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IV.5.1 ALUMBRE DE AMONIO  NH4Al(SO4)2.12H2O

 

Reactividad del Aluminio

 

  El Aluminio es un metal anfótero, se disuelve muy lentamente en ácido sulfúrico  y ácido nítrico diluidos debido a que se pasiva, pero se disuelve bien en ácido clorhídrico y bases fuertes dando lugar a la formación del acuo-catión, [Al(H2O)6]3+ y anión aluminato [Al(OH)4(H2O)2]-, respectivamente y con desprendimiento de hidrógeno.

  Ambos iones complejos son solubles e incoloros, pudiendo pasar de uno a otro mediante la modificación del pH del medio, formándose en un intervalo de pH entre 3,5 y 12.5 una especie sólida que corresponde al hidróxido de aluminio Al(OH)3(H2O)3, que también presenta carácter anfótero.

Los metales que poseen comportamiento anfótero además del Al  son: Zn, Sn, Pb y Be además de los metaloides debido a su elevado potencial de reducción.

  De forma esquemática, las especies de aluminio existentes en disolución acuosa en función del pH son:

PARTE EXPERIMENTAL

 

Material

 

Dos vasos de 250 mL

Probetas pequeña y grande                      

Pipeta                                                    

Cristalizador

Embudo

Varilla de vidrio                                                                            

Kitasato

Büchner

Papel indicador de pH

Reactivos

Aluminio en polvo          H2SO4 2M

NaOH 3M                      NH3 2M

 

Datos

Eº Al(OH)4–/Al = – 2,328 V;   Eº H2O/H2(pH=14)= – 0,83 V

Eº Al3+/Al =-1,66V ;  Eº H+/H2 =0 V.

 

SÍNTESIS

 

  En un vaso de precipitados de 250 mL se pone 1 g de aluminio en polvo con 25 mL de agua y se calienta 5 ó 10 minutos. Después, en la vitrina sin calentar y agitando continuamente con la varilla de vidrio, se añaden muy lentamente con una pipeta gota a gota, 25 mL de NaOH 3M.

  Cuando cesa la efervescencia, se calienta a ebullición, sin dejar de agitar, durante 10 minutos para conseguir la disolución total del aluminio. Una vez conseguida la disolución, se diluye con agua al doble de volumen y se filtra sobre un vaso de precipitados de 250 mL , con filtro de pliegues, para eliminar las impurezas negras que quedan en la disolución.

  Se calienta el filtrado, se añade agua hasta un volumen total de 100 mL y se neutraliza la disolución, aún caliente, añadiendo con pipeta gota a gota, agitando continuamente y observando el pH, H2SO4 2M. Se observará la formación de un precipitado blanco gelatinoso, que, una vez neutralizada la disolución, se filtra a vacío y se lava el precipitado con 20 mL de agua caliente para eliminar el exceso de sulfato de sodio.

  Después se pasa el precipitado obtenido a un vaso de 250mL, procurando arrastrar la totalidad del mismo, y se añaden, con una probeta, 40 mL de H2SO4 2M agitando con la varilla hasta disolución del precipitado.

Se calienta la disolución en el vaso hasta que esté totalmente trasparente y después se añaden con probeta  20 mL de NH3 2M. Si se forma algo de precipitado, añadir, con probeta, la menor cantidad necesaria de H2SO4 2M para su disolución.

 

Concentrar la disolución anterior, por evaporación, calentando hasta reducir el volumen  a la mitad y poner el líquido resultante en un cristalizador. Al día siguiente se recogen los cristales formados de NH4Al (SO4)2.12H2O  por filtración a vacío.

 

CUESTIONES

1.¿A qué se debe la efervescencia y qué reacción se produce entre el aluminio y la disolución de NaOH?

 

 

 

2.¿De qué es el precipitado blanco gelatinoso que se produce al neutralizar la disolución con H2SO4 y qué reacción se produce?

 

 

 

3.¿Qué reacción se produce al disolver el precipitado con H2SO4?

 

 

4. Teniendo en cuenta el comportamiento anfótero del aluminio metal:

a.Indica y ajusta  la reacción  que se produciría entre éste y una solución de HCl 6M.

 

 

b.Teniendo en cuenta la variación de potencial, indica si el proceso es más favorable en medo ácido o básico.

 

 

5.Calcular el rendimiento obtenido.