Colocar 1g de virutas de Al en un vaso de precipitados y cubrir el metal con agua, añadir poco a poco, 25 mL de hidróxido sódico al 10%. Cuando la efervescencia que se produce inicialmente cesa, hervir la mezcla de 15 a 20 min. Diluir con agua hasta aproximadamente el doble del volumen inicial y, si hay, filtrar el residuo negro (debido a impurezas de carbón que puede contener el aluminio). Diluir hasta 200 mL y neutralizar con ácido sulfúrico 2M. Mientras se añada el ácido mantener la disolución caliente y en agitación.
El óxido de aluminio hidratado que precipita así, es bastante compacto y deberá filtrar bien en un embudo cónico en caliente. Lavar el precipitado con agua caliente.
Una vez que hemos retirado el filtrado, se añade al filtro 20 mL de ácido sulfúrico 2M, remover con una varilla, perforar el fondo del filtro (con la varilla de vidrio) y dejar que la disolución y el sólido caigan en un vaso. Arrastrar el precipitado adherido con otros 20 mL de ácido sulfúrico 2M hasta que no quede sólido alguno en el filtro.
Disolver todo el óxido de aluminio por calentamiento y una vez disuelto añadir 20 mL de amoníaco 2M.
Redisolver cualquier pequeña cantidad de óxido de aluminio que quede con unos mililitros de ácido sulfúrico 2M. Concentrar la disolución por evaporación, aproximadamente a la mitad, y dejar enfriar lentamente hasta el día siguiente. Los cristales obtenidos se secan y se pesan.
Reacciones:
1. Al0(s) + H2O + NaOH(aq) à Na+(aq) + Al(OH4)-(aq) + H2 (g)
2. Na+(aq) + Al(OH4)-(aq) + H2SO4 (aq) à Al(OH3)(s) +Na2SO4 (aq) 2H2O(l)
3. 2Al(OH3)(s) + 3H2SO4 (aq) à Al2(SO4)3 (aq) + 6H2O(l)
4. NH4+(aq) + 2SO42-(aq) + Al3+(aq) + 12H2O à (NH4)Al(SO4)2·12H2O(s)
Material:El alumbre amónico es facil de sintetizar, tanto en un laboratorio como en casa, y el único problema que se puede tener es conseguir las disoluciones de sulfurico y de amoniaco. En un laboratorio va a ser necesario:
-Por lo menos 60 mL de ácido sulfúrico 2M.
-1 gramo de aluminio, a ser posible en polvo
-25 mL de NaOH al 10% (en masa)
-20 mL de amoniaco 2M
-1 vaso de precipitados de, por lo menos, 250 mL
-papel indicador o pH-metro (la primera vez que hay que añadir sulfúrico no dice la cantidad por lo que hay que hacer una neutralización para dejar la disolucion neutra)
-Vidrio de reloj
-espátula
-varilla de vidrio
-balanza
-Hornillo
-Erlenmeyer, embudo cónico y papel de filtro
-soporte, nuez y aro o pinza (mejor el aro aunque si no eres torpe con la pinza daría igual)
-pipeta y probeta (para preparar las disoluciones de sulfúrico y de amoniaco)
-matraz kitasato, filtro,un embudo de porcelana(Buchner), una junta de goma, un tubo de goma y una fuente de succión (normalmente un grifo o una bomba de vacío). Montaje de una filtración a vacío
(no me responsabilizo de ningún accidente ni nada por lo que no pondré formas de obtener los reactivos)
Fuera del laboratorio, podemos obtener los reactivos comprándolos o produciéndolo uno mismo y para el material tampoco va a hacer falta mucha imaginación: en cualquier casa hay vasos(cuanto mas limpio mejor), material para calentar( usarlo siempre y cuando podamos controlar la temperatura), una balanza (a ser posible con dos décimas de aproximación), algún embudo, papel... la filtración a vacío se puede hacer a gravedad, siempre y cuando no te importe tener que esperar mucho tiempo. Para preparar las disoluciones hace falta agua destilada (pura) así que cualquier método que elimine gases, iones en disolución e impurezas será recomendable. eso sí, cuidado al preparar la disolucion de sulfúrico ya que es muy corrosivo (para preparar 20 mL de sulfurico 2M solo hacen falta 6,65 mL de sulfúrico comercial al 96% y con una densidad de 1,84 g/mL), tan corrosivo que puede descomponer superficies como la madera, el granito, metales... mucho cuidado también con el recipiente en el que prepares la disolución: vaso de precipitados
Un poco de teoría:
Los alumbres están constituidos por dos cationes(uno monovalente y el otro trivalente) y dos aniones (se suelen encontrar hidratados), de esta forma:
M+M3+ (SO4)2·12H2O
Posibles componentes de un alumbre:
Posibles componentes de un alumbre:
Catión monovalente
(M+)
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M = K, Rb, Cs, NH4, Li, Na, Tl,
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Catión trivalente (M3+)
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M = Al, Ga, In, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co
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Anión divalente
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(SO4)2- y (SeO4)2-
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¿y que pintan las moléculas de agua en todo esto? pues parece ser que 6 de las 12 se coordinan al catión trivalente de manera que éste queda con una geometría de coordinación octaédrica, es decir:
Volviendo a los que nos interesa, ahora sabemos como es la molécula, la geometría en torno al átomo central e incluso podríamos predecir el enlace
- Estructura: (NH4) Al (SO4)2·12H2O
- El átomo central es el átomo de aluminio y las 6 moléculas de agua que se colocan en torno a él le confieren una geometría octaédrica (es difícil de entender pero para eso están la TEV y la TCC).
- El modelo que explicaría mejor el enlace en esta molécula es el iónico, considerando que forma una red cristalina con un empaquetamiento cúbico.
La ausencia de electrones en sus orbitales 3d explica la ausencia de un color definido en sus cristales (esto se cumple para cualquier alumbre que no tenga como catión central un metal de transición) y la ausencia de magnetismo (no hay spines +1/2 o-1/2 por lo que la carga es neutra).
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| Cristales de alumbre potásico |
-Floculante: aumenta la pureza del agua al precipitar iones en disolucion, tanto cationes (metales) como aniones (sulfatos, fosfatos...). Puede ayudar a regular el pH.
-Mordente: ayuda a fijar el colorante a las fibras del tejido.
-Curtidor: disuelto en agua y mezclado con otras sales ayuda a transformar pieles en cueros.
- Cosmético: es cicatrizante y bactericida, por lo que se usa tanto para heridas en la piel como de desodorante (además tiene la ventaja de no contener alcohol, perfume y demás sustancias quse le añaden a los desodorantes comerciales y que pueden llegar a ser perjudiciales e incluso tóxicas para el organismo)-
-Conservante de alimentos: por lo menos el alumbre potásico (Ctrl+f para buscar, pdf 118 páginas) retarda la maduración de frutos como los plátanos.
-Retardante de incendios: al tener un elevado punto de fusión (92 ºC), un objeto bañado en una solución de alumbre evitará entrar en combustión instantáneamente.
Bibliografía:
- http://ocwus.us.es/quimica-inorganica/experimentacion-en-sintesis-inorganica/temas/practica4-CG/index.htm
-Catherine E. Housecroft,Allan Sharpe; "Química inorgánica"; Pearson; 2ª edición; tema 12 pag. 322
-usos
-enfemenino.com
