Взаимодействие алюминия с серой Алюминий — это серебристо-белый металл, который широко используется в промышленности и повседневной жизни. Он обладает рядом уникальных свойств, таких как лёгкость, прочность и коррозионная стойкость. В природе алюминий встречается в виде соединений, например, бокситов. Для получения чистого металла используют электролиз расплава оксида алюминия. Сера — это химический элемент, который существует в различных формах, включая серу ромбическую, моноклинную и пластическую. Сера неметалл, она может быть как окислителем, так и восстановителем. При взаимодействии с металлами сера проявляет окислительные свойства. При взаимодействии алюминия с серой образуется сульфид алюминия (Al₂S₃). Это соединение представляет собой твёрдое вещество чёрного цвета, которое широко применяется в производстве полупроводников и огнеупорных материалов. Реакция взаимодействия алюминия и серы Реакция между алюминием и серой протекает при нагревании. В результате реакции образуется сульфид алюминия: 2Al + 3S → Al₂S₃ Эта реакция является окислительно-восстановительной. Алюминий отдаёт электроны сере, которая принимает их и становится отрицательно заряженным ионом. Для проведения опыта по взаимодействию алюминия с серой необходимо соблюдать меры предосторожности, поскольку сера может воспламениться при контакте с воздухом. Опыт следует проводить под тягой или на открытом воздухе. В ходе реакции алюминий превращается в сульфид, а сера окисляется до степени окисления -2. Сульфид алюминия представляет собой чёрное кристаллическое вещество с плотностью 2,62 г/см³ и температурой плавления 1100–1200 °C. Сульфид алюминия плохо растворяется в воде, но легко взаимодействует с кислотами и щелочами. При этом он разлагается с образованием соответствующих солей алюминия и выделением сероводорода. Примеры решения задач 1. Сколько граммов сульфида алюминия можно получить при взаимодействии 5,4 г алюминия с достаточным количеством серы? Решение: Найдём количество вещества алюминия, зная его массу и молярную массу: n(Al) = m / M = 5,4 / 27 = 0,2 моль По уравнению реакции n(Al):n(Al₂S₃) = 2:1, следовательно, n(Al₂S₃) = ½ n(Al) = 0,1 моль Молярная масса сульфида алюминия M(Al₂S₃) = 150 г/моль. Тогда масса сульфида составит: m(Al₂S₃) = n M = 0,1 150 = 15 г Ответ: можно получить 15 граммов сульфида алюминия. 2. Какой объём (н. у.) займёт образовавшийся газ при взаимодействии 108 г алюминия с серой? Решение: Запишем уравнение реакции: 2Al + 3S = Al₂S₃ Определим количество вещества алюминия n(Al), зная его массу m(Al) и молярную массу M(Al): n(Al) = m(Al) / M(Al) = 108 / 27 = 4 моль Из уравнения реакции следует, что n(S) = ³/₂ n(Al) = 6 моль. Согласно закону Авогадро, 1 моль любого газа при н. у. занимает объём 22,4 л. Найдём объём выделившегося газа: V(газа) = n(газа) Vm = 6 22,4 = 134,4 л Ответ: при взаимодействии образуется 134,4 литра газа. Эти задачи иллюстрируют применение знаний о взаимодействии алюминия с серой для решения практических вопросов.