СУЛЬФАТ АЛЮМІНІЮ (AL2 (SO4) 3): СТРУКТУРА, ВИКОРИСТАННЯ, ТОКСИЧНІСТЬ - ХІМІЯ - 2025

Сульфат алюмінію являє собою неорганічну сіль алюмінію формули А ₂ (SO ₄ ) _3, як правило , розглядаються як блискучі білими тверді кристали. На колір сполуки впливатиме його концентрація заліза та будь-які інші домішки. Існує два основних типи сульфату алюмінію: А і В.

На нижньому зображенні зображені білі кристали гідратного сульфату алюмінію. Можна відзначити відсутність коричневих забарвлень, що свідчить про іони заліза в кристалічній решітці.

Джерело: Мартін Уокер через Wikimedia Commons

Сульфат алюмінію - це дуже розчинна у воді сіль, і в природі її рідко можна зустріти в безводному вигляді. Зазвичай він гідратний у вигляді октадекагідрату сульфату алюмінію або гексадекагідрату.

Аналогічно, він може утворювати подвійні солі з калієм та амонієм, сполуки, відомі як квасци. Частково це може бути пов'язано з спорідненістю води у гідратах до утримання іонів, крім алюмінію.

Сульфат алюмінію може бути розщеплено дією води на гідроксид алюмінію та сірчану кислоту. Ця властивість дозволила використовувати його як підкислювач ґрунту.

Це також токсична сполука, особливо при контакті з її пилом. Однак він має безліч застосувань і застосувань, починаючи від очищення води за допомогою методу коагуляції, через її використання в різних галузях промисловості, до його використання в лікувальних цілях.

Будова

Джерело: Габріель Болівар

Сульфат алюмінію має співвідношення двох катіонів Al ³⁺ на кожні три аніони SO ₄ ^2- (верхнє зображення), що можна побачити безпосередньо в його хімічній формулі Al ₂ (SO ₄ ) ₃ .

Зауважте, що Al ³⁺ мають сіруватий колір, а SO ₄ ^2- жовтий (через атом сірки) та червоний (через атоми кисню).

Проілюстрована структура відповідає безводній формі Al ₂ (SO ₄ ) ₃ , оскільки жодна молекула води не взаємодіє з іонами. Однак у гідратах воду можна залучати позитивними центрами Al ³⁺ або негативними тетраедрами SO ₄ ^2- за допомогою водневих зв’язків (HOH-O-SO ₃ ^2- ).

Наприклад, Al ₂ (SO ₄ ) ₃ ∙ 18H ₂ O містить 18 молекул води у своїй твердій структурі. Деякі з них можуть перебувати в прямому контакті з Al ³⁺ або SO ₄ ^2- . Іншими словами: сульфат алюмінію може мати внутрішню або зовнішню координуючу воду.

Так само його структура може розміщувати й інші катіони, такі як Fe ³⁺ , Na ⁺ , K ⁺ тощо. Але для цього необхідна наявність більшої кількості аніонів SO ₄ ^2- . Для чого? Нейтралізувати збільшення позитивних зарядів за рахунок металевих домішок.

Сульфат алюмінію може мати багато структур, хоча його гідрати, як правило, приймають моноклінну кристалічну систему.

Фізичні та хімічні властивості

Зовнішній вигляд

Він зустрічається у вигляді твердої речовини з блискучими білими кристалами, гранулами або порошком.

Молекулярна маса

342,31 г / моль (безводний).

Запах

Це не має запаху

Смак

Помірно терпкий солодкий аромат.

Точка плавлення

Безводна форма 770º C (октадекагідрат 86,5º C)

Розчинність у воді

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

Щільність

2,67 - 2,71 г / см ³ .

Розчинність

Слабо розчинний в етиловому спирті.

Тиск пари

По суті нуль.

Стабільність

Стійкий у повітрі.

Розкладання

При нагріванні навколо температури плавлення він може розкладатися, виділяючи особливо оксид сірки, токсичний газ.

Корозійність

Розчини сульфату алюмінію є корозійними до алюмінію. Також сполука може роз’їдати метали за наявності вологи.

pKa

3,3 до 3,6. А його pH становить 2,9 і більше у 5% -ному водному розчині.

Для чого це (використовує)

Коагуляція або флокуляція води

-При змішуванні з водою (питною, подаченою або відхідною) сульфат алюмінію утворює гідроксид алюмінію, який утворює комплекси зі сполуками та частинками в розчині, прискорюючи їх осідання, що за відсутності обробки сульфатом алюмінію це зайняло б тривалий час.

-Алюмінієвий сульфат також використовується для очищення води в басейні, що робить його більш привабливим у використанні.

- Завдяки використанню сульфату алюмінію досягається вода, позбавлена ​​каламутності та забарвлення, підвищуючи її калійність шляхом полегшення 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 та легенях, викликаючи серйозні розлади. Крім того, невідомо, яку функцію він виконує у живих істот.

-Європейський Союз вимагає, щоб максимально допустима межа алюмінію у воді не перевищувала 0,2 мг / л. Тим часом Агентство захисту навколишнього середовища США вимагає, щоб максимальний межа забруднення водою алюмінієм не перевищував 0,05-0,2 мг / л.

-Очистка використаних або стічних вод сульфатом алюмінію дозволяє виводити або знижувати в них фосфор, економічно.

Використовуйте як чорнильний морильник і для виготовлення паперу

-Сульфат алюмінію використовували як морилку барвників або фарб, допомагаючи закріплювати матеріал, що фарбується. Його закріплююча дія пояснюється Al (OH) ₃ , чия желеподібна консистенція співпрацює з адсорбцією барвників на текстилі.

-Хоча він застосовується приблизно з 2000 року до н.е. для описаних цілей, лише органічні барвники потребують морильників. Синтетичні барвники, з іншого боку, не вимагають, щоб моренди виконували свою роботу.

-Він витіснився з виробництва паперу, але він все ще використовується у виробництві паперової маси. Він видаляє домішки, а також використовувався для зв’язування матеріалів, нейтралізації зарядів та калібрування каніфолі.

Промислове використання

-Використовується в будівельній галузі для прискорення укладання бетону. Додатково застосовується при гідроізоляції конструкцій.

-В промисловості мила та жирів його використовують у виробництві гліцерину.

-Використовується в нафтовій промисловості при виробництві синтетичних каталізаторів, які вони використовують під час своєї експлуатації.

-Використовується у фармацевтичній промисловості як в’яжучий засіб при приготуванні ліків та косметики.

-Участь у розробці таких барвників, як кармін. Він також використовується як барвник при виробництві синтетичних каучуків стиролу бутадієну.

-В цукровій промисловості використовується як очисник патоки цукрової тростини.

-Використовується при виготовленні дезодорантів. Чому? Тому що це викликає звуження протоків потових залоз, обмежуючи тим самим накопичення поту, необхідного середовища для росту бактерій, що викликають запах.

-Використовується при дубленні шкіри, необхідний для її використання процес. Додатково його використовують у виробництві добрив.

-Використовується як добавка при приготуванні фарб, клеїв та герметиків, а також засобів для чищення та догляду за меблями.

Лікарські та лікувальні засоби

-Сульфат алюмінію - імунний ад'ювант. Тому він виконує функцію переробки антигенів таким чином, що коли вони вивільняються на своєму місці дії, вони виробляють більшу продукцію антитіл до антигенів, які були прищеплені.

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

-Коагулянтна дія сульфату алюмінію дозволила вивести численні віруси в оброблюваній воді, серед інших: Q beta, MS2, T4 та P1. Результати показують, що обробка води сульфатом алюмінію призводить до інактивації таких вірусів.

-Алюмінієвий сульфат застосовують у формі палички або як порошок при лікуванні невеликих поверхневих ран або потертостей, що утворюються при голінні.

-Використовується при виробництві ацетату алюмінію, сполуки, що використовується при лікуванні деяких захворювань вуха. Він також без значного успіху використовувався для зменшення наслідків укусів вогняних мурашок.

-Розчини сульфату алюмінію використовують у концентрації від 5% до 10% при місцевому лікуванні виразок, що дозволяють контролювати їх виділення.

-В'яжуча дія сульфату алюмінію стискає поверхневі шари шкіри, згортання білків і загоєння ран.

Інші види використання

-Алюмінієвий сульфат допомагає контролювати надмірний ріст водоростей у ставках, озерах та потоках. Він також використовується для усунення молюсків, серед інших іспанських слимаків.

-Гарденери застосовують цю сполуку для підкислення лужних ґрунтів. При контакті з їх водою сульфат алюмінію розкладається на гідроксид алюмінію і розбавляє сірчану кислоту. Потім гідроксид алюмінію осаджується, залишаючи сірчану кислоту в розчині.

-Кислення ґрунтів за рахунок сірчаної кислоти візуалізується дуже творчо, завдяки існуванню рослини під назвою Гортензія, квіти якої синіють у присутності кислого ґрунту; тобто вони чутливі і реагують на зміни pH.

-Сульфат алюмінію бере участь у виробництві пінопласту для боротьби з вогнем. Як? Реагує з гідрокарбонатом натрію, вивільняючи CO ₂ . Цей газ блокує доступ O ₂ до місця спалювання матеріалу; а отже, і припинення вогню, що розвивалося.

Виробництво сульфату алюмінію

Сульфат алюмінію синтезується шляхом взаємодії багатого алюмінієм з'єднання, такого як мінеральний боксит, з сірчаною кислотою при підвищених температурах. Наступне хімічне рівняння являє собою реакцію:

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

Сульфат алюмінію також може утворюватися реакцією нейтралізації між гідроксидом алюмінію та сірчаною кислотою відповідно до наступної реакції:

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

Сірчана кислота реагує з алюмінієм, утворюючи сульфат амонію і виділяючи молекули водню у вигляді газу. Реакцію окреслюють так:

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

Типи

Сульфат алюмінію класифікують на два типи: тип А і тип В. У сульфаті алюмінію типу А тверді речовини мають білий колір і мають концентрацію заліза менше 0,5%.

У сульфаті алюмінію типу B тверді речовини мають коричневий колір і мають концентрацію заліза менше 1,5%.

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

Токсичність

-Сульфат алюмінію - це сполука, яка чинить токсичну дію при контакті зі своїм пилом, тим самим викликаючи роздратування шкіри, а у випадках частого контакту - дерматит.

-Викликає сильне роздратування очей, навіть спричиняє постійні травми.

-При його інгаляції відбувається подразнення носа і горла, що може викликати кашель і хрипоту.

-Прийом всередину викликає подразнення шлунка, нудоту та блювоту.

- Існують токсичні ефекти, які, хоча вони не пов'язані безпосередньо з сульфатом алюмінію, але опосередковано зумовлені його використанням. Це справа певних токсичних ефектів алюмінію, викликаних використанням сульфату алюмінію для очищення води.

-Пацієнти, які хронічно діалізуються, використовуючи солі, приготовлені в очищеній воді, шляхом використання сульфату алюмінію, відчувають дуже серйозні порушення здоров'я. Ці розлади включають анемію, діалізну деменцію та збільшення захворювань кісток.

Список літератури

1. Вікіпедія. (2018). Сульфат алюмінію. Взято з: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial. Розчини сульфату алюмінію типу А та В. Взяте з: aris.com.pe
3. Крістофер Бойд. (9 червня 2014 р.). Провідні галузі використання сульфату алюмінію. Взято з: chemservice.com
4. PubChem. (2018). Сульфат алюмінію безводний. Взято з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Andesia Chemicals. (20 серпня 2009 р.). Лист безпеки сульфату алюмінію . Взято з: andesia.com
6. Хімічна книга. (2017). Сульфат алюмінію. Взято з: chemicalbook.com