ALUMÍNIUM-SZULFÁT (AL2 (SO4) 3): SZERKEZETE, FELHASZNÁLÁS, TOXICITÁS - KÉMIA - 2026

Az alumínium-szulfát az A képletű (₂ (SO ₄) ₃) képletű szervetlen alumíniumsó , általában fényes, fehér szilárd kristálynak tekinthető. A vegyület színét a vaskoncentráció és az egyéb szennyeződések befolyásolják. Az alumínium-szulfátnak két fő típusa van: A és B.

Az alsó képen hidratált alumínium-szulfát fehér kristályai láthatók. Megfigyelhető a barna színtelenség hiánya, ami a kristályrácsban lévő vasionokra utal.

Forrás: Martin Walker a Wikimedia Commons segítségével

Az alumínium-szulfát vízben nagyon jól oldódó só, és a természetben ritka, hogy vízmentes formájában találja meg. Általában alumínium-szulfát-oktadekahidrát vagy hexadekahidrát formájában hidratálják.

Hasonlóképpen, kettős sót képezhet káliummal és ammóniummal, alumin néven ismert vegyületekkel. Ennek részben annak oka lehet, hogy a víz a hidrátokban affinitással rendelkezik az alumíniumtól eltérő ionok megtartására.

Az alumínium-szulfát a víz bontásával alumínium-hidroxiddá és kénsavvá bontható. Ez a tulajdonság lehetővé tette talaj savasítószerként való felhasználását.

Ugyancsak mérgező vegyület, különösen amikor a porral érintkezik. Végtelen számú felhasználást és alkalmazást igényel, a koagulációs módszerrel végzett víztisztítástól kezdve a különféle iparágakban történő alkalmazásáig egészen a terápiás célokra történő felhasználásig.

Szerkezet

Forrás: Gabriel Bolívar

Az alumínium-szulfát két Al ³⁺ kation aránya három SO ₂ ^2- anionra vonatkozik (felső kép), ami közvetlenül látható az Al ₂ (SO ₄) ₃ képletében.

Vegye figyelembe, hogy az Al ³⁺ szürkés színű, míg az SO ₄ ^2- sárga (a kénatom miatt) és piros (az oxigénatomok miatt).

A bemutatott szerkezet megfelel az Al ₂ (SO ₄) ₃ vízmentes formájának, mivel egyetlen vízmolekul sem lép kölcsönhatásba az ionokkal. Hidrátjaiban azonban a vizet hidrogénkötések (HOH-O-SO ₃ ^2-) révén vonzzák az Al ³⁺ pozitív központjai vagy az SO ₄ ^2- negatív tetraéderei.

Például az Al ₂ (SO ₄) ₃ ∙ 18H ₂ O szilárd szerkezetében 18 vízmolekulát tartalmaz. Némelyikük közvetlen kapcsolatban lehet az Al ^{3+ -kal} vagy SO ₄ ^2-vel. Más szavakkal: az alumínium-szulfátnak lehet belső vagy külső koordináló vízje.

Hasonlóképpen, szerkezete más kationokat is tartalmazhat, például Fe ³⁺, Na ⁺, K ⁺ stb. Ehhez azonban több SO ₄ ^2- anion jelenléte szükséges. Miért? A fémszennyeződések miatti pozitív töltések növekedésének semlegesítése.

Az alumínium-szulfátnak sok szerkezete lehet, bár hidrátjai hajlamosak átvenni a monoklinikus kristályrendszert.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

Megjelenés

Szilárd anyag formájában ragyogó fehér kristályok, granulátumok vagy por.

Molekuláris tömeg

342,31 g / mol (vízmentes).

Szag

Szagtalan

Íz

Mérsékelten összehúzó édes íz.

Olvadáspont

770 ° C vízmentes forma (86,5 ° C oktadekahidrát forma)

Vízben való oldhatóság

31,2 g / 100 ml 0 ° C-on; 36,4 g / 100 ml 20 ° C-on és 89 g / 100 ml 100 ° C-on.

Sűrűség

2,67-2,71 g / cm ³.

Oldhatóság

Enyhén oldódik etil-alkoholban.

Gőznyomás

Alapvetően nulla.

Stabilitás

Stabil a levegőben.

bomlás

Hevítés közben az olvadáspontja körül bomlik, különösen kén-oxidot bocsátva ki, mérgező gázként.

korróziós

Az alumínium-szulfát-oldatok korrodálják az alumíniumot. Ugyancsak a vegyület korrodálhatja a fémeket nedvesség jelenlétében.

pKa

3,3–3,6. És pH-ja legalább 2,9, 5% -os vizes oldatban.

Mire szolgál (felhasználások)

A víz koagulációja vagy flokkulációja

-Vízzel (ivható, szolgált vagy hulladék) összekeverve az alumínium-szulfát alumínium-hidroxidot képez, amely komplexeket képez az oldatban levő vegyületekkel és részecskékkel, felgyorsítva ezek ülepedését, amely alumínium-szulfáttal történő kezelés hiányában sokáig tartana.

-Alumínium-szulfátot az uszodavíz tisztítására is használják, ami vonzóbbá teszi a felhasználást.

-Az alumínium-szulfát használatával zavaros és színtelen víz érhető el, ami a víz tisztításának megkönnyítésével növeli annak képességét. Sajnos ez a tisztítási módszer az alumínium koncentrációjának enyhén megnövekedését okozhatja a vízben.

-Az alumínium nagyon mérgező fém, amely felhalmozódik a bőrben, az agyban és a tüdőben, súlyos rendellenességeket okozva. Ezenkívül nem ismert, hogy milyen funkciót tölt be az élőlényekben.

-Az Európai Unió megköveteli, hogy az alumínium vízben megengedett maximális értéke ne haladja meg a 0,2 mg / l-t. Eközben az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége megköveteli, hogy az alumíniumszennyezés maximális határértéke ne haladja meg a 0,05–0,2 mg / l-t.

-A használt vagy szennyvíz alumínium-szulfáttal történő kezelése lehetővé teszi a benne lévő foszfor gazdaságos eltávolítását vagy csökkentését.

Használható tintapehelyként és papírgyártásban

-Alumínium-szulfátot használtak színezékek vagy festékek hordozóként, elősegítve a rögzítést a festendő anyagon. Rögzítő hatása az Al (OH) _{3-nak köszönhető}, amelynek zselatin konzisztenciája együttműködik a festékek textílián történő adszorpciójával.

- Annak ellenére, hogy körülbelül Kr. E. 2000 óta használják a leírt célra, csak szerves festékek igényelnek mosogatószereket. A szintetikus színezékek viszont nem igényelnek pezsgőket a munkájuk elvégzéséhez.

- A papírgyártásból kiszorulták, de a papírpép gyártásában továbbra is használják. Eltávolítja szennyeződéseit, valamint anyagokat megkötésére, a töltések semlegesítésére és a kolofon kalibrálására is felhasználták.

Ipari felhasználások

- Építőiparban használják a beton előállításának felgyorsítása érdekében. Ezenkívül építmények vízszigetelésében is felhasználják.

-A szappanok és zsírok iparában glicerin előállításához használják.

- Az olajiparban szintetikus katalizátorok gyártása során használják, amelyeket működésük során használnak.

-A gyógyszeriparban használják zsugorítószerként gyógyszerek és kozmetikumok előállításában.

- Részt vesz olyan színezékek, például karmin kidolgozásában. Színezőanyagként sztirol-butadién szintetikus gumik gyártásában is használják.

- A cukorgyártó iparban cukornád-melaszt tisztítóként használják.

-Ez dezodorok gyártásában használják. Miért? Mivel ez szűkíti az izzadmirigyek csatornait, korlátozva ezzel az izzadság felhalmozódását, amely a szag-előidéző ​​baktériumok növekedéséhez szükséges közeg.

- A bőr cserzéséhez használják, amely a felhasználáshoz szükséges folyamat. Ezenkívül műtrágyák előállításában is felhasználják.

-Adalékanyagként használják festékek, ragasztók és tömítőanyagok, valamint tisztító- és bútorápoló termékek előállításához.

Gyógyászati ​​és terápiás felhasználások

-Alumínium-szulfát immunadjuváns. Ezért az antigének feldolgozásának funkcióját oly módon hajtja végre, hogy amikor a hatóhelyükön felszabadulnak, nagyobb mennyiségű antitestet termelnek a beoltott antigének ellen.

-Freund adjuvánsa és a BCG, valamint más adjuvánsok, beleértve az endogén is, mint például az interleukinek, nem specifikusak az antigénekre, lehetővé téve az immunhatás sugara megnövekedését. Ez lehetővé tette vakcinák kifejlesztését számos betegség ellen.

-Az alumínium-szulfát koaguláló hatása lehetővé tette számos vírus eltávolítását a kezelt vízben, többek között: Q-béta, MS2, T4 és P1. Az eredmények azt mutatják, hogy a víz alumínium-szulfáttal történő kezelése ilyen vírusok inaktiválását eredményezi.

-Az alumínium-szulfátot bot vagy por formájában használják borotválkozás során keletkező kis felületes sebek vagy kopások kezelésére.

- Ezt az alumínium-acetátot gyártják, amely vegyület bizonyos fülbetegségek kezelésére szolgál. Jelentős siker nélkül felhasználták a tűzoltó hangulat következményeinek enyhítésére is.

-Alumínium-szulfát-oldatokat 5-10% koncentrációban használják fekélyek helyi kezelésére, amelyek lehetővé teszik szekrécióik ellenőrzését.

-Az alumínium-szulfát zsugorító hatása összehúzza a bőr felszíni rétegeit, koaguláló fehérjéket és gyógyító sebeket.

Egyéb felhasználások

-Alumínium-szulfát segíti az algák túlzott növekedésének szabályozását a tavakban, tavakban és patakokban. A puhatestűek, többek között a spanyol meztelen csipesz eltávolítására is felhasználják.

-A kertészek ezt a vegyületet alkalmazzák az lúgos talajok savanyítására. Vízzel érintkezve az alumínium-szulfát alumínium-hidroxiddá és híg kénsavvá bomlik. Ezután az alumínium-hidroxid kicsapódik, és a kénsavat oldja.

-A talajok kénsav általi savanyítását nagyon kreatívan szemléltetik egy olyan hortenzia nevű növény létezése miatt, amelynek virágai kékké válnak savas talaj jelenlétében; vagyis érzékenyek és reagálnak a pH változására.

-Alumínium-szulfát a hab előállításában vesz részt a tűz leküzdésében és ellenőrzésében. Hogyan? Reagál nátrium-hidrogén-karbonáttal, felszabadítva CO ₂ -ot. Ez a gáz megakadályozza az O ₂ hozzáférését az anyag égési helyéhez; és következésképpen a tűzszünet, amely kialakult.

Alumínium-szulfát előállítása

Az alumínium-szulfátot úgy állítják elő, hogy egy alumíniumban gazdag vegyületet, például az ásványi bauxitot reagáltatnak kénsavval megemelt hőmérsékleten. A reakciót a következő kémiai egyenlet képviseli:

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

Az alumínium-szulfát az aluminium-hidroxid és a kénsav közötti semlegesítési reakcióval is előállítható a következő reakció szerint:

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

A kénsav az alumíniummal reagál, ammónium-szulfátot képez, és gázként hidrogénmolekulákat szabadít fel. A reakciót a következőképpen vázoljuk:

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

típusai

Az alumínium-szulfátot két kategóriába sorolják: A és B típusú. Az A típusú alumínium-szulfátban a szilárd anyagok fehér színűek, és a vaskoncentráció kevesebb, mint 0,5%.

A B típusú alumínium-szulfát esetében a szilárd anyagok barna színűek és a vaskoncentráció kevesebb, mint 1,5%.

Vannak olyan iparágak, amelyek alumínium-szulfátot állítanak elő, és amelyek osztályozásának eltérő kritériumai vannak. Tehát egy iparág az A típusú alumínium-szulfát előállítására a vas maximális koncentrációja vas-oxidként 0,1%. Míg a B típus esetében a maximális vaskoncentráció 0,35%.

toxicitás

-Alumínium-szulfát olyan vegyület, amely a porával érintkezve mérgező hatású, így irritálja a bőrt, és gyakori érintkezés esetén dermatitisz.

-Erősen irritálja a szemet, sőt állandó sérüléseket is okozhat.

-A belélegzés orr- és torok-irritációt okoz, amely köhögést és rekedést okozhat.

- Lenyelése gyomor-irritációt, émelygést és hányást okoz.

- Vannak olyan mérgező hatások, amelyek noha nem közvetlenül az alumínium-szulfát miatt, hanem közvetetten annak használatából származnak. Ez vonatkozik az alumínium bizonyos toxikus hatásaira, amelyeket az alumínium-szulfátnak a víz tisztításában történő használata okoz.

-A betegek, akiket krónikusan dializálnak tisztított vízben előállított sók felhasználásával, alumínium-szulfát felhasználásával, nagyon súlyos egészségügyi rendellenességeket szenvednek. Ezek a rendellenességek magukban foglalják a vérszegénységet, a dialízis demenciát és a csontbetegség fokozódását.

Irodalom

1. Wikipedia. (2018). Alumínium-szulfát. Forrás: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial. A és B típusú alumínium-szulfát-oldat. Készült: aris.com.pe
3. Christopher Boyd. (2014. június 9.). Legjobb ipari felhasználások az alumínium-szulfát számára. Forrás: chemservice.com
4. Pubchem. (2018). Alumínium-szulfát, vízmentes. Feltéve: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Andesia Chemicals. (2009. augusztus 20.). Alumínium-szulfát biztonsági adatlap.. Forrás: andesia.com
6. Vegyi könyv. (2017). Alumínium-szulfát. Forrás: chemicalbook.com