Glin to gwiazda 13. grupy: lekki, wytrzymały i mimo dużej reaktywności odporny na korozję, bo sam się okleja ochronną warstewką tlenku (pasywacja). Dla nas ważniejsze jest to, że glin i jego związki są amfoteryczne, świetnie się reagują z kwasami i zasadami, a egzaminatorzy chętnie ubierają go w minerały i mieszane tlenki. Trzy zadania: klasyczny termit, nietypowy tlenek Al2O i kawałek algebry na wzór poliglinianu. No dobra, lecimy.
Zanim wejdziemy w zadania
Zapamiętaj jedną rzecz: w termicie i podobnych reakcjach glin jest reduktorem, czyli odbiera tlen innym tlenkom, sam przechodząc w Al2O3. A przy ustalaniu wzorów pierwiastek zawsze musi wyjść w całkowitych atomach, więc jeśli po podstawieniu do wzoru masy molowej wychodzi ładna liczba całkowita, to znak, że jesteś na dobrym tropie.
Termit Goldschmidta to mieszanina glinu z mieszanym tlenkiem żelaza Fe3O4 (czyli FeO·Fe2O3). Po zapaleniu glin redukuje tlenek żelaza do metalu, wydzielając ogromną ilość ciepła. Zapisz równanie reakcji Fe3O4 z glinem.
Pokaż rozwiązanie
Produktami są żelazo i tlenek glinu. Zaczynamy od szkieletu Fe3O4 + Al ⟶ Al2O3 + Fe i dobieramy współczynniki, żeby zgadzał się tlen. Najprościej znaleźć wspólną wielokrotność tlenu: 12.
Sprawdzenie: Fe po lewej 9, po prawej 9. O po lewej 12, po prawej 12. Al po lewej 8, po prawej 8. Wszystko gra.
Wraz ze wzrostem liczby atomowej glinowce coraz chętniej przyjmują, obok +III, także stopień +I. Ogrzewanie mieszaniny Al2O3 z krzemem powyżej 2000 K daje Al2O obok tlenku krzemu(IV). Zapisz równanie tej reakcji i przedstaw konfigurację elektronową jonu Al+.
Pokaż rozwiązanie
Krzem odbiera część tlenu glinowi (przechodzi w SiO2), a glin schodzi do Al2O:
Sprawdzenie: Al 2 = 2, Si 1 = 1, O po lewej 3, po prawej 1 + 2 = 3. Gra.
Konfiguracja Al+: obojętny glin (Z = 13) ma 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1. Kation Al+ powstaje przez oddanie jednego elektronu, i to z podpowłoki o najwyższej energii, czyli 3p:
Jon [Al(OH)4]− ulega kondensacji, tworząc poligliniany o wzorze ogólnym Mn[H2n+2AlnO3n+1]. Ustal wzór poliglinianu sodu (M = Na), którego masa molowa wynosi 818 g/mol. Podaj wartość n oraz wzór sumaryczny.
Pokaż rozwiązanie
Rozpisujemy masę molową w zależności od n, podstawiając masy atomowe (Na 23, H 1, Al 27, O 16):
Rozwijamy prawą stronę: 23n + 2n + 2 + 27n + 48n + 16 = 100n + 18.
Podstawiamy n = 8: 2n+2 = 18, 3n+1 = 25.
Fakt, że n wyszło całkowite (dokładnie 8), to sygnał, że wzór i obliczenia są poprawne.
Amfoteryczny mistrz
Glin dogaduje się i z kwasem, i z zasadą, a Ty dogadujesz się z każdym równaniem.
Pasywacja, ałuny, spinele, gliniany, cała chemia glinu bez chaosu: teoria po ludzku, filmy i zestaw zadań z pełnymi rozwiązaniami. Krok po kroku, aż po maturę.
To wycinek z lekcji o glinie. W kursie jest tego znacznie więcej: pasywacja i roztwarzanie w kwasach i zasadach, amfoteryczność Al2O3 i Al(OH)3, ałuny, spinele i pełen zestaw zadań maturalnych.
Rozkładam maturę z chemii na czynniki pierwsze, krok po kroku
Cała teoria i zadania wytłumaczone po ludzku, z filmami do wielu z nich, tak żeby chemia w końcu miała sens. Zobacz kurs maturalny, albo zacznij od darmowego kursu i sprawdź, jak tłumaczę, zanim cokolwiek wydasz.