ALUMINIJEV SULFAT (AL2 (SO4) 3): STRUKTURA, UPORABE, STRUPENOST - KEMIJA - 2026

Aluminijev sulfat anorganska aluminijeve soli s formulo A ₂ (SO ₄ ) _3, navadno razume kot sijoče bele trdne kristale. Na barvo spojine bo vplivala koncentracija železa in druge nečistoče. Obstajata dve glavni vrsti aluminijevega sulfata: A in B.

Spodnja slika prikazuje bele kristale hidriranega aluminijevega sulfata. Opazimo lahko odsotnost rjavih obarvanj, kar kaže na ione železa znotraj kristalne rešetke.

Vir: Martin Walker prek Wikimedia Commons

Aluminijev sulfat je v vodi zelo topna sol in v naravi ga redko najdemo v brezvodni obliki. Običajno je hidriran v obliki oktadekahidrata aluminijevega sulfata ali heksadekahidrata.

Prav tako lahko tvori dvojne soli s kalijem in z amonijem spojine, znane kot alume. Deloma je to lahko posledica naklonjenosti vode znotraj hidratov, da zadržijo ione, ki niso aluminij.

Aluminijev sulfat lahko razgradimo z delovanjem vode v aluminijev hidroksid in žveplovo kislino. Ta lastnost je omogočila njegovo uporabo kot zakisljevalca tal.

Prav tako je strupena spojina, zlasti v stiku s svojim prahom. Vendar pa ima na voljo številne možnosti in aplikacije, ki segajo od čiščenja vode z uporabo metode koagulacije, preko uporabe v različnih industrijah, do uporabe v terapevtske namene.

Struktura

Vir: Gabriel Bolívar

Aluminijev sulfat ima razmerje dva kationa Al ³⁺ na vsake tri anione SO ₄ ^2- (zgornja slika), kar je razvidno neposredno v njegovi kemični formuli Al ₂ (SO ₄ ) ₃ .

Upoštevajte, da je Al ³⁺ sivkaste barve, medtem ko SO ₄ ^2- rumena (zaradi atoma žvepla) in rdeča (zaradi kisikovih atomov).

Ilustrirana struktura ustreza brezvodni obliki Al ₂ (SO ₄ ) ₃ , saj nobena molekula vode ne vpliva na ione. V hidrate pa lahko vodo pritegnejo pozitivni centri Al ³⁺ ali negativne tetraedre SO ₄ ^2- s pomočjo vodikovih vezi (HOH-O-SO ₃ ^2- ).

Al ₂ (SO ₄ ) ₃ ∙ 18H ₂ O, na primer, vsebuje 18 vodnih molekul v trdnem strukturo. Nekateri od njih so lahko v neposrednem stiku z Al ³⁺ ali SO ₄ ^2- . Z drugimi besedami: aluminij sulfat ima lahko notranjo ali zunanjo vodo za usklajevanje.

Prav tako lahko njegova struktura gosti druge katione, kot so Fe ³⁺ , Na ⁺ , K ⁺ itd. Toda za to je potrebna prisotnost več anionov SO ₄ ^2- . Za kaj? Za nevtralizacijo povečanja pozitivnih nabojev zaradi kovinskih nečistoč.

Aluminijev sulfat ima lahko veliko struktur, čeprav njegovi hidrati ponavadi sprejmejo monoklinski kristalni sistem.

Fizikalne in kemijske lastnosti

Videz

Pojavi se kot trdna s sijajnimi belimi kristali, zrnci ali prahom.

Molekularna teža

342,31 g / mol (brezvodni).

Neprijeten vonj

Brez vonja

Okus

Zmerno adstrigentno sladkega okusa.

Tališče

Brezvodna oblika 770ºC (oktadekahidratna oblika 86,5ºC)

Topnost v vodi

31,2 g / 100 ml pri 0 ° C; 36,4 g / 100 ml pri 20 ° C in 89 g / 100 ml pri 100 ° C.

Gostota

2,67 do 2,71 g / cm ³ .

Topnost

Rahlo topen v etilnem alkoholu.

Parni tlak

V bistvu nič.

Stabilnost

Stabilen v zraku.

Razgradnja

Pri segrevanju se lahko okoli taljenja razgradi, pri čemer oddaja zlasti žveplov oksid, strupen plin.

Jedkost

Raztopine aluminijevega sulfata so jedko za aluminij. Spojina lahko korodira v prisotnosti vlage.

pKa

3,3 do 3,6. Njen pH je v 5% vodni raztopini 2,9 ali več.

Za kaj gre (uporablja)

Koagulacija ali flokulacija vode

-Ko zmeša z vodo (pitna, postrežena ali odpadna), aluminijev sulfat ustvari aluminijev hidroksid, ki tvori komplekse z spojinami in delci v raztopini, pospeši njihovo usedanje, kar ni v obdelavi z aluminijevim sulfatom trajalo bi dolgo.

-Aluminijev sulfat se uporablja tudi za čiščenje vode v bazenu, zaradi česar je bolj privlačna za uporabo.

-Z uporabo aluminijevega sulfata se doseže voda, ki je brez motnosti in barve, kar poveča njeno pitnost z lažjim čiščenjem vode. Na žalost lahko ta metoda čiščenja vodi do nekoliko povečane koncentracije aluminija v vodi.

-Aluminij je zelo strupena kovina, ki se nabira v koži, možganih in pljučih in povzroča resne motnje. Poleg tega ni znano, katero funkcijo opravljajo pri živih bitjih.

- Evropska unija zahteva, da največja dovoljena meja aluminija v vodi ne presega 0,2 mg / l. Medtem ameriška agencija za zaščito okolja zahteva, da največja meja onesnaženosti vode z aluminijem ne presega 0,05-0,2 mg / l.

-Čiščenje rabljene ali kanalizacijske vode z aluminijevim sulfatom omogoča izločanje ali zmanjšanje fosforja v njih ekonomsko.

Uporabljajte ga kot barvilo za črnilo in za izdelavo papirja

-Aluminijev sulfat se uporablja kot obloga barvil ali črnil, saj pomaga pritrditi na barvani material. Njegov pritrdilni učinek je posledica Al (OH) ₃ , katerega želatinasta konsistenca sodeluje z adsorpcijo barvil na tekstilu.

-Čeprav se v opisanem namenu uporabljajo od približno leta 2000 pred našim štetjem, le morska sredstva potrebujejo le organska barvila. Sintetična barvila po drugi strani ne potrebujejo mordance, da opravijo svoje delo.

-Odstavljena je bila iz proizvodnje papirja, vendar se še vedno uporablja pri proizvodnji papirne kaše. Odstranjuje nečistoče, prav tako pa je bil uporabljen tudi za vezanje materialov, nevtralizacijo nabojev in umerjanje kolofonije.

Industrijske uporabe

- Uporabljajo se v gradbeništvu, da pospešijo pritrditev betona. Poleg tega se uporablja pri hidroizolaciji konstrukcij.

-V industriji mil in maščob se uporablja pri proizvodnji glicerina.

- Uporablja se v naftni industriji pri proizvodnji sintetičnih katalizatorjev, ki jih uporabljajo med svojim delovanjem.

-V farmacevtski industriji se uporablja kot adstrigentno sredstvo pri pripravi zdravil in kozmetike.

- Sodeluje pri razvrščanju barvil, kot je karmin. Uporablja se tudi kot barvilo pri izdelavi sintetičnih gum iz stirena butadiena.

-V industriji proizvodnje sladkorja se uporablja kot čistilec melase iz sladkornega trsa.

-Uporablja se pri izdelavi deodorantov. Zakaj? Ker povzroča zoženje kanalov znojnih žlez in s tem omejuje nabiranje znoja, ki je nujen medij za rast bakterij, ki povzročajo slab vonj.

- Uporablja se pri strojenju usnja, ki je potreben za njegovo uporabo. Poleg tega se uporablja pri proizvodnji gnojil.

-Uporablja se kot dodatek pri pripravi barv, lepil in tesnilnih sredstev ter pri čistilih in izdelkih za nego pohištva.

Medicinske in terapevtske uporabe

-Aluminijev sulfat je imunski adjuvans. Zato izpolnjuje funkcijo predelave antigenov tako, da ko se sprostijo na mestu delovanja, povzročijo večjo proizvodnjo protiteles proti antigenom, ki so bili cepljeni.

-Freundov adjuvans in BCG ter drugi adjuvansi, vključno z endogenimi, kot so interlevkini, niso specifični za antigene, kar omogoča povečanje polmera imunskega delovanja. To je omogočilo razvoj cepiv proti številnim boleznim.

-Koagulacijsko delovanje aluminijevega sulfata je omogočilo izločanje številnih virusov v obdelani vodi, med drugim: Q beta, MS2, T4 in P1. Rezultati kažejo, da obdelava vode z aluminijevim sulfatom povzroči inaktivacijo takih virusov.

-Aluminijev sulfat se uporablja v obliki palice ali kot prah pri zdravljenju majhnih površinskih ran ali odrgnin, ki nastanejo pri britju.

- Uporablja se pri izdelavi aluminijevega acetata, spojine, ki se uporablja pri zdravljenju nekaterih ušesnih stanj. Brez večjega uspeha je bil uporabljen tudi za ublažitev posledic požarov.

-Aluminijeve sulfatne raztopine se uporabljajo v koncentraciji od 5% do 10% pri lokalnem zdravljenju razjed, ki omogočajo nadzor nad njihovimi izločki.

-Astringentno delovanje aluminijevega sulfata krči površinske plasti kože, koagulira beljakovine in celjenje ran.

Druge uporabe

-Aluminijev sulfat pomaga pri nadzorovanju prekomerne rasti alg v ribnikih, jezerih in potokih. Uporablja se tudi pri odstranjevanju mehkužcev, med drugim španskega polža.

-Gardisti uporabljajo to spojino za zakiselitev alkalnih tal. Aluminijev sulfat v stiku z njihovo vodo razpade na aluminijev hidroksid in razredči žveplovo kislino. Nato se obori obloga aluminijevega hidroksida in žveplova kislina pusti v raztopini.

- zakisanost tal zaradi žveplove kisline se vizualno predstavi na obstoju rastline, imenovane Hydrangea, katere cvetovi ob prisotnosti kisle zemlje postanejo modri; torej so občutljivi in ​​se odzivajo na spremembe pH.

-Aluminijev sulfat sodeluje pri proizvodnji pene za boj proti in ogenj. Kako? Reagira z natrijevim bikarbonatom in sprošča CO ₂ . Ta plin blokira dostop ₂ do mesta gorenja materiala; in posledično premirje, ki se je razvijalo.

Proizvodnja aluminijevega sulfata

Aluminijev sulfat se sintetizira z reakcijo aluminija bogate spojine, kot je mineral boksit, z žveplovo kislino pri povišanih temperaturah. Naslednja kemijska enačba predstavlja reakcijo:

Al ₂ O ₃ + H ₂ SO ₄ ---> Al ₂ (SO ₄ ) ₃ + 3 H ₂ O

Aluminijev sulfat lahko nastane tudi z reakcijo nevtralizacije med aluminijevim hidroksidom in žveplovo kislino v skladu z naslednjo reakcijo:

2 Al (OH) ₃ + 3 H ₂ SO ₄ + 12 H ₂ O ---> Al ₂ (SO ₄ ) ₃ .18H ₂ O

Žveplova kislina reagira z aluminijem, da tvori amonijev sulfat in sprošča molekule vodika kot plin. Reakcija je opisana na naslednji način:

2 Al + 3 H ₂ SO ₄ ---–> Al ₂ (SO ₄ ) ₃ + 3 H ₂

Vrste

Aluminijev sulfat razvrščamo v dve vrsti: tip A in tip B. Pri aluminijevem sulfatu tipa A so trdne snovi bele barve in imajo koncentracijo železa manj kot 0,5%.

V aluminijevem sulfatu tipa B so trdne snovi rjave barve in imajo koncentracijo železa manj kot 1,5%.

Obstajajo panoge, ki proizvajajo aluminijev sulfat in imajo različna merila za njegovo razvrstitev. Tako industrija poroča o pripravi aluminijevega sulfata tipa A z najvišjo koncentracijo železa kot železovega oksida. Medtem ko za tip B kažejo najvišjo koncentracijo železa 0,35%.

Toksičnost

-Aluminijev sulfat je spojina, ki v stiku s svojim prahom izkaže toksično delovanje in tako povzroči draženje kože, v primerih pogostega stika pa dermatitis.

-Vzroči draženje oči, celo trajne poškodbe.

-Ne vdihavanje povzroči draženje nosu in grla, kar lahko povzroči kašelj in hripavost.

-Ne zaužitje povzroči draženje želodca, slabost in bruhanje.

- Obstajajo toksični učinki, ki so, čeprav niso neposredno posledica aluminijevega sulfata, posredno posledica njegove uporabe. To velja za nekatere strupene učinke aluminija, ki jih povzroča uporaba aluminijevega sulfata pri čiščenju vode.

-Patienti, ki so kronično dializirani s soljo, pripravljeno v prečiščeni vodi, z uporabo aluminijevega sulfata, imajo zelo hude zdravstvene motnje. Te motnje vključujejo slabokrvnost, dializno demenco in povečanje kostne bolezni.

Reference

1. Wikipedija. (2018). Aluminijev sulfat. Izvedeno iz: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial. Raztopina aluminijevega sulfata tipa A in B. Vzeta iz: aris.com.pe
3. Christopher Boyd. (9. junij 2014). Najboljše industrijske uporabe aluminijastega sulfata. Vzeto iz: chemservice.com
4. PubChem. (2018). Aluminijev sulfat brezvodni. Vzeto iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Andesia Chemicals. (20. avgust 2009). Varnostni list iz aluminijevega sulfata. . Vzeto iz: andesia.com
6. Kemijska knjiga. (2017). Aluminijev sulfat. Vzeto iz: chemicalbook.com