ALUMINIJ SULFAT (AL2 (SO4) 3): STRUKTURA, UPOTREBE, TOKSIČNOST - KEMIJA - 2025

Aluminij sulfat je anorganska sol aluminija formule A ₂ (SO ₄) _3, obično se vidi kao sjajne bijele krute tvari kristala. Na boju spoja utjecat će njegova koncentracija željeza i bilo koje druge nečistoće. Postoje dvije glavne vrste aluminij sulfata: A i B.

Donja slika prikazuje bijele kristale hidratiziranog aluminij sulfata. Može se primijetiti odsutnost smeđih boja, što ukazuje na ione željeza unutar kristalne rešetke.

Izvor: Martin Walker putem Wikimedia Commonsa

Aluminij sulfat je vrlo topiva sol u vodi i u prirodi ga je rijetko naći u bezvodnom obliku. Obično je hidriran u obliku aluminij sulfata oktadekahidrata ili heksadekahidrata.

Isto tako, može tvoriti dvostruke soli s kalijem i s amonijem, spojevima poznatim kao alum. Dijelom je to možda razlog afiniteta vode unutar hidrata koji zadržavaju ione koji nisu aluminij.

Aluminij sulfat može se razgraditi djelovanjem vode na aluminij hidroksid i sumpornu kiselinu. Ovo svojstvo je omogućilo njegovu upotrebu kao zakiseljača tla.

To je i toksičan spoj, osobito u kontaktu s njegovom prašinom. Međutim, on ima mnoštvo načina i primjena u rasponu od pročišćavanja vode pomoću metode koagulacije, preko njegove upotrebe u raznim industrijama, do njegove upotrebe u terapeutske svrhe.

Struktura

Izvor: Gabriel Bolívar

Aluminij sulfat ima omjer od dva Al ^{3 ili noviji} kationa za svaki tri SO ₄ ^2- aniona (gornja slika), što se može vidjeti izravno u kemijskoj formuli Al ₂ (SO ₄) ₃.

Imajte na umu da je Al ³⁺ sive boje, dok su SO ₄ ^2- žute (zbog atoma sumpora) i crvene (zbog atoma kisika).

Ilustrirana struktura odgovara bezvodnom obliku Al ₂ (SO ₄) ₃, jer niti jedna molekula vode ne djeluje na interakciju s ionima. U njegovih hidrata, međutim, voda može biti privučen pozitivnim centara Al ³⁺, ili negativnim tetraedara SO ₄ ^2- pomoću vodikovih veza (HOH- O-SO ₃ ^2-).

Al ₂ (SO ₄) ₃ ∙ 18H ₂ O, na primjer, sadrži 18 molekula vode u čvrstom strukturi. Neki od njih mogu biti u izravnom kontaktu s Al ³⁺ ili SO ₄ ^2-. Drugim riječima: aluminij sulfat može imati unutarnju ili vanjsku koordinacijsku vodu.

Isto tako, njegova struktura može ugostiti druge katione poput Fe ³⁺, Na ⁺, K ⁺, itd. Ali za to je potrebna prisutnost više SO ₄ ^2- aniona. Za što? Za neutralizaciju porasta pozitivnih naboja zbog metalnih nečistoća.

Aluminij sulfat može imati višestruku strukturu, iako njegovi hidrati imaju tendenciju da usvoje monoklinski kristalni sustav.

Fizička i kemijska svojstva

Izgled

Nastaje u obliku krute tvari s sjajnim bijelim kristalima, granulama ili prahom.

Molekularna težina

342,31 g / mol (bezvodni).

Miris

Bez mirisa je

Ukus

Umjereno adstrigentno slatkog okusa.

Talište

Bezvodni oblik 770º C (oktadekahidratni oblik 86,5ºC)

Topnost u vodi

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

Gustoća

2,67-2,71 g / ³.

Topljivost

Malo topivo u etilnom alkoholu.

Tlak pare

U osnovi nula.

Stabilnost

Stabilno u zraku.

Raspad

Kada se zagrijava, oko točke taljenja, može razgraditi, ispuštajući posebno sumporni oksid, otrovni plin.

Nagrizajuće

Otopine aluminij-sulfata korozivno su na aluminij. Također spoj može korodirati metale u prisutnosti vlage.

pKa

3,3 do 3,6. A njegov pH je 2,9 ili više u 5% vodenoj otopini.

Za što se koristi (koristi)

Koagulacija ili flokulacija vode

-Kada se pomiješa s vodom (pije se, poslužuje se ili otpad), aluminij sulfat stvara aluminij hidroksid, koji tvori komplekse sa spojevima i česticama u otopini, ubrzavajući njihovo taloženje, koje u nedostatku tretmana aluminij sulfatom dugo bi trajalo.

-Aluminijev sulfat se također koristi za čišćenje vode iz bazena, što ga čini privlačnijim za upotrebu.

-Kroz upotrebu aluminij-sulfata postiže se voda bez mutnoće i boja, povećavajući njezinu pitkost olakšavajući čišćenje vodom. Nažalost, ova metoda pročišćavanja može dovesti do blago povećane koncentracije aluminija u vodi.

-Aluminij je vrlo toksičan metal koji se nakuplja u koži, mozgu i plućima, uzrokujući ozbiljne poremećaje. Osim toga, nije poznato koju funkciju obavlja u živim bićima.

-Europska unija zahtijeva da najveća dopuštena granica aluminija u vodi ne prelazi 0,2 mg / l. U međuvremenu, američka Agencija za zaštitu okoliša zahtijeva da maksimalna granica onečišćenja vode aluminijem ne prelazi 0,05-0,2 mg / l.

- Pročišćavanje rabljene ili kanalizacijske vode s aluminijskim sulfatom omogućava uklanjanje ili smanjenje fosfora u njima, ekonomski.

Koristite kao sredstvo za izradu tinte i za izradu papira

-Aluminijev sulfat se koristi kao sloj boja ili mastila, pomažući fiksiranju materijala koji se boji. Njegovo učvršćivanje je posljedica Al (OH) ₃, čija želatinozna konzistencija surađuje s adsorpcijom boja na tekstilu.

-Iako se koristi od otprilike 2000. godine prije Krista u opisane svrhe, samo organska bojila zahtijevaju mordance. Sintetička bojila, s druge strane, ne zahtijevaju da mordanti rade svoj posao.

-Podijeljena je iz proizvodnje papira, ali se još uvijek koristi u proizvodnji papirne kaše. Uklanja nečistoće, a koristila se i za vezanje materijala, neutraliziranje naboja i umjeravanje kolofona.

Industrijske namjene

-Koristi se u građevinskoj industriji kako bi se ubrzalo postavljanje betona. Uz to se koristi u hidroizolaciji konstrukcija.

-U industriji sapuna i masti koristi se u proizvodnji glicerina.

-Koristi se u naftnoj industriji u proizvodnji sintetičkih katalizatora koje koriste tijekom svog rada.

-Koristi se u farmaceutskoj industriji kao adstrigentno u pripremi lijekova i kozmetike.

- Sudjeluje u razradivanju boja kao što je karmin. Upotrebljava se i kao bojilo u proizvodnji sintetičkih guma za stiren butadien.

-U industriji proizvodnje šećera koristi se kao pročišćivač melase šećerne trske.

-Koristi se u proizvodnji dezodoransa. Zašto? Budući da uzrokuje sužavanje kanala znojnih žlijezda, ograničavajući nagomilavanje znoja, neophodnog medija za rast bakterija koje izazivaju miris.

- Koristi se u štavljenju kože, postupku potrebnom za njegovu upotrebu. Uz to, koristi se u proizvodnji gnojiva.

-Koristi se kao dodatak u pripremi boja, ljepila i brtvila, kao i kod sredstava za čišćenje i njegu namještaja.

Medicinske i terapijske uporabe

-Aluminijev sulfat je imunološki dodatak. Stoga ispunjava funkciju obrade antigena na način da, kada se pusti na mjestu djelovanja, proizvede veću proizvodnju protutijela na antigene koji su bili cijepljeni.

-Freundov adjuvans i BCG, kao i ostali adjuvansi, uključujući endogene poput interleukina, nisu nespecifični za antigene, što omogućava povećanje u radijusu imunološkog djelovanja. To je omogućilo razvoj cjepiva protiv brojnih bolesti.

-Koagulacijsko djelovanje aluminij-sulfata omogućilo je uklanjanje brojnih virusa iz tretirane vode, između ostalih: Q beta, MS2, T4 i P1. Rezultati pokazuju da obrada vode s aluminijskim sulfatom uzrokuje inaktivaciju takvih virusa.

-Aluminijev sulfat koristi se u obliku štapića ili kao prah za liječenje malih površinskih rana ili ogrebotina nastalih prilikom brijanja.

-Koristi se u proizvodnji aluminij acetata, spoja koji se koristi u liječenju nekih bolesti uha. Također je korištena, bez značajnijeg uspjeha, za ublažavanje posljedica uboda vatra.

-Otopine aluminij sulfata koriste se u koncentraciji od 5% do 10% za lokalno liječenje čira na kojima se omogućuje kontrola njihovih izlučevina.

-Astrificirajuće djelovanje aluminij-sulfata sužava površinske slojeve kože, koagulirajući proteine ​​i zacjeljujuće rane.

Ostale uporabe

-Aluminijev sulfat pomaže u kontroli prekomjernog rasta algi u ribnjacima, jezerima i potocima. Također se koristi u uklanjanju mekušaca, među ostalim i španjolskih šljaka.

-Gradovi koriste ovaj spoj za zakiseljavanje alkalnih tla. U kontaktu s njihovom vodom, aluminij sulfat razgrađuje se u aluminij hidroksid i razrjeđuje sumpornu kiselinu. Zatim se taloži aluminijev hidroksid, te ostavlja sumporna kiselina u otopini.

- Zakiseljavanje tla zbog sumporne kiseline vizualizira se na vrlo kreativan način, zbog postojanja biljke koja se zove Hydrangea, čiji cvjetovi postaju plavi u prisustvu kiselog tla; to jest, osjetljivi su i reagiraju na promjene u pH vrijednosti.

-Aluminijev sulfat uključen je u proizvodnju pjene za borbu i kontrolu vatre. Kako? Reagira s natrijevim bikarbonatom, oslobađajući CO ₂. Ovaj plin blokovi O ₂ pristupom na materijal gori stranice; a posljedično i prekid vatre koji se razvijao.

Proizvodnja aluminijskog sulfata

Aluminij sulfat sintetizira se reakcijom aluminija bogatog spoja, poput mineralnog boksita, s sumpornom kiselinom na povišene temperature. Sljedeća kemijska jednadžba predstavlja reakciju:

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

Aluminij sulfat može se također stvoriti reakcijom neutralizacije između aluminij hidroksida i sumporne kiseline, prema sljedećoj reakciji:

2 Al (OH) ₃ + 3 H ₂ SO ₄ + 12 H ₂ O ---> Al ₂ (SO ₄) ₃.18H ₂ O

Sumporna kiselina reagira s aluminijom da formira amonijev sulfat i oslobađa molekule vodika kao plin. Reakcija je prikazana na sljedeći način:

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

vrste

Aluminij sulfat klasificiran je u dvije vrste: tip A i tip B. U aluminijumskom sulfatu tipa A krute tvari su bijele boje i koncentracija željeza je manja od 0,5%.

U aluminijumskom sulfatu tipa B, krute tvari su smeđe boje i imaju koncentraciju željeza manju od 1,5%.

Postoje industrije koje proizvode aluminij sulfat koje imaju različite kriterije za njegovu klasifikaciju. Stoga jedna industrija izvještava o pripremi aluminij-sulfata tipa A maksimalne koncentracije željezovog oksida od 0,1%. Dok za tip B označavaju maksimalnu koncentraciju željeza od 0,35%.

Toksičnost

-Aluminijev sulfat je spoj koji svojim toksičnim djelovanjem vrši kontakt s prašinom, stvarajući tako iritaciju na koži, au slučajevima učestalog kontakta, dermatitis.

-To izaziva snažnu iritaciju očiju, čak i uzrokuje trajne ozljede.

- Ako se udahom stvara iritacija nosa i grla, što može uzrokovati kašalj i promuklost.

-Njegova gutanja uzrokuje iritaciju želuca, mučninu i povraćanje.

- Postoje toksični učinci koji, iako nisu izravno uslijed aluminij sulfata, neizravno nastaju zbog njegove uporabe. To je slučaj s određenim toksičnim učincima aluminija, uzrokovanim uporabom aluminij-sulfata u pročišćavanju vode.

- Pacijenti koji su kronično dijalizirani pomoću soli pripremljene u pročišćenoj vodi, primjenom aluminij sulfata, doživljavaju vrlo teške zdravstvene poremećaje. Ti poremećaji uključuju anemiju, dijaliznu demenciju i porast koštanih bolesti.

Reference

1. Wikipedia. (2018.). Aluminij sulfat. Preuzeto sa: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial. Otopine aluminij-sulfata tipa A i B. Preuzeto sa: aris.com.pe
3. Christopher Boyd. (9. lipnja 2014.). Vrhunska industrijska upotreba aluminijskog sulfata. Preuzeto sa: chemservice.com
4. Pubchem. (2018.). Aluminij sulfat bezvodni. Preuzeto iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Andesia Chemicals. (20. kolovoza 2009.). Sigurnosni list aluminijskog sulfata., Preuzeto sa: andesia.com
6. Kemijska knjiga. (2017). Aluminij sulfat. Preuzeto sa: chemicalbook.com