Алюминаты

Алюминаты, соли алюминиевых кислот: ортоалюминиевой H₃AlO₃, метаалюминиевой HAlO2 и др. В природе наиболее распространены А. общей формулы R[Al₂O₄], где R - Mg, Са, Be, Zn и др. Среди них различают: 1) октаэдрические разновидности, т. н. шпинели - Mg[Al₂0₄] (благородная шпинель), Zn[Al₂O₄] (ганитовая или цинковая шпинель) и др. и 2) ромбические разновидности - Be[Al₂O₄] (хризоберилл) и др. (в формулах минералов атомы, составляющие структурную группу, обычно заключают в квадратные скобки).

А. щелочных металлов получают при взаимодействии Al или Al(OH)₃ с едкими щелочами: Al(OH)₃ + KOH = KAlO2 + 2H₂O. Из них А. натрия NaAlO2, образующийся при щелочном процессе получения глинозёма (см. Алюминия окись), применяют в текстильном производстве как протраву. А. щёлочноземельных металлов получают сплавлением их окислов с Al₂O₃; из них А. кальция CaAl₂O₄ служит главной составной частью быстро твердеющего глинозёмистого цемента.

Практическое значение приобрели А. редкоземельных элементов. Их получают совместным растворением окислов редкоземельных элементов R₂0₃ и Al(NO₃)₃ в азотной кислоте, выпариванием полученного раствора до кристаллизации солей и прокаливанием последних при 1000-1100?С. Образование А. контролируется рентгеноструктурным, а также химическим фазовым анализом. Последний основан на различной растворимости исходных окислов и образуемого соединения (А., например, устойчивы в уксусной кислоте, в то время как окислы редкоземельных элементов хорошо растворяются в ней). А. редкоземельных элементов обладают большой химической стойкостью, зависящей от температур их предварительного обжига; в воде устойчивы при высоких температурах (до 350?С) под давлением. Наилучший растворитель А. редкоземельных элементов - соляная кислота. А. редкоземельных элементов отличаются высокой тугоплавкостью и характерной окраской. Их плотности составляют от 6500 до 7500 кг/м³.

Соединение Окраска после обжига выше 1380?С t_пл ?C
La AlO₃ кремовая 2100
Pr AlO₃ жёлтая 2088
Nd AlO₃ сиреневая 1950
Sm AlO₃ кремовая 2020
Eu AlO₃ розовая 1940
Gd AlO₃ розовая 1960
Dy AlO₃ розовая 1880
Микротвёрдость сплавленных А. редкоземельных элементов 16-17 Гн/м² (1600-1700 кгс/мм²) [микротвёрдость окислов редкоземельных элементов 4-4,7 Гн/м² (400-470 кгс/мм²)].
А. редкоземельных элементов являются перспективными материалами в производстве специальной керамики, оптических стекол, в ядерной технике и в др. отраслях народного хозяйства, успешно заменяя окислы редкоземельных элементов (см. также Редкоземельные элементы, Лантаноиды).
Лит.: Портной К. И.,Тимофеева Н. И., Синтез и свойства моноалюминатов редкоземельных элементов, "Изв. АН СССР. Неорганические материалы", 1965, т. 1, ? 9; Тресвятский С. Г., Кушаковский В. И., Белеванцев В. С., Изучение систем Al₂O₃ - Sm₅O₃ и Al₂O₃ - Gd₂O₃, "Атомная энергия", 1960, т. 9, в. 3; Бондарь И. А., Виноградова Н. В., Фазовые равновесия в системе окись лантана - глинозем, "Изв. АН СССР. Сер. химическая", 1964, ? 5.
К. И. Портной.