Nhôm và Hợp chất (Al, Al₂O₃, Al(OH)3)

1. Tính chất của Nhôm (Al)

Nhôm (Al) nằm ở ô 13, nhóm IIIA. Là kim loại nhẹ (D=2,7 g/cm³), màu trắng bạc, dẻo (dễ dát mỏng làm giấy bạc gói thực phẩm), dẫn điện và nhiệt rất tốt (kém hơn Cu nhưng nhẹ hơn nên làm dây cáp điện cao thế).

Nhôm có tính khử mạnh, chỉ đứng sau kim loại kiềm và kiềm thổ: Al ⟶ Al³⁺ + 3e.

Các phản ứng đáng chú ý của Nhôm:

• Thụ động hóa: Nhôm KHÔNG tác dụng với HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc nguội. Điều này cho phép dùng thùng nhôm để chuyên chở các axit này.
• Phản ứng với nước: Vật bằng nhôm (nồi, mâm) không phản ứng với nước sôi vì có một lớp màng Al₂O₃ cực mỏng nhưng rất đặc khít bảo vệ, ngăn không cho nước tiếp xúc. Phá bỏ lớp màng này, Al tác dụng được với nước.
• Phản ứng với dung dịch kiềm (NaOH): Màng Al₂O₃ bị bazơ hòa tan, sau đó Nhôm trực tiếp phản ứng với dung dịch NaOH giải phóng H₂. Do đó không dùng nồi nhôm để đựng nước vôi trong hoặc hóa chất có tính kiềm.
  2Al + 2NaOH + 2H₂O ⟶ 2NaAlO₂ (Natri aluminat) + 3H₂↑
• Phản ứng Nhiệt nhôm: Bột nhôm trộn với bột oxit sắt (Fe₂O₃) đun nóng sinh ra sắt nóng chảy (hơn 2500^oC), dùng hàn đường ray tàu hỏa.

2. Hợp chất của Nhôm (Tính Lưỡng tính)

2.1. Nhôm Oxit (Al₂O₃)

Là chất rắn màu trắng, chịu nhiệt cực tốt (nóng chảy 2050^oC). Trong tự nhiên tồn tại dưới dạng đá saphia (xanh), hồng ngọc (ruby). Nó là oxit lưỡng tính, vừa tác dụng axit, vừa tác dụng bazơ.

Al₂O₃ + 2NaOH ⟶ 2NaAlO₂ + H₂O

2.2. Nhôm Hiđroxit Al(OH)3

Là chất rắn màu trắng dạng kết tủa keo. Nó là hiđroxit lưỡng tính. Nếu ta nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch muối AlCl₃, ban đầu sẽ thấy kết tủa trắng xuất hiện, sau đó nếu NaOH dư thì kết tủa sẽ bị tan ra bớt dần tạo dung dịch trong suốt.

Al(OH)₃ + NaOH ⟶ NaAlO₂ + 2H₂O

2.3. Phèn chua

Công thức: K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O. Có tính làm trong nước nhờ khả năng tạo kết tủa keo Al(OH)₃ cuốn các hạt bụi bẩn lắng xuống. Dùng nhiều trong công nghiệp giấy, nhuộm vải.

3. Điều chế Nhôm

Quặng boxit (Al₂O₃.2H₂O) lẫn tạp chất Fe₂O₃, SiO₂. Sau khi làm sạch tạo Al₂O₃ nguyên chất, ta thực hiện điện phân nóng chảy Al₂O₃ (có pha thêm Criolit Na₃AlF₆ để hạ nhiệt độ nóng chảy, tiết kiệm điện năng và tạo lớp màng bảo vệ nhôm nóng chảy khỏi bị oxi hóa).