ALUMINIO E HIDROXIDO DE ALUMINIO

Jhon donado

*Estudiantes de Farmacia facultad de Química y Farmacia. Universidad del Atlántico

__________________________________________________________________________________________________

RESUMEN

En la práctica de laboratorio se analizó y se conoció algunas de las propiedades del aluminio y

algunos de sus compuestos para así conocer su mecanismo de reacción cuando este reaccionaba

con algunos ácidos y bases. Identificamos como se comportaba el aluminio en ciertas soluciones y

nos dimos cuenta que su carácter tiende a ser acido, guiándonos por el efecto de la fenolftaleína

sobre las soluciones preparadas notamos que estas eran incoloras. Y por ultimo analizamos las

características del hidróxido del aluminio al someterlo a reacción con el hidróxido de sodio e

hidróxido de amonio. Por esta razón es importante su estudió e identificar sus aplicaciones e

implicaciones para la salud de las personas.

Palabras claves: propiedades, hidróxido de aluminio, reactividad, reacción por desplazamiento, características.

_________________________________________________________________________

ABSTRACT

In the practice of laboratory was analyzed and became known some of the properties of aluminum

and some of their compounds and their reaction mechanism when this reacted with some acids and

bases. We identified as behaved aluminum in certain solutions and we realized that his character

tends to be acids, guided by the effect of the phenolphthalein on the solutions prepared note that

these were colorless. And finally we analyze the characteristics of the hydroxide aluminum to the

submission to reaction with the sodium hydroxide and ammonium hydroxide. For this reason is

important that they studied and identify their applications and implications for the health of people.

Key words: Properties, aluminum hydroxide, reactivity, reaction by displacement, characteristics.

_________________________________________________________________________

INTRODUCCIÓN

El aluminio pertenece al grupo III A o a la familia del Boro del sistema periódico. Es un metal

ligero de color blanco brillante. El aluminio es estable al aire y resistente a la corrosión. Esto se

debe a la protección del metal por una capa impermeable de oxido. Su capa de oxido se disuelve en

soluciones alcalinas y la corrosión es rápida. El aluminio es anfótero y puede reaccionar con ácidos

minerales para formar sales solubles con desprendimiento de hidrogeno. [1]

El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no

ferroso. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de

aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las

rocas, de la vegetación y de los animales. En estado natural se encuentra en muchos silicatos

(feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae del mineral conocido con el nombre de

bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en

aluminio mediante electrólisis. Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy

útil en ingeniería mecánica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m) y su alta resistencia a la

corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica

(hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad, se mecaniza con facilidad y es

relativamente barato. Por todo ello es el metal que más se utiliza después del acero.

Aplicaciones del aluminio y del hidróxido de aluminio en la industria farmacéutica:

La industria farmacéutica el aluminio se utiliza en la elaboración de vacunas, soluciones nutritivas,

etc. Para usos farmacéuticos y cosméticos, se utiliza el aluminio para el envasado farmacéutico, Es

no reactivo con prácticamente todas las drogas y cosméticos.

Hidróxido de aluminio: El hidróxido de aluminio se usa para aliviar el dolor provocado por las

úlceras de pirosis (acidez estomacal).

Sulfato de aluminio: Es empleado en la purificación de aguas y como mordiente de pigmentos

en textiles. También se emplea como antitranspirante. [2]

METODOLOGIA

1. Propiedades del Aluminio.

En una gradilla se colocó tres tubos de ensayo que contenían una pequeña cantidad de aluminio

metálico, se adiciono independientemente, 2ml de acido sulfúrico concentrado (H 2SO4), acido

nítrico (HNO3), y al último 2ml de hidróxido de sodio 6M.

2. Propiedades del ion aluminio Al+

Se adicionó independientemente a tres tubos de ensayos limpios y secos 2ml de las siguientes

soluciones: cloruro de aluminio (AlCl3), nitrato de aluminio Al2 (NO3)3, y sulfato de aluminio

Al2(SO4)3, uno en cada tubo receptivamente y se ensayaron las soluciones con gotas de

fenolftaleína.

3. Propiedades del hidróxido de aluminio Al(OH)3

Se dividió una solución de sulfato de aluminio en tres partes iguales, en tubos de ensayos

En el primer tubo de ensayo se le agregó gota a gota, solución de hidróxido de sodio hasta llegar a

ligera alcalinidad.

Al segundo tubo de ensayo se le adiciono gota a gota de hidróxido de amonio diluido.

RESULTADOS

1. Propiedades del aluminio

Reacción del aluminio con acido concentrados.

Metal Acido

Reacción a

baja

temperatura

Reacción a

alta

temperatura

Desprendimiento

de gasTipo de reacción

Al

H2SO4 SI SI SI EXOTERIMICA

HNO3 NO SI SI ENDOTERMICA

NaOH SI SI SI EXOTERMICA

Tabla Nº 1 aluminio con ácidos concentrados.

Reacción del aluminio con ácidos diluidos.

Metal Acido

Reacción a

baja

temperatura

Reacción a

alta

temperatura

Desprendimiento

de gasTipo de reacción

Al

H2SO4 NO SI SI ENDOTERMICA

HNO3 NO SI SI ENDOTERMICA

NaOH SI (lenta) SI SI EXOTERMICA

Tabla Nº 2 aluminio con ácidos diluidos.

Reacciones del aluminio con ácidos concentrados.

2Al0(s) + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2↑

La reacción produce una gran cantidad de calor, efervescencia rápida (desprendimiento de hidrogeno)

2Al(s) + 3HNO3 Al2(NO3)3 + H2↑

No reacciona en frio, se observo un color rojo que se desvanecía al calentarse y desprendía vapores de color naranja, presento una efervescencia rápida.

Al0(s) + NaOH NaAl(OH)4 + H2↑

Reaccionó rápidamente produciendo gran cantidad de calor y desprendimiento de hidrogeno.

Reacciones del aluminio con ácidos diluidos.

2Al0(s) + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + H2↑

No se noto ningún cambio, por esto se le implemento calor y se obtuvo gran cantidad de hidrogeno y la efervescencia ocurre rápidamente.

Al0(s) + 3HNO3 Al(NO3)3 + H2↑

No reaccionó a temperatura ambiente, desprende un gas de color amarillento, el cual es más claro con respecto a la reacción del aluminio con el acido nítrico concentrado. La efervescencia es rápida.

Al0(s) + NaOH NaAl(OH)4 + H2↑

Después de varios minutos se observo esta reacción (lenta). Desprendió gas lentamente, la efervescencia también fue lenta. La reacción fue exotérmica, sin embargo al someterla a calentamiento la efervescencia fue rápida con desprendimiento de gas.

2. PROPIEDADES CON EL ION - ALUMINIO

Se tomaron tres tubos de ensayos y se le agregaron las siguientes soluciones diluidas, luego se le

agrego una gota de fenolftaleína y el resultado fue el siguiente:

SOLUCIONES DILUIDAS

FORMULA FENOLFTALEÍNA

Cloruro de aluminio AlCl3 incoloroNitrato de aluminio Al2(NO3)3 incoloroSulfato de Aluminio Al2(SO4)3 incoloro

Tabla Nº 3 pH de las soluciones

Nota: Al adicionarle fenolftaleína a estas soluciones esas no cambiaron de color

(incoloras) lo que nos indica que el valor de su pH está por debajo del nivel con que trabaja

la fenolftaleína. Es decir tiene carácter neutro lo que explica que estas sales no sean toxicas.

3. PROPIEDADES DE HIDROXIDO DE ALUMINIO

Se tomo 0.5 gramos de sulfato de aluminio y se disolvieron en 10 ml de agua, esta solución se

dividió en tres partes, agregadas en tres tubos de ensayos diferentes, luego se siguió el siguiente

procedimiento:

TUBO 1: Al primer tubo se le agrego gota a gota una solución de hidróxido de sodio

6M, hasta llegar a una ligera alcalinidad, donde se observaron varios hilos blancos en la

solución, luego se agrego en exceso y la solución se torno homogénea.

Al2(SO4)3 + 6 NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4

TUBO 2:Al segundo tubo se le agrego gota a gota hidróxido de amonio diluido

NH4OH, observándose partículas blancas, en exceso la solución se torno de color

blancuzca.

Al2(SO4)3 + 3NH4OH 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4

DISCUSIÓN DE RESULTADOS:

Cuando el aluminio se combina con otro ácidos como el nítrico y el acido sulfúrico la reacción no

es igual que cuando reacciona con el acido clorhídrico, las reacciones que se presentan son más

lentas y algunas para poder reaccionar hay que someterlas a calor como es en el caso del acido

clorhídrico.

Por el contrario cuando el Al se combina con el hidróxido de sodio NaOH se presenta una reacción

parecida a la del acido clorhídrico donde se libera oxigeno gas y la reacción es exotérmica.

Al0(s) + NaOH NaAl(OH)4 + H2

El Aluminio Tiene alta resistencia a la corrosión. Tiene características anfóteras, esto significa que

se disuelve en ácidos formando sales de aluminio. El aluminio reacciona con facilidad con HCl, y el

ácido perclórico, pero en general resiste la corrosión debido al óxido.

Al probar el pH de las soluciones de aluminio con gotas de fenolftaleína estas mantuvieron

incoloras debido al carácter acido de estas, sabemos que el intervalo de viraje de la fenolftaleína, es

decir, el intervalo de pH dentro del cual tiene lugar el cambio de color indicador, no sufre

variaciones entre 0 y 100ºc y está comprendido entre 8,0 y 9,8. El cambio de color de este indicador

está acompañado de un cambio de su estructura; su color en medio básico es rojo-violeta y en

medio acido es incoloro. Lo que nos indica que las soluciones de nitrato de aluminio Al(NO3)3,

sulfato de aluminio Al2(SO4)3, y cloruro de aluminio AlCl3 tienen carácter acido ya que

permanecieron incoloras. Investigamos el valor aproximado del pH de estas soluciones y

encontramos.

Solución formula pH

Cloruro de aluminio AlCl3 5Nitrato de aluminio Al(NO3)3 3Sulfato de Aluminio Al2(SO4)3 6

Tabla Nº de pH investigada.

Cuando se tomó el sulfato de aluminio en polvo y se disolvió en agua, quedando una solución

acuosa, y se le agrego los hidróxidos correspondientes en cada tubo, se obtuvo que se desplazó el

ion sulfato y este fue reemplazado por el OH formándose así un hidróxido de aluminio.

Al2(SO4)3 + 6 NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4

Al2(SO4)3 + 3NH4OH 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4

El acido sulfúrico en frio por su parte no ataca al metal, pero al calentarse reacciona

moderadamente.

El acido nítrico en virtud a su acción oxidante, forma sobre el metal una película de oxido que lo

protege de la acción del acido en circunstancias en que no se pueden formar películas. El aluminio

reacciona con el hidróxido de sodio para formar aluminatos que pone en manifiesto la naturaleza

anfótera del elemento.

CONCLUSION

El Aluminio es uno de los metales más ampliamente usados y también uno de los más

frecuentemente encontrados en los compuestos de la corteza terrestre. Debido a este hecho, el

aluminio es comúnmente conocido como un compuesto inocente. Pero todavía, cuando uno es

expuesto a altas concentraciones, este puede causar problemas de salud. La forma soluble en agua

del Aluminio causa efectos perjudiciales, estas partículas son llamadas iones. Son usualmente

encontradas en soluciones de Aluminio combinadas con otros iones, por ejemplo cloruro de

Aluminio.

De igual manera comprobamos experimentalmente el carácter anfótero del aluminio y conocimos la

importancia de este elemento en la industria. De sus reacciones químicas podemos concluir que el

aluminio reacciona con facilidad con NaOH, pero en general resiste la corrosión debido al oxido.

BIBLIOGRAFIA

[1] J. de J. Henao. S. J Química Mineral. Sexta Edición Tomo I (pág. 536-547)

[2] http://www.hyperhidrosis-sweat.com/S_Hiperhidrosis.htm

RECOMENDACIONES

No inhalar los gases tóxicos producidos por los reactivos en el laboratorio.

Mantener los materiales limpios y secos con que se realiza la práctica de laboratorio para que

no afecte los resultados de la práctica.

Tener precaución y estar atento al utilizar soluciones concentradas acidas fuertes para

que no atenten con nuestra salud.

PREGUNTAS ADICIONALES:

1) ¿cambia su color blanco pateado aluminio cuando es ensayado con álcalis y acido

concentrado y diluido a temperatura ambiente? ¿lo hace por efecto del calor? Comente

sus observaciones.

Como ya sabemos el aluminio es color blanco brillante. El cual si cambia de color, el aluminio

desarrolla una película blanca al contacto con agentes oxidantes cuando el medio en el que se

encuentra disuelva estas películas protectoras la corrosión será rápida como sucede con la reacción

del aluminio con los álcalis, la velocidad de corrosión crece con la temperatura, ya que al aumentar

la velocidad de circulación de un liquido corrosivo sobre una superficie metálica aumentara la

velocidad de corrosión resiste el ataque de la mayor parte de los ácidos sean concentrados o

diluidos. Su capa de oxido se disuelve en soluciones alcalinas y la corrosión es rápida.

2) Explicar las diferencias existentes entre el aluminio metálico y los metales alcalinos y

alcalinotérreos, en su reacción con soluciones de hidróxido de sodio.

La reacción de los metales del grupo I Y IIA y el aluminio con hidróxido de sodio forman los

hidróxidos correspondientes de los metales. Por lo general las sustancias que responden a este tipo

de compuestos muestran un comportamiento químico muy variado, desde los hidróxidos

fuertemente básicos de los metales alcalinos hasta los hidróxidos anfóteros y los compuestos ácidos.

En este caso el hidróxido de aluminio es anfótero.

3) ¿Cuál es la naturaleza de las sales de aluminio en el ensayo realizado con la fenolftaleína?

Indica el pH.

a) En el ensayo realizado con la gota de fenolftaleína a las sales de aluminio obtuvimos como

resultado (luego de haber investigado el tema) que todas estas sales son neutras por que el

valor de sus pH es menor o igual a 7, esto explica que estas sales no sean toxicas.

b) Pues lo factores que pueden influir en su solubilidad y naturaleza, son factores que afecten

directamente la reactividad del compuesto como lo es el tamaño atómico, este es un factor

muy determinante en la solubilidad ya que dependiendo del tamaño del anion así se

caracteriza que tan polar sea este ala hora de formarse el enlace ya que dependiendo del

tamaño de la nube así será adsorbido el otro átomo.

4) Describir y explicar las reacciones del sulfato de aluminio:

a) Hasta liberal alcalinidad con hidróxido de sodio 6M.

Al2(SO4)3 + 6 NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4

Esta reacción se observan dos fases la más densa torno color blanco y la menos densa es

trasparente.

5) Describir y explicar las reacciones entre el sulfato de aluminio:

Al2(SO4)3 + 3NH4OH 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4

En esta reacción se observaron dos capas la más densa color blanco y la menos densa es trasparente.

ANEXOS

FORMULANOMENCLATURA

TRADICIONAL

NOMENCLATURA

ESTOCK

NOMENCLATURA

SISTEMATICA

NH4OHHidróxido de Amoniaco.

Hidróxido de Amoniaco (V).

Monohidroxido de Amoniaco.

HCl Acido Clorhídrico. Acido Clorhídrico (I).

Cloruro

De Hidrogeno.

H2SO4Acido Sulfúrico.

Acido Sulfúrico (VI).

Tetraoxosulfato de Hidrogeno.

NaOH Hidróxido de Sodio. Hidróxido Sódico (I).

Monohidroxido de Sodio.

AlCl3Cloruro de aluminio

Cloruro de

Aluminio (III).Tricloruro de Aluminio.

Al2(SO4)3 Sulfato de Aluminio.Sulfato de

Aluminio (VI).

Trisulfato de Tetraoxosulfato de

dialuminio

Al (NO3)3 Nitrato de Aluminio.Nitrato de

Aluminio (V).

Trinitrato de Trioxonitrato de

Aluminio

HNO3

Acido Nítrico. Acido Nítrico (V).Trioxonitrato de

Hidrogeno