Соединения бора и алюминия
Оксиды. В лаборатории оксид алюминия получают, сжигая порошок алюминия в кислороде или прокаливая его гидроксид:
2Аl(ОН)3 = Аl2О3 + 3Н2О.
Оксид алюминия, будучи амфотерным, может реагировать не только с кислотами, но и со щелочами:
Аl2О3 + 2NаОН + 3Н2О = 2NаАl(ОН)4,
а также при сплавлении с карбонатами щелочных металлов, давая при этом метаалюминаты:
Аl2О3 + Nа2СО3 = 2NаАlO2 + СО2
и с кислыми солями
Аl2О3 + 6КНSО4 = Аl2(SО4)3 + 3К2SО4 + 3Н2О.
Подобно другим растворимым оксидам неметаллических элементов, оксид бора (III) является кислотным оксидом. Он медленно реагирует с водой, образуя очень слабую борную кислоту (К1 = 5,8∙10-10, К2 = 4∙10-13, K3 = 4∙10-14):
В2О3 + 3Н2О = 2Н3ВО3.
При охлаждении борная кислота осаждается в виде хлопьевидных белых кристаллов.
Гидроксиды. Гидроксид алюминия — белое студенистое вещество, практически нерастворимое в воде, обладающее амфотерными свойствами. Гидроксид алюминия может быть получен обработкой солей алюминия щелочами или гидроксидом аммония. В первом случае необходимо избегать избытка щелочи, поскольку в противном случае гидроксид алюминия растворится с образованием комплексных тетрагидроксоалюминатов [Аl(ОН)4]—, например:
АlВr3 + 3КОН = Аl(ОН)3↓ + 3КВr,
Аl(ОН)3 + КОН = К[Аl(ОН)4].
Заметим, что на самом деле в последней реакции образуются тетрагидроксодиаквиалюминат-ионы [Аl(ОН)4(Н2О)2]—, однако для записи реакций обычно используют упрощенную форму [Аl(ОН)4]—. Даже при слабом подкислении тетрагидроксоалюминаты разрушаются, например:
Na[Аl(ОН)4] + СО2 = Аl(ОН)3↓ + NaНСО3.
Гидроксид бора — белые кристаллы, растворимые в воде, обладающие свойствами кислоты. В лабораторных условиях ее получают действием соляной или серной кислоты на раствор буры.
Соли алюминия и галогениды бора. Из гидроксида алюминия можно получить практически все соли алюминия. Почти все соли алюминия и сильных кислот хорошо растворимы в воде и при этом сильно гидролизованы.
Многие соли алюминия имеют практическое значение. Так, например, безводный АlСl3 применяют в качестве катализатора при получении толуола по реакции Фриделя-Крафтса. Широко используются двойные соли алюминия — квасцы, имеющие общую формулу М(I)Аl(SО4)2∙12Н2О. Здесь М(I) — однозарядный ион типа Na+, К+ или NН4+. При растворении квасцов, например, калиевых, они образуют простые ионы К+, Аl3+ и SO42-
Галогениды бора можно рассматривать как кислоты Льюиса, которые могут реагировать с основаниями Льюиса (например, аммиаком):
ВCl3 + NН3 = Сl3В-NН3.
При взаимодействии с водой ВНаl3 полностью гидролизуется.