Иодид алюминия

Иоди́д алюми́ния — неорганическое вещество с химической формулой $\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {AlI_{3}}}$. Относится к классу бинарных соединений, также может рассматриваться как соль алюминия и иодоводородной кислоты. Твердое вещество белого цвета с желтоватым оттенком.

Иодид алюминия
Систематическое название	Иодид алюминия
Химическая формула	AlI3
Внешний вид	кристаллическое вещество белого цвета с желтоватым оттенком
Свойства
Молярная масса	407,69 г/моль
Температура плавления	188.3 °C (461,45 К)
Температура кипения	382.5 °C (655,65 К)
Плотность	3,98 г/см³
Константа диссоциации pKa	1) 5,02 2) 5,33 3) 5,87 4) 7,50
Давление пара	1 мм рт. ст. (178 °C) 10 мм рт. ст. (225 °C) 100 мм рт. ст. (296 °C)
Структура
Кристаллическая решётка	гексагональная
Термодинамические свойства
Стандартная энтальпия образования	−308 кДж/моль
Энтальпия плавления	+15,9 кДж/моль
Стандартная молярная энтропия	+190 Дж/(моль·К)
Стандартная энергия образования Гиббса	−304 кДж/моль
Классификация
Регистрационный номер CAS	7784-23-8
Регистрационный номер EC	232-054-8
Безопасность
R-фразы	R14; R34; R40; R42/43
S-фразы	S22; S26; S36/37/39; S45
H-фразы	H314; H317
P-фразы	P280; P305 + P351 + P338; P310
Пиктограммы опасности
Пиктограммы опасности СГС
NFPA 704	0 3 0 COR
Где это не указано, данные приведены при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа).

Физические свойстваПравить

Безводный иодид алюминия при нормальных условиях — белое кристаллическое вещество с гексагональной сингонией кристаллической решётки. Плавится и кипит без разложения, гигроскопичен. Образует кристаллогидрат состава $\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {AlI_{3}\cdot 6H_{2}O}}$  светло-жёлтого цвета. Кристаллогидрат хорошо растворим в воде, растворим в этаноле, эфире, сероуглероде.

Химические свойстваПравить

Иодид алюминия обладает следующими химическими свойствами.

• Реагирует с концентрированной серной кислотой:

$\mathsf{8}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{15}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{4}\mathsf{A}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{12}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{12}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {8AlI_{3}\ +\ 15H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ 4Al_{2}(SO_{4})_{3}\ +\ 12I_{2}\downarrow \ +\ 3H_{2}S\uparrow \ +\ 12H_{2}O}}$ 

• При поглощении влаги воздуха частично разлагается с образованием осно́вной соли, та же соль образуется при нагревании кристаллогидрата:

$\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{I}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{I}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {AlI_{3}\ +\ 2H_{2}O\ \longrightarrow \ Al(OH)_{2}I\ +2HI\uparrow }}$ 

$\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{\mathsf{>}{\mathsf{185}}^{\circ <!--\; \circ \; -->}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{I}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{I}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {AlI_{3}\cdot 6H_{2}O\ {\xrightarrow {>185^{\circ }C}}\ Al(OH)_{2}I\ +\ 2HI\ +\ 4H_{2}O}}$ 

• При нагревании раствора иодида алюминия выпадает осадок гидроксида алюминия:

$\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{H}\mathsf{I}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {AlI_{3}+\ 3H_{2}O\ \longrightarrow \ Al(OH)_{3}\downarrow \ +\ 3HI\uparrow }}$ 

• В газовой фазе при температуре выше 250 °C происходит частичная димеризация:

$\mathsf{2}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}\rightleftarrows <!--\; \rightleftarrows \; -->\mathsf{A}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{I}}_{\mathsf{6}}$${\mathsf {2AlI_{3}\ \rightleftarrows \ Al_{2}I_{6}}}$ 

• Кроме того, иодид алюминия обладает всеми свойствами, общими для растворимых солей алюминия:

• при растворении в воде происходит диссоциация, сопровождающаяся гидратацией и последующим многоступенчатым гидролизом катиона; при этом создаётся кислотная среда, в частности, для первой ступени гидролиза константа кислотности равна

$K_{a1}=\frac{\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{(}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{5}}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}^{\mathsf{2}\mathsf{+}}\mathsf{]}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{[}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}^{\mathsf{+}}\mathsf{]}}{\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{(}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{6}}^{\mathsf{3}\mathsf{+}}\mathsf{]}}=9,55\cdot <!--\; \cdot \; -->{10}^{-<!--\; -\; -->6}$$K_{a1}={\frac {\mathsf {[Al(H_{2}O)_{5}(OH)^{2+}]\ \cdot \ [H_{3}O^{+}]}}{\mathsf {[Al(H_{2}O)_{6}^{3+}]}}}=9,55\cdot 10^{-6}$ 

• с разбавленными щелочами образует осадок гидроксида алюминия, с концентрированными разлагается с образованием тетрагидроксоалюмината

$\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{O}{\mathsf{H}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{I}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}$${\mathsf {AlI_{3}\ +\ 3OH^{-}\ \longrightarrow \ Al(OH)_{3}\downarrow \ +\ 3I^{-}}}$ 

$\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{O}{\mathsf{H}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{[}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{I}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}$${\mathsf {AlI_{3}\ +\ 4OH^{-}\ \longrightarrow \ [Al(OH)_{4}]^{-}+\ 3I^{-}}}$ 

ПолучениеПравить

Иодид алюминия может быть получен непосредственно реакцией порошкообразного алюминия и иода (для реакции необходимо небольшое количество воды в качестве катализатора — образующиеся при реакции иода с водой кислоты растворяют покрывающую алюминий оксидную плёнку, ускоряя реакцию):

$\mathsf{2}\mathsf{A}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\underset{}{\overset{{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}}{\to }}\mathsf{2}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {2Al\ +\ 3I_{2}\ {\xrightarrow[{}]{H_{2}O}}2AlI_{3}}}$ 

ТоксичностьПравить

Иодид алюминия токсичен, способен вызывать ожоги кожи и слизистых оболочек (глаз, органов дыхания, ЖКТ). Может вызывать аллергические реакции.