert az magyarázza, hogy miért történik a felvázolt történet.