AlCl3 VS AlO3

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Bapt
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AlCl3 VS AlO3

Messagepar Bapt » 12 Oct 2019, 15:20

Bonjour,

J'ai réalisé de l'H2 avec de l'aluminium et de l'HCl, selon: 2Al+6HCl-->2AlCl3+3H2
Désireux de poursuivre l'expérience, j'ai souhaité extraire AlCl3 de la solution (de l'eau donc). J'ai ainsi obtenu un sel blanc en chauffant ma solution d'AlCl3 au gaz dans un verre de montre. Je pense ainsi avoir obtenu AlCl3.
Cependant, après coup, je lis ceci sur notre bien aimé et maître à tous wiki de sciences amusantes:

https://wiki.scienceamusante.net/index.php?title=Chlorure_d%27aluminium_(III)/synth%C3%A8se

Cet article très bref dit qu'en chauffant ma solution elle se serait décomposée et que Al aurait réagi avec O2 de l'air pour donner AlO3 = l'alumine tandis que Cl forme de l'HCl.
Le doute m'a envahit, je souhaite maintenant savoir si j'ai obtenu AlCl3 ou AlO3. Pour ce faire j'ai fait une simple expérience. J'ai mis mon sel en solution avec de l'eau.
Premièrement, le simple faite que mon Sel soit soluble dans l'eau rend impossible que se soit de AlO3 car l'alumine est insoluble dans l'eau
Deuxièmement, j'ai mesuré le PH de ma solution avec un papier, j'ai obtenu PH=3 donc acide, l'AlCl3 est acide, ce qui encourage cette solution.

Note: J'ai ensuite rechauffé ma solution initialement blanchâtre. Une fois que le sel X y fut très concentré elle a viré au jaune avant de donner un sel blanc.

Pensez-vous que le wiki soit erroné? Ai-je obtenu AlCl3 ou AlO3?

Cordialement et Merci de votre aide
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Maurice
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Re: AlCl3 VS AlO3

Messagepar Maurice » 12 Oct 2019, 22:08

Bonjour,

Tout d'abord, il faut respecter les formules. AlCl3 existe. Mais AlO3 n'existe pas. Aïe ! L'oxyde d'aluminium est Al2O3.

Une solution formée en dissolvant Al dans HCl, contient des ions Al3+ et des ions Cl-. Mais hélas, l'évaporation de cette solution produit la décomposition de cette solution par hydrolyse selon l'équation :
Al3+ + 3 H2O --> Al(OH)3 + 3 H+
Et le solide restant est de l'hydroxyde d'aluminium Al(OH)3, solide blanc

En fait la solution de AlCl3 dans l'eau ne contient pas vraiment l'ion Al3+. Elle contient l'ion Al(OH)2+ et l'ion Al(OH)2+ et une quantité correspondante de ions H+. qui se forme par suite des réactions d'hydrolyse consécutives suivantes :
Al3+ + H2O --> Al(OH)2+ + H+
Al(OH)2+ + H2O --> Al(OH)2+ + H+
Une telle solution est donc toujours extrêmement acide.
Et si on cherche à évaporer cette solution en chauffant, on produit la 3ème hydrolyse donc la formation de Al(OH)3 solide et floconneux. Et les ions H+ se réunissent avec les ions chlorure Cl- pour former HCl qui s'échappe avec la vapeur issue de l'évaporation.

En fait, cette propriété qu'a l'ion Al3+ de réagir avec l'eau en formant des ions H+ n'est pas spécifique de l'aluminium. Tous les ions chargés 2+, 3+, etc. réagissent avec l'eau par hydrolyse et libèrent des ions H+. Avec les ions M chargés 2+, on a la réaction :
M2+ + H2= --> M(OH)+ + H1
où M peut être le Ca, Fe, Zn, etc.
Mais cette réaction n'est pas complète et de loin pour les ions chargés 2+. Leur solution est acide, certes, mais pas fortement. Et le pourcentage des ions qui subissent cette réaction est minime. Par contre avec les ions chargés 3+, elle est très importante. Et les solution de Al3+ ou de Fe3+ sont très acides. Avec les ions chargés 4+, elle est si importante, que ces ions n'existent pas en solution aqueuse, et que leurs molécules se transforment immédiatement et complètement en HCl et hydroxyde du métal.

Bapt
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Re: AlCl3 VS AlO3

Messagepar Bapt » Hier, 00:42

Bonjour,

Merci beaucoup pour votre réponse et mille excuses pour la formule de l'alumine.
Grâce à cela, j'ai compris et ainsi résolu mon mystère de la journée. C'est vraiment intéressant cette histoire d'hydrolyse. A ce sujet, est-ce que cette réaction entre le sodium et l'eau:
2 Na + 2H2O → 2 NaOH + H2
est une réaction d'hydrolyse?

Le wiki a donc aussi faut que moi, il est également inexacte à propos de la synthèse de l'éther. Il serait bon de le corriger et mettre à jour. Je pense que personne n'a le temps sinon ce serait déjà fait mais si jamais je suis intéressé à participer à sa remise en forme, dans la mesure de mes compétences.

Merci encore pour votre réponse détaillée et pertinente.
Bon dimanche

P.S
Je ne sais pourquoi mais mon lien vers le wiki sur la synthèse de l'AlCl3 ne fonctionne pas, je mets donc une capture de cette page en pièce jointe.
Capture synthèse AlCl3.PNG
Capture de la page du wiki sur la synthèse de l'AlCl3

:salut:
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Maurice
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Re: AlCl3 VS AlO3

Messagepar Maurice » Hier, 12:35

Bonjour,

Une réaction d'hydrolyse ne modifie pas les degrés d'oxydation des éléments présents dans la réaction. Ce n'est pas une réaction redox. Ainsi AlCl3 s'hydrolyse en formant HCl et Al(OH)3 (ou Al2O3), et les degrés d'oxydation de Al, H et O ne sont pas modifiés.
Par contre, dans la réaction de Na avec l'eau, Na est au degré d'oxydation zéro dans Na pur, et il passe à +1 dans NaOH. De même H est à +1 au début, et passe à zéro dans H2. Il faut tout de même reconnaître que seul la moitié des atomes H s'oxyde de 0 à +1. Les autres se retrouvent dans NaOH, où leur degré d'oxydation est resté à +1.

Pour en venir à la synthèse de AlCl3, il est vrai qu'on peut le faire avec HCl gazeux passant sur le métal aluminium. Mais c'est difficile de fabriquer AlCl3 anhydre de cette façon. Aussi l'industrie le fabrique par un autre procédé, plus efficace et meilleur marché. On fait passer du gaz chlore sur un mélange de charbon et d'oxyde d'aluminium (ou alumine) chauffé au rouge. Il se produit alors la réaction :
Al2O3 + 3 C + 3 Cl2 --> 2 AlCl3 + 3 CO
AlCl3 est volatil. Il sublime au-dessus de 177°C. Il se condensera donc dans les zones froides de l'appareillage, et CO s'échappe. Et si le chlore contient un peu vapeur d'eau, cette eau décomposera le AlCl3 qui n'est pas volatile, et ne se mélangera pas à AlCl3.
Et comme l'alumine utilisée est impure, et que c'est souvent une sorte d'argile, elle contient un peu d'oxyde de fer. Et cet oxyde réagit de la même façon que Al2O3, et forme FeCl3 qui est aussi gazeux et qui se mélange avec AlCl3. C'est pour cela que le chlorure d'aluminium du commerce est souvent teinté de jaune, qui est la couleur de FeCl3. Mais FeCl3 est une impureté qui ne gène pas AlCl3. En effet, tant AlCl3 que FeCl3 catalysent les mêmes réactions de Friedel et Crafts en chimie organique. Et on utilise beaucoup AlCl3 anhydre dans ces synthèses de Friedel et Crafts. Et il faut qu'il soit absolument anhydre ; mais peu importe s'il est souillé de FeCl3.

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Re: AlCl3 VS AlO3

Messagepar Bapt » Hier, 19:49

Bonjour,

Je n'ai pas compris une chose, pourquoi AlCl3 s'hydrolyse en donnant Al(OH)3 + HCl Ou Al2O3? Les deux sont-ils finalement possibles? :mur:
A pars cela, merci beaucoup pour vous explications, grâce à cela j'ai compris la différence entre hydrolyse et redox et vois bien mieux de quoi on parle. :joie:
Merci beaucoup aussi pour la description des procédés de synthèse, cependant est-il possible de remplacé le charbon par autre chose dans la 2 ème voie de synthèse afin d'éviter la production de CO :sgh06: ? Ou d'utiliser un catalyseur pour formé du CO2 à la place?

Bonne soirée et merci encore
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Re: AlCl3 VS AlO3

Messagepar darrigan » Hier, 21:06

Bapt a écrit :Pensez-vous que le wiki soit erroné? Ai-je obtenu AlCl3 ou AlO3?

Il peut y avoir des erreurs partout, même sur le wiki ! :mrblue: Toujours garder un esprit critique.
Concernant la page citée, peut-être qu'elle n'est pas assez précise ou voire même fausse... le terme "chaleur" sur la flèche n'est pas très explicite... (quelle température ?!) Je ne me souviens plus de qui avait proposé cette contribution.

Sinon, AlCl3 forme, avec l'eau, Al(OH)3. Ce dernier calciné à 1100 °C forme Al2O3.

Bapt a écrit :Le wiki a donc aussi faut que moi, il est également inexacte à propos de la synthèse de l'éther. Il serait bon de le corriger et mettre à jour. Je pense que personne n'a le temps sinon ce serait déjà fait mais si jamais je suis intéressé à participer à sa remise en forme, dans la mesure de mes compétences.

N'hésites pas à m'écrire en privé si tu souhaites proposer une correction de la page de l'éther. :salut:
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Re: AlCl3 VS AlO3

Messagepar Bapt » Hier, 22:16

Bonjour,

Merci beaucoup pour l'explication concernant la T°.
Oui évidemment on n'est pas à l'abris des coquilles et je n'en tiens pas rigueur au wiki de sciences amusantes, il reste un outil très chouette pour se faire une première impression et découvrir des terres inconnues, cependant ces coquilles peuvent parfois dérouter les jeunots comme moi. :fou:

:salut:
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