В математике действует правило — «от перемены мест слагаемых сумма не меняется». Справедливо ли оно для химии? Проверьте это на примере следующего опыта.
Получите гидроксид алюминия по реакции обмена и докажите его амфотерный характер. Для этого вы можете использовать следующую реакцию:
$AlCl_{3} + 3NaOH ⟶ Al(OH)_{3}↓ + 3NaCl$.
Проведите эту реакцию в двух вариантах, используя в каждом варианте одинаковые объёмы исходных веществ: сначала к раствору одного из исходных веществ (реагенту) прибавляйте по каплям раствор другого реагента, затем поменяйте последовательность введения в реакцию реагентов. Наблюдайте, в каком случае выпадет осадок, а в каком – нет.
Объясните результаты и запишите уравнения проведённых реакций в молекулярной и ионной формах.
В математике действует правило — «от перемены мест слагаемых сумма не меняется». Однако, для химии оно неверное. Проверим это на примере следующего опыта.
Получили гидроксид алюминия по реакции обмена и докажем его амфотерный характер. Для этого мы использовали следующую реакцию:
$AlCl_{3} + 3NaOH = Al(OH)_{3}↓ + 3NaCl$.
При добавлении раствора щелочи в раствор хлорида алюминия образуется белый осадок гидроксида алюминия, так как щелочь в недостатке:
$AlCl_{3} + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH)_{3}↓$
$Al^{3+} + 3Cl^{-} + 3Na^{+} + 3OH^{-} ⟶ 3Na^{+} + 3Cl^{-} + Al(OH)_{3}↓$
$Al^{3+} + 3OH^{-} ⟶ Al(OH)_{3}↓$
При добавлении раствора хлорида алюминия в раствор щелочи осадок не образуется, так как щелочь в избытке, поэтому она вступает в реакцию с гидроксидом алюминия:
$4NaOH + AlCl_{3} = 3NaCl + Na[Al(OH)_{4}]$
$4Na^{+} + 4OH^{-} + Al3^{+} + 3Cl^{-} ⟶ 3Na^{+} + 3Cl^{-} + Na^{+} + [Al(OH)_{4}]^{-}$
$Al^{3+} + 4OH^{-} ⟶ [Al(OH)_{4}]^{-}$
Докажем амфотерный характер гидроксида алюминия: он реагирует и с кислотами, и с щелочами.
С щелочами:
$Al(OH)_{3} + NaOH = Na[Al(OH)_{4}]$
$Al(OH)_{3} + Na^{+} + OH^{-} ⟶ Na^{+} + [Al(OH)_{4}]^{-}$
$Al(OH)_{3} + OH^{-} ⟶ [Al(OH)_{4}]^{-}$
С кислотами:
$Al(OH)_{3} + 3HCl = AlCl_{3} + 3H_{2}O$
$Al(OH)_{3} + 3H^{+} + 3Cl^{-} ⟶ Al^{3+} + 3Cl^{-} + 3H_{2}O$
$Al(OH)_{3} + 3H^{+} ⟶ Al^{3+} + 3H_{2}O$
