Сульфат алюмінію (Al2 (SO4) 3) структура, застосування, типи, токсичність

The сульфат алюмінію являє собою неорганічну сіль алюмінію формули Al₂(SO₄)_3,  що зазвичай з'являється у вигляді білого твердого тіла з блискучими кристалами. На колір з'єднання буде впливати його концентрація заліза і будь-яка інша домішка. Існує два основних типи сульфату алюмінію: А і В.

На нижньому зображенні показані білі кристали гідратованого сульфату алюмінію. Можна відзначити відсутність бурого забарвлення, що свідчить про іони заліза в кристалічній решітці.

Сульфат алюмінію - це сіль, яка дуже добре розчиняється у воді і в природі рідко зустрічається в його безводній формі. Він зазвичай гідратований у вигляді октадекагідрату сульфату алюмінію [Al₂(SO₄)₃.18H₂O] або гексадекагідрат [Al₂(SO₄)₃.16H₂O].

Крім того, він може утворювати подвійні солі з калієм, а також амоній, сполуки, відомі як квасцы. Частково це може бути пов'язано з спорідненістю води в гідратах для утримання інших іонів, крім алюмінію.

Сульфат алюмінію можна розкласти під дією води в гідроксиді алюмінію і сірчаної кислоти. Це властивість дозволило використовувати його як підкислювач ґрунтів.

Це також токсичне з'єднання, особливо при контакті з порошком. Однак вона має нескінченність застосувань і застосувань, які йдуть від очищення води за допомогою методу коагуляції, що відбувається через її використання в декількох галузях, до її використання з терапевтичними цілями..

Індекс

• 1 Структура
• 2 Що це (використовує)
  • 2.1 Коагуляція або флокуляція води
  • 2.2 Використання як протрава чорнила і в розробці паперу
  • 2.3 Промислове використання
  • 2.4 Лікарські та терапевтичні застосування
  • 2.5 Інші види використання
• 3 Виробництво сульфату алюмінію
• 4 типи
• 5 Токсичність
• 6 Посилання

Структура

Сульфат алюмінію має співвідношення двох катіонів Al³⁺ для кожних трьох аніонів SO₄^2- (верхнє зображення), яке можна спостерігати безпосередньо в його хімічній формулі Al₂(SO₄)₃.

Зверніть увагу, що Al³⁺ вони сіруваті, тоді як SO₄^2- вони жовті (для атома сірки) і червоні (для атомів кисню).

Ілюстрована структура відповідає безводній формі Al₂(SO₄)₃, оскільки жодна молекула води не взаємодіє з іонами. Однак у ваших гідратах воду можна залучити до позитивних центрів Al³⁺, або негативними тетраедрами SO₄^2- через водневі зв'язки (HOH-O-SO₃^2-).

Al₂(SO₄)₃H 18H₂Або, наприклад, він містить 18 молекул води у своїй твердій структурі. Деякі з них можуть перебувати в безпосередньому контакті з Al³⁺ або з SO₄^2-. Іншими словами: сульфат алюмінію може мати внутрішню або зовнішню координаційну воду.

Також в його структурі можуть бути розміщені інші катіони, такі як Fe³⁺, Na⁺, K⁺, і т.д. Але для цього необхідно наявність більше аніонів SO₄^2-. Для чого? Для нейтралізації збільшення позитивних зарядів за рахунок металевих домішок.

Сульфат алюмінію може мати багато структур, хоча його гідрати прагнуть прийняти моноклінну кристалічну систему.

Фізико-хімічні властивості

Зовнішній вигляд

Він з'являється як тверда речовина з блискучими білими кристалами, гранулами або порошком.

Молекулярна маса

342,31 г / моль (безводний).

Запах

Це без запаху

Смак

Солодкий смак помірно в'яжучий.

Точка плавлення

Безводна форма 770º С (форма октадекадитрата 86,5º С)

Розчинність у воді

31,2 г / 100 мл при 0 ° С; 36,4 г / 100 мл при 20 ° С і 89 г / 100 мл при 100 ° С.

Щільність

2,67-2,71 г / см³.

Розчинність

Трохи розчиняється в етиловому спирті.

Тиск пари

По суті, нуль.

Стабільність

Стабільний у повітрі.

Розкладання

При нагріванні, приблизно при температурі його плавлення, він може розкладатися за рахунок виділення особливо оксиду сірки, токсичного газу.

Корозивність

Розчини сульфату алюмінію є корозійними для алюмінію. Також з'єднання може кородувати метали в присутності вологи.

pKa

3.3 - 3.6. А його рН становить 2,9 або більше в 5% -ному водному розчині.

Що це (використовує)

Коагуляція або флокуляція води

-При змішуванні з водою (питна, подана або відпрацьована), сульфат алюмінію викликає гідроксид алюмінію, який утворює комплекси з сполуками і частинки в розчині, що прискорює їх седиментацію, що за відсутності обробки сульфатом алюмінію буде приймати довгий час.

-Сульфат алюмінію також використовується при очищенні води басейну, що робить їх більш привабливими для використання.

-Завдяки використанню сульфату алюмінію вода отримується без помутніння і забарвлення, збільшуючи його питомість, полегшуючи очищення води. На жаль, цей спосіб очищення може призвести до дещо підвищеної концентрації алюмінію у воді.

-Алюміній - це дуже токсичний метал, який накопичується в шкірі, мозку і легенях, викликаючи серйозні розлади. Крім того, невідомо, яку функцію вона виконує в живих істотах.

-Європейський Союз вимагає, щоб максимальна дозволена межа алюмінію у воді не перевищувала 0,2 мг / л. Тим часом Агентство охорони навколишнього середовища США вимагає, щоб максимальна межа забруднення води алюмінієм не перевищувала 0,05-0,2 мг / л.

-Обробка стічних вод або використання з сульфатом алюмінію дозволяє усунути або зменшити фосфор в них, економічно.

Використовується як протрава чорнила і в розробці паперу

-Сульфат алюмінію використовується як протрава для барвників або фарб, допомагаючи закріпити на матеріалі, що підлягає фарбуванню. Його фіксуюча дія пов'язана з Al (OH)₃, чия желатинова консистенція сприяє адсорбції барвників на текстилі.

-Незважаючи на те, що з 2000 року до н.е. для описаної мети вона застосовувалася, тільки органічні барвники вимагають протравлення. Синтетичні барвники, з іншого боку, не вимагають стирання для виконання своєї функції.

-Вона була витіснена з виробництва паперу, але вона все ще використовується у виробництві паперової маси. Видаляє домішки, а також використовується для зв'язування матеріалів, нейтралізує заряд і калібрує каніфоль.

Промислове використання

-Використовується в будівельній індустрії з метою прискорення налаштування бетону. Крім того, він використовується в гідроізоляції будівель.

-У промисловості мила і жирів вона використовується у виробництві гліцерину.

-Застосовується в нафтовій промисловості при виготовленні синтетичних каталізаторів, які використовуються під час експлуатації.

-Застосовується в фармацевтичній промисловості як в'яжучий засіб при приготуванні препаратів і косметичних засобів.

-Втручається у виробництво барвників, таких як кармін. Він також використовується як барвник у виробництві синтетичних каучуків бутадієнстиролу.

-У цукровій промисловості використовується як очищувач меляси для цукрової тростини.

-Застосовується при виготовленні дезодорантів. Чому? Тому що він викликає звуження протоки потових залоз, що обмежує накопичення поту, необхідного середовища для росту бактерій, що викликають запах..

-Застосовується в дубленні шкіри, необхідний процес для його використання. Крім того, він використовується у виробництві добрив.

-Використовується в якості добавки при приготуванні фарб, клеїв і герметиків, а також для чищення та догляду за меблями..

Лікарські та терапевтичні застосування

-Сульфат алюмінію є імунологічним допоміжним засобом. Таким чином, він виконує функцію обробки антигенів таким чином, що, вивільняючись на їхньому місці дії, вони продукують більшу продукцію антитіл для антигенів, які були щеплені.

-Ад'ювант Фрейнда і БЦЖ, а також інші ад'юванти, включаючи ендогенні, такі як інтерлейкіни, неспецифічні для антигенів, що дозволяє збільшити радіус імунної дії. Це дозволило розробити вакцини проти численних захворювань.

-Коагулююча дія сульфату алюмінію дозволила усунути численні віруси в обробленій воді, серед інших: Q бета, MS2, T4 і P1. Результати вказують на те, що обробка води сульфатом алюмінію призводить до інактивації таких вірусів.

-Сульфат алюмінію застосовується у вигляді палички або порошку для лікування невеликих поверхневих ран або подряпин, що виникають при голінні.

-Він використовується при виробництві ацетату алюмінію, з'єднання, що використовується при лікуванні деяких умов вуха. Він також використовувався, без значного успіху, для полегшення наслідків пожежогасіння..

-Розчини сульфату алюмінію використовують у концентрації від 5% до 10% для місцевого лікування виразок, що дозволяють контролювати їх виділення.

-В'яжуча дія сульфату алюмінію стискає поверхневі шари шкіри, коагулюючи білки і загоюючи рани.

Інші види використання

-Сульфат алюмінію допомагає контролювати надмірний ріст водоростей у ставках, озерах і потоках води. Вона також використовується при видаленні молюсків, серед інших іспанських слимаків.

-Садівники застосовують цю суміш для підкислення лужних ґрунтів. При контакті з водою сульфат алюмінію розкладають на гідроксид алюмінію і розбавляють сірчану кислоту. Потім осаджується гідроксид алюмінію, залишаючи сірчану кислоту в розчині.

-Підкислення ґрунтів за рахунок сірчаної кислоти візуалізується дуже творчо, внаслідок існування рослини під назвою «гортензія», квіти якої синіють у присутності кислого ґрунту; тобто вони чутливі і реагують на зміни рН.

-Сульфат алюмінію бере участь у виробництві піни для боротьби і контролю вогню. Як? Реагує з бікарбонатом натрію, виробляючи вивільнення CO₂. Це газові блоки O доступу₂ до місця згоряння матеріалу; і, отже, припинення вогню, яке розвивалося.

Виробництво сульфату алюмінію

Сульфат алюмінію синтезують шляхом взаємодії збагаченого алюмінієм з'єднання, такого як бокситова руда, з сірчаною кислотою при підвищених температурах. Наступне хімічне рівняння являє собою реакцію:

Al₂O₃      +     H₂SO₄  -> Al₂(SO₄)₃       +        3 H₂O

Сульфат алюмінію також може бути утворений реакцією нейтралізації між гідроксидом алюмінію і сірчаною кислотою згідно з наступною реакцією:

2 Al (OH)₃           +            3 H₂SO₄           +            12 H₂O -> Al₂(SO₄)₃.18H₂O

Сірчана кислота реагує з алюмінієм з утворенням сульфату амонію і вивільненням молекул водню у вигляді газу. Реакція схематизується наступним чином:

2 Al + 3 H₂SO₄ -> Al₂(SO₄)₃        +            3 H₂

Типи

Сульфат алюмінію класифікується на два типи: тип А і тип В. В сульфаті алюмінію типу А тверді речовини є білими і мають концентрацію заліза менше 0,5%.

У сульфаті алюмінію типу В тверді речовини бурі і мають концентрацію заліза менше 1,5%.

Є галузі, що виробляють сульфат алюмінію, які мають різні критерії їх класифікації. Таким чином, галузь повідомляє про її приготування сульфату алюмінію типу А максимальною концентрацією 0,1% заліза як оксиду заліза. Хоча для типу B вони вказують максимальну концентрацію заліза 0,35%.

Токсичність

-Сульфат алюмінію - це з'єднання, яке проявляє свою токсичну дію при контакті з пилом, викликаючи при цьому подразнення шкіри, а в тих випадках, коли часто зустрічається, дерматит.

-У очах це викликає сильне роздратування, навіть для отримання постійних травм.

-Вдихання викликає роздратування носа і горла, що може викликати кашель і висипання.

-Його споживання викликає подразнення шлунка, нудоту і блювоту.

-Є токсичні ефекти, які, хоча вони безпосередньо не пов'язані з сульфатом алюмінію, вони опосередковано обумовлені їх використанням. Це випадок певних токсичних ефектів алюмінію, викликаних використанням сульфату алюмінію при очищенні води.

-Пацієнти, які хронічно діалізуються з використанням солей, приготовлених у очищеній воді, за допомогою використання сульфату алюмінію, відчувають дуже важкі порушення здоров'я. Серед цих розладів ми маємо анемію, деменцію шляхом діалізу і збільшення захворювань кісток.

Список літератури

1. Вікіпедія. (2018). Сульфат алюмінію Взяті з сайту: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial Розчин сульфату алюмінію типу А і В. Взяті з: aris.com.pe
3. Крістофер Бойд (9 червня 2014 року). Топ промислового використання для сульфату алюмінію. Взяті з: chemservice.com
4. PubChem. (2018). Сульфат алюмінію безводний. Взяті з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Andesia Chemicals (20 серпня 2009 року). Запобіжний лист сульфату алюмінію. [PDF] Взяті з: andesia.com
6. Хімічна книга. (2017). Сульфат алюмінію. Взяті з: chemicalbook.com