Siarczan glinu - Aluminium sulfate

Siarczan glinu
Heksadekahydrat siarczanu glinu
Nazwy
Nazwa IUPAC
Siarczan glinu
Inne nazwy
Glinu siarczan
glinu siarczan
ciasto ałun
filtra ałun
ałun papierniczego
Alunogenite
sole glinu (3: 2)
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
ChemSpider
Karta informacyjna ECHA 100.030.110 Edytuj to na Wikidata
Numer WE
Numer E E520 (regulatory kwasowości, ...)
Identyfikator klienta PubChem
Numer RTECS
UNII
  • InChI=1S/2Al.3H2O4S/c;;3*1-5(2,3)4/h;;3*(H2,1,2,3,4)/q2*+3;;/p- 6 sprawdzaćTak
    Klucz: DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H sprawdzaćTak
  • InChI=1/2Al.3H2O4S/c;;3*1-5(2,3)4/h;;3*(H2,1,2,3,4)/q2*+3;;;/p- 6
    Klucz: DIZPMCHEQGEION-CYFPFDDLAS
  • [Al+3].[Al+3].[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S([O-])(=O)=O.[O -]S([O-])(=O)=O
Nieruchomości
Al 2 (SO 4 ) 3
Masa cząsteczkowa 342,15 g/mol (bezwodny)
666,44 g/mol (oktadekahydrat)
Wygląd zewnętrzny białe krystaliczne ciało stałe
higroskopijne
Gęstość 2,672 g / cm 3 (bezwodna)
1,62 g / cm 3 (oktadekahydrat)
Temperatura topnienia 770 °C (1420 °F; 1040 K) (rozkłada się, bezwodny)
86,5 °C ( oktadekahydrat )
31,2 g/100 ml (0 °C)
36,4 g/100 ml (20 °C)
89,0 g/100 ml (100 °C)
Rozpuszczalność słabo rozpuszczalny w alkoholu , rozcieńczonych kwasach mineralnych
Kwasowość (p K a ) 3,3-3,6
-93,0 × 10 -6  cm 3 /mol
1,47
Struktura
jednoskośny (hydrat)
Termochemia
-3440 kJ/mol
Zagrożenia
Arkusz danych dotyczących bezpieczeństwa Zobacz: strona danych
NFPA 704 (ognisty diament)
1
0
0
NIOSH (limity ekspozycji dla zdrowia w USA):
PEL (dopuszczalne)
 Żaden
REL (zalecane)
 2 mg / m 3
IDLH (Bezpośrednie niebezpieczeństwo)
 NS
Związki pokrewne
Inne kationy
Siarczan galu Siarczan
magnezu
Związki pokrewne
 Zobacz Ałun
Strona z danymi uzupełniającymi
Współczynnik załamania ( n ),
stała dielektryczna (ε r ) itp.

Dane termodynamiczne
 Zachowanie fazowe
ciało stałe-ciecz-gaz
UV , IR , NMR , MS
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒n zweryfikuj  ( co to jest   ?) sprawdzaćTak☒n
Referencje do infoboksu

Siarczan glinu jest solą o wzorze Al 2 (SO 4 ) 3 . Jest rozpuszczalny w wodzie i jest stosowany głównie jako czynnik koagulujący (wspomagający zderzenie cząstek poprzez neutralizację ładunku) w oczyszczaniu wody pitnej i oczyszczalniach ścieków , a także w produkcji papieru.

Forma bezwodna występuje naturalnie jako rzadki minerał millosevichit , występujący m.in. w środowiskach wulkanicznych i na spalonych hałdach górniczych. Siarczan glinu jest rzadko, jeśli w ogóle, spotykany w postaci bezwodnej soli. Tworzy szereg różnych hydratów , z których najbardziej rozpowszechnione są heksadekahydrat Al 2 (SO 4 ) 3 · 16H 2 O i oktadekahydrat Al 2 (SO 4 ) 3 · 18H 2 O. Heptadekahydrat, którego wzór można zapisać jako [Al(H 2 O) 6 ] 2 (SO 4 ) 3 · 5H 2 O, występuje naturalnie jako mineralny alunogen .

Siarczan glinu jest czasami nazywany ałunem lub ałunem papierniczym w niektórych branżach. Jednak nazwa „ ałun ” jest częściej i właściwie używana dla dowolnej soli podwójnej siarczanu o ogólnym wzorze X Al(SO
4)
2·12H
2O , gdzie X oznacza jednowartościowy kation taki jak potas lub amon .

Produkcja

W laboratorium

Siarczan glinu można wytworzyć przez dodanie wodorotlenku glinu Al(OH) 3 do kwasu siarkowego H 2 SO 4 :

2 Al(OH) 3 + 3 H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 H 2 O

lub ogrzewając metaliczny glin w roztworze kwasu siarkowego:

2 Al + 3 H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 ↑

Od łupków ałunu

Łupki ałunu stosowane do produkcji siarczanu glinu są mieszaninami pirytu żelaza , krzemianu glinu i różnych substancji bitumicznych i znajdują się w Górnej Bawarii , Czechach , Belgii i Szkocji . Są one palone lub wystawione na działanie wietrzenia . W procesie prażenia powstaje kwas siarkowy, który działa na glinę, tworząc siarczan glinu, podobny stan rzeczy powstaje podczas wietrzenia. Masę następnie systematycznie ekstrahuje się wodą i przygotowuje się roztwór siarczanu glinu o ciężarze właściwym 1,16. Roztwór ten odstawia się na pewien czas (w celu rozdzielenia się siarczanu wapnia i zasadowego siarczanu żelaza(III) ), a następnie odparowuje, aż siarczan żelaza(II) wykrystalizuje podczas chłodzenia; jest następnie odciągany i odparowywany, aż osiągnie ciężar właściwy 1,40. Teraz pozwala się odstawić na jakiś czas i zdekantować z dowolnego osadu.

Z glinek lub boksytu

Przy wytwarzaniu siarczanu glinu z gliny lub boksytu materiał jest delikatnie kalcynowany , następnie mieszany z kwasem siarkowym i wodą i stopniowo podgrzewany do wrzenia; jeśli stosuje się stężony kwas, na ogół nie jest wymagane zewnętrzne ogrzewanie, ponieważ tworzenie się siarczanu glinu jest egzotermiczne . odstawia się na jakiś czas i odciąga klarowny roztwór.

Z kriolitu

Gdy jako rudę stosuje się kriolit , miesza się go z węglanem wapnia i ogrzewa. W ten sposób powstaje glinian sodu ; następnie ekstrahuje się wodą i wytrąca wodorowęglanem sodu lub przepuszczając przez roztwór strumień dwutlenku węgla . Osad rozpuszcza się następnie w kwasie siarkowym.

Zastosowania

Bywa stosowany w przemyśle spożywczym dla ludzi jako środek ujędrniający, gdzie przyjmuje numer E E520 oraz w paszach dla zwierząt jako środek bakteriobójczy . W USA The FDA wymienia go jako „ ogólnie uznane za bezpieczne ” bez limitu koncentracji. Siarczan glinu może być stosowany jako dezodorant , środek ściągający lub jako środek ściągający na powierzchowne rany po goleniu.

Jest to powszechny adiuwant szczepionkowy i działa „poprzez ułatwienie powolnego uwalniania antygenu z magazynu szczepionki utworzonego w miejscu zaszczepienia ”.

Siarczan glinu jest używany do oczyszczania wody oraz jako zaprawa do barwienia i drukowania tekstyliów . W oczyszczaniu wody powoduje koagulację zawieszonych zanieczyszczeń w większe cząstki, a następnie łatwiejsze osiadanie na dnie pojemnika (lub odfiltrowanie). Proces ten nazywa się koagulacją lub flokulacją . Badania sugerują, że w Australii siarczan glinu stosowany w ten sposób w uzdatnianiu wody pitnej jest głównym źródłem gazowego siarkowodoru w systemach kanalizacji sanitarnej . Incydent niewłaściwego i nadmiernego stosowania w 1988 r. zanieczyścił zaopatrzenie w wodę w Camelford w Kornwalii .

Po rozpuszczeniu w dużej ilości obojętnej lub lekko alkalicznej wody, siarczan glinu wytwarza galaretowaty osad wodorotlenku glinu Al(OH) 3 . W farbowaniu i drukowaniu tkanin galaretowaty osad pomaga barwnikowi przylegać do włókien odzieży, czyniąc pigment nierozpuszczalnym.

Siarczan glinu jest czasami używany do obniżenia pH gleby ogrodowej, ponieważ hydrolizuje, tworząc osad wodorotlenku glinu i rozcieńczony roztwór kwasu siarkowego . Przykład tego, jak zmiana pH gleby może wpłynąć na rośliny, jest widoczny, gdy spojrzymy na Hydrangea macrophylla . Ogrodnik może dodać do gleby siarczan glinu, aby obniżyć pH, co z kolei spowoduje, że kwiaty hortensji zmienią kolor (niebieski). To aluminium sprawia, że ​​kwiaty są niebieskie; przy wyższym pH aluminium nie jest dostępne dla rośliny.

W budownictwie stosowany jest jako środek hydroizolacyjny i przyspieszacz w betonie . Innym zastosowaniem jest środek spieniający w pianie przeciwpożarowej .

Może być również bardzo skuteczny jako środek mięczakobójczy , zabijając hiszpańskie ślimaki .

Zaprawy aluminium trójoctanowe i aluminium sulfacetate można wytwarzać z siarczanu glinu, urządzenie utworzone jest określona przez ilość ołowiu (II), octan stosować:

Glin
2(WIĘC
4)
3+ 3  Pb(CH
3WSPÓŁ
2)
2→ 2  Al(CH
3WSPÓŁ
2)
3+ 3  PbSO
4
Glin
2(WIĘC
4)
3+ 2  Pb(CH
3WSPÓŁ
2)
2→ Al
2WIĘC
4(CH
3WSPÓŁ
2)
4+ 2  PbSO
4

Reakcje chemiczne

Związek rozkłada się na tlenek glinu γ i trójtlenek siarki po podgrzaniu w temperaturze od 580 do 900°C. Łączy się z wodą tworząc uwodnione sole o różnym składzie.

Siarczan glinu reaguje z wodorowęglanem sodu, do którego dodano stabilizator piany, wytwarzając dwutlenek węgla do pian gaśniczych :

Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 NaHCO 3 → 3 Na 2 SO 4 + 2 Al(OH) 3 + 6 CO 2

Dwutlenek węgla jest wychwytywany przez stabilizator pianki i tworzy gęstą pianę, która unosi się na wierzchu paliw węglowodorowych i odcinać dostęp do atmosferycznego tlenu , tłumiąc ogień . Pianka chemiczna nie nadawała się do stosowania z rozpuszczalnikami polarnymi, takimi jak alkohol , ponieważ paliwo mieszało się z warstwą pianki i ją rozkładało. Wytworzony dwutlenek węgla służył również do wypychania piany z pojemnika, czy to z przenośnej gaśnicy, czy też z instalacji stałej z użyciem węży. Pianka chemiczna jest uważana za przestarzałą w Stanach Zjednoczonych i została zastąpiona syntetycznymi piankami mechanicznymi, takimi jak AFFF, które mają dłuższy okres przydatności do spożycia, są bardziej skuteczne i bardziej wszechstronne, chociaż niektóre kraje, takie jak Japonia i Indie, nadal ją stosują.

Bibliografia

Przypisy

Notacje

Zewnętrzne linki