Al2O3 là oxit gì? Có phải chất lưỡng tính không? Ứng dụng

Al2O3 hay nhôm oxit là hợp chất vô cơ có tên gọi khác là alumina, được ứng dụng rộng rãi trong ngành khai khoáng, gốm sứ… Để hiểu hơn về tính chất, đặc điểm của hoá chất này, hãy theo dõi bài viết dưới đây. 

1. Tổng quan về Al2O3

1.1. Al2O3 là oxit gì?

Al2O3, còn được biết đến với tên gọi là oxit nhôm, là một hợp chất hóa học quan trọng và phổ biến.

Nó tồn tại dưới dạng hợp chất oxit không màu, bột màu trắng, được tạo ra thông qua quá trình oxy hóa của nhôm trong điều kiện nhiệt độ cao. 

Công thức nhôm oxit

Các tên gọi khác: Aluminum, trioxide nhôm.

Al2O3 có nhiều ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Thực tế, nó đóng vai trò là chất bảo vệ kim loại nhôm khỏi các tác nhân oxi hoá của không khí, được ứng dụng làm chất chống mài mòn và cách nhiệt trong sản xuất gốm sứ, và chất luyện kim. 

>> Xem thêm: Nhôm và những ứng dụng trong đời sống?

1.2. Al2O3 có phải là chất lưỡng tính không?

Al2O3 là một oxit lưỡng tính bởi nó vừa có thể tác dụng được với axit vừa có phản ứng với bazơ được thể hiện theo phương trình sau:

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

2. Các tính chất đặc trưng của Al2O3

2.1. Tính chất vật lý

Bột nhôm oxide

2.2. Tính chất hóa học

Al2O3 thể hiện tính chất đặc trưng của oxit lưỡng tính, cụ thể như sau:

- Phản ứng với axit:

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

- Phản ứng với bazơ mạnh (KOH, NaOH):

Al2O3 + 2KOH → KAlO2 + H2O

hay

Al2O3 + 2KOH + 3H2O → 2K[Al(OH)4]

Al2O3 + 2OH– → 2AlO2– + H2O

- Phản ứng với cacbon ở điều kiện nhiệt độ trên 2000 độ C theo phương trình:

Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO 

- Không phản ứng với H2, CO ở bất kỳ nhiệt độ nào.

2.3. Tính bền

Ion Al³⁺ có điện tích dương lớn (+3) và kích thước ion nhỏ (0,048 nm) chỉ bằng một nửa kích thước ion Na⁺ và khoảng hai phần ba kích thước ion Mg²⁺. Tính chất này khiến cho lực tương tác giữa ion Al³⁺ và ion O²⁻ trở nên mạnh mẽ, tạo nên một liên kết vững chắc. Nhờ sự tương tác này, Al2O3 có điểm nóng chảy rất cao, lên đến 2050 độ C và khó bị khử thành kim loại nhôm.

3. Phương pháp điều chế Al2O3

Al2O3 có thể được điều chế từ quá trình oxy hóa bột nhôm hoặc đốt cháy nhôm trong môi trường không khí hoặc hỗn hợp với hợp chất oxy:

4Al + 3O2 → ​2Al2O3

Trong công nghiệp, người ta có thể điều chế Al2O3 từ quặng boxit theo quy trình sau:

- Giai đoạn 1: Loại bỏ tạp chất sắt oxit (Fe2O3), silic dioxit (SiO2) trong quặng boxit bằng công nghệ Bayer. 

Al2O3 + 3 H2O + 2 NaOH --> 2NaAl(OH)4

- Giai đoạn 2: Tiến hành lọc ta loại bỏ được Fe2O3 do hợp chất này không tan trong kiềm còn SiO2 chuyển thành silicat. Thêm axit vào hỗn hợp dung dịch ta thu được Al(OH)3) kết tủa, còn dung dịch vẫn tồn tại silicat.

- Giai đoạn 3: Tiến hành lọc thu kết tủa rồi nhiệt phân ta thu được alumina. 

Al(OH)3 --> Al2O3 + 3 H2O. Al2O3

4. Quá trình điện phân nóng chảy Al2O3

Tiến hành điện phân nóng chảy Al2O3 trong thùng điện phân, ta sẽ thu được kim loại nhôm ở cực âm và khí O2 ở cực dương, được biểu diễn như sau:

+ Ở catot (cực âm): Al3+ + 3e → Al

+ Ở anot (cực dương): 2O2- → O2 + 4e

Phương trình điện phân: 2Al2O3 → 4Al + 3O2

5. Vai trò của Al2O3 trong đời sống

Al2O3 (nhôm oxit) là một vật liệu có rất nhiều ứng dụng quan trọng và rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, cụ thể như:

- Công nghiệp gốm sứ và sứ: Al2O3 được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất gốm sứ và sứ do nó cung cấp độ cứng, chịu nhiệt và chống mài mòn.

- Chất luyện kim: Trong quá trình sản xuất thép và nhôm, Al2O3 được sử dụng như một chất làm lỏng và làm sạch kim loại.

Al2O3 ứng dụng trong sản xuất thép và nhôm

- Vật liệu cách nhiệt và chịu nhiệt: Al2O3 có khả năng cách nhiệt và chịu nhiệt tốt, nên được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khả năng chịu nhiệt cao, như ốp lò, vật liệu chịu lửa, và vật liệu cách nhiệt cho máy bay và tàu vũ trụ.

- Ứng dụng y tế: Được sử dụng trong một số ứng dụng y tế như làm vật liệu implant có thể thay thế cơ bản xương và các ứng dụng khác trong nha khoa.

- Công nghiệp sơn và chất phủ: Với khả năng chịu nhiệt và mài mòn tốt, Al2O3 được sử dụng trong công nghiệp sản xuất sơn và chất phủ.

- Các ứng dụng điện tử: Do có tính chất cách điện và chịu nhiệt, Al2O3 được sử dụng trong sản xuất các vi mạch tích hợp, cơ cấu màn hình phẳng, và các linh kiện điện tử khác.

- Đóng vai trò là chất hút ẩm, giữ nước nhưng quá trình sẽ bị đảo ngược khi làm nóng ở nhiệt độ 200 độ C.

- Mỹ phẩm: Có trong thành phần một số loại mỹ phẩm như kem chống nắng, kem che khuyết điểm, phấn má, son môi,... nhờ vào đặc tính sáng, mịn, bóng.

6. Địa chỉ mua Al2O3 uy tín, chất lượng, giá tốt?

Nhôm oxit là hóa chất thông dụng trong phòng thí nghiệm nên hiện có rất nhiều đơn vị phân phối với giá cả cạnh tranh. Nếu quý khách hàng đang tìm kiếm và có nhu cầu mua hoá chất Al2O3, hãy liên hệ với LabVIETCHEM - Đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực cung ứng hoá chất, thiết bị và dụng cụ phòng thí nghiệm. Đến với chúng tôi, quý khách hàng có thể yên tâm về chất lượng và giá cả. Liên hệ ngay tới số hotline 0826 020 020 để được đội ngũ chuyên viên của chúng tôi tư vấn. Thường xuyên truy cập vào website labvietchem.com.vn để cập nhật thêm nhiều thông tin hữu ích khác về hoá chất nhé!