SULFAT DE ALUMINIU (AL2 (SO4) 3): STRUCTURĂ, UTILIZĂRI, TOXICITATE - CHIMIE - 2024

Sulfatul de aluminiu este o sare de aluminiu anorganic cu formula A, ₂ (SO ₄ ) _3, de obicei , văzută ca un strălucitor cristale solide albe. Culoarea compusului va fi influențată de concentrația sa de fier și de orice alte impurități. Există două tipuri principale de sulfat de aluminiu: A și B.

Imaginea inferioară prezintă cristale albe de sulfat de aluminiu hidratat. Se poate observa absența colorațiilor brune, ceea ce indică ionii de fier din rețeaua de cristal.

Sursa: Martin Walker prin Wikimedia Commons

Sulfatul de aluminiu este o sare foarte solubilă în apă și, în natură, este rar să o găsească în forma sa anhidră. De obicei, este hidratat sub formă de sulfat de aluminiu octadecahidrat sau hexadecahidrat.

De asemenea, poate forma săruri duble cu potasiu, și cu amoniu, compuși cunoscuți sub numele de alume. În parte, acest lucru se poate datora afinității apei în hidrați pentru a reține ioni în afară de aluminiu.

Sulfatul de aluminiu poate fi descompus prin acțiunea apei în hidroxidul de aluminiu și acidul sulfuric. Această proprietate și-a permis utilizarea ca acidificator al solului.

De asemenea, este un compus toxic, mai ales atunci când este în contact cu praful său. Cu toate acestea, are un număr infinit de utilizări și aplicații, de la purificarea apei prin metoda coagulării, prin utilizarea sa în diverse industrii, până la utilizarea sa în scopuri terapeutice.

Structura

Sursa: Gabriel Bolívar

Sulfatul de aluminiu are un raport de doi cationi Al ³⁺ pentru fiecare trei anioni SO ₄ ^2- (imaginea superioară), care poate fi observat direct în formula sa chimică Al ₂ (SO ₄ ) ₃ .

Rețineți că Al ³⁺ au o culoare cenușie, în timp ce SO ₄ ^2- sunt galbene (din cauza atomului de sulf) și roșii (din cauza atomilor de oxigen).

Ilustrată corespunde structurii la forma anhidră a Al ₂ (SO ₄ ) ₃ , deoarece nu interactioneaza cu molecule de apă cu ionii. În hidrații săi, cu toate acestea, apa poate fi atrase de centrele pozitive ale Al ³⁺ , sau prin tetraedrului negativ al SO ₄ ^2- , prin intermediul legăturilor de hidrogen (HOH- O-SO ₃ ^2- ).

Al ₂ (SO ₄ ) ₃ ∙ 18 H ₂ O, de exemplu, conține 18 molecule de apă în structura sa solidă. Unele dintre ele pot fi în contact direct cu Al ³⁺ sau SO ₄ ^2- . Cu alte cuvinte: sulfatul de aluminiu poate avea apă de coordonare internă sau externă.

De asemenea, structura sa poate găzdui alți cationi, cum ar fi Fe ³⁺ , Na ⁺ , K ⁺ etc. Dar pentru aceasta, prezența mai SO ₄ ² anioni este necesar . Pentru ce? Pentru a neutraliza creșterea încărcărilor pozitive datorate impurităților metalice.

Sulfatul de aluminiu poate avea multe structuri, deși hidrații săi tind să adopte sistemul de cristale monoclinice.

Proprietati fizice si chimice

Aspect

Apare ca un solid cu cristale albe lustroase, granule sau pulbere.

Greutate moleculară

342,31 g / mol (anhidru).

Miros

Este inodor

Gust

Aroma dulce moderat astringentă.

Punct de topire

Forma anhidră 770º C (formă octadecahidrată 86,5º C)

Solubilitatea apei

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

Densitate

2.67-2.71 g / cm ³ .

Solubilitate

Ușor solubil în alcool etilic.

Presiunea de vapori

În esență zero.

Stabilitate

Stabil în aer.

Descompunere

Când este încălzit, în jurul punctului său de topire, se poate descompune, emitând în special oxid de sulf, un gaz toxic.

corozivitatii

Soluțiile de sulfat de aluminiu sunt corozive pentru aluminiu. De asemenea, compusul poate coroda metalele în prezența umezelii.

pKa

3,3 până la 3,6. Și pH-ul său este de 2,9 sau mai mult într-o soluție apoasă de 5%.

Pentru ce este (utilizări)

Coagularea sau flocularea apei

-Când amestecat cu apă (potabilă, servită sau deșeuri), sulfat de aluminiu produce hidroxid de aluminiu, care formează complexe cu compușii și particulele aflate în soluție, accelerând sedimentarea lor, care în absența tratamentului cu sulfat de aluminiu ar dura mult timp.

-Sulfatul de aluminiu este de asemenea utilizat pentru curățarea apei din piscină, ceea ce o face mai atractivă.

-Prin utilizarea sulfatului de aluminiu, se obține o apă lipsită de turbiditate și culoare, crescând potențialitatea acesteia prin facilitarea curățării apei. Din păcate, această metodă de purificare poate duce la o concentrație ușor crescută de aluminiu în apă.

-Aluminiul este un metal foarte toxic care se acumulează în piele, creier și plămâni, provocând tulburări grave. Mai mult, nu se știe ce funcție îndeplinește în ființele vii.

-Uniunea Europeană impune ca limita maximă permisă de aluminiu în apă să nu depășească 0,2 mg / l. Între timp, Agenția de Protecție a Mediului SUA solicită ca limita maximă de contaminare a apei cu aluminiu să nu depășească 0,05-0,2 mg / l.

-Tratarea apei uzate sau uzate cu sulfat de aluminiu permite eliminarea sau reducerea fosforului din ele, economic.

Utilizați ca un mordant de cerneală și în fabricarea hârtiei

-Sulfatul de aluminiu a fost utilizat ca mordant de coloranți sau cerneluri, ajutând la fixarea pe materialul care trebuie vopsit. Acțiunea sa de fixare se datorează Al (OH) ₃ , a cărei consistență gelatinoasă colaborează cu adsorbția coloranților pe materiale textile.

-Deși a fost utilizat din aproximativ 2000 î.Hr. în scopul descris, numai coloranții organici necesită mordanți. Pe de altă parte, coloranții sintetici nu necesită mordanți pentru a-și face treaba.

-A fost deplasat de la fabricarea hârtiei, dar este încă utilizat în producția de celuloză de hârtie. Își îndepărtează impuritățile, precum și a fost folosit și pentru legarea materialelor, neutralizarea sarcinilor și calibrarea colofonului.

Utilizări industriale

-Utilizat în industria construcțiilor pentru a accelera fixarea betonului. În plus, este utilizat în impermeabilizarea construcțiilor.

-În industria săpunurilor și grăsimilor este utilizat în producția de glicerină.

-Este utilizat în industria uleiului la producerea catalizatorilor sintetici pe care îi folosesc în timpul funcționării lor.

-Este utilizat în industria farmaceutică ca astringent în prepararea medicamentelor și produselor cosmetice.

-Participă la elaborarea coloranților precum carmina. De asemenea, este utilizat ca colorant la fabricarea cauciucurilor sintetice de stiren butadienă.

-În industria producătoare de zahăr este utilizat ca purificator de melasă de trestie de zahăr.

-Este utilizat la fabricarea deodorantelor. De ce? Deoarece provoacă o îngustare a canalelor glandelor sudoripare, limitând astfel acumularea de transpirație, un mediu necesar pentru dezvoltarea bacteriilor care provoacă miros urât.

-Este folosit la bronzarea pielii, un proces necesar pentru utilizarea sa. În plus, este utilizat la fabricarea îngrășămintelor.

-Este utilizat ca aditiv la prepararea vopselelor, adezivilor și a materialelor de etanșare, precum și a produselor de curățare și îngrijire a mobilierului.

Utilizări medicinale și terapeutice

-Sulfatul de aluminiu este un adjuvant imun. Prin urmare, îndeplinește funcția de procesare a antigenilor, astfel încât atunci când sunt eliberați în locul lor de acțiune, acestea produc o producție mai mare de anticorpi față de antigenele care au fost inoculate.

-Adjuvantul BCG și BCG, precum și alți adjuvanți, inclusiv cei endogeni, cum ar fi interleukinele, sunt nespecifici pentru antigene, permițând o creștere a razei de acțiune imunitară. Aceasta a permis dezvoltarea vaccinurilor împotriva numeroaselor boli.

-Acțiunea coagulantă a sulfatului de aluminiu a permis eliminarea a numeroși viruși din apa tratată, printre altele: Q beta, MS2, T4 și P1. Rezultatele indică faptul că tratarea apei cu sulfat de aluminiu produce o inactivare a acestor viruși.

-Sulfatul de aluminiu este utilizat sub formă de băț sau sub formă de pulbere pentru tratarea rănilor sau abraziunilor superficiale mici produse la bărbierit.

-Este utilizat la fabricarea acetatului de aluminiu, un compus folosit în tratamentul unor afecțiuni ale urechii. De asemenea, a fost folosit, fără succes semnificativ, pentru a atenua consecințele înțepăturilor de furnică.

-Soluțiile de sulfat de aluminiu sunt utilizate, în concentrație de la 5% la 10%, în tratamentul local al ulcerelor care permit controlul secrețiilor lor.

-Acțiunea astringentă a sulfatului de aluminiu contractează straturile de suprafață ale pielii, coagulând proteinele și vindecând rănile.

Alte utilizări

-Sulfatul de aluminiu ajută la controlul creșterii excesive de alge în iazuri, lacuri și pârâuri. De asemenea, este utilizat în eliminarea moluștelor, printre altele balaurul spaniol.

-Gardenerii aplică acest compus pentru acidifierea solurilor alcaline. În contact cu apa lor, sulfatul de aluminiu se descompune în hidroxid de aluminiu și acid sulfuric diluat. Apoi, hidroxidul de aluminiu precipită, lăsând acidul sulfuric în soluție.

-Acidificarea solurilor datorate acidului sulfuric este vizualizată într-un mod foarte creativ, datorită existenței unei plante numite Hydrangea, ale cărei flori devin albastre în prezența unui sol acid; adică sunt sensibili și răspund la modificările de pH.

-Sulfatul de aluminiu este implicat în producerea unei spume pentru combaterea și controlul focului. Cum? Reacționează cu bicarbonatul de sodiu, eliberând CO ₂ . Acest gaz blochează accesul O ₂ la locul de ardere a materialului; și, în consecință, încetarea focului care se dezvolta.

Producția de sulfat de aluminiu

Sulfatul de aluminiu este sintetizat prin reacția unui compus bogat în aluminiu, cum ar fi bauxita minerală, cu acid sulfuric la temperaturi ridicate. Ecuația chimică următoare reprezintă reacția:

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

Sulfatul de aluminiu poate fi format și printr-o reacție de neutralizare între hidroxidul de aluminiu și acidul sulfuric, conform următoarei reacții:

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

Acidul sulfuric reacționează cu aluminiu pentru a forma sulfat de amoniu și a elibera molecule de hidrogen sub formă de gaz. Reacția este prezentată după cum urmează:

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

Tipuri

Sulfatul de aluminiu este clasificat în două tipuri: tip A și tip B. În sulfat de aluminiu tip A, solidele sunt de culoare albă și au o concentrație de fier mai mică de 0,5%.

În sulfat de aluminiu de tip B, solidele sunt de culoare maro și au o concentrație de fier mai mică de 1,5%.

Există industrii care produc sulfat de aluminiu care au criterii diferite pentru clasificarea sa. Astfel, o industrie raportează pentru prepararea sa de sulfat de aluminiu de tip A, o concentrație maximă de 0,1% de fier ca oxid feric. În timp ce pentru tipul B indică o concentrație maximă de fier de 0,35%.

Toxicitate

-Sulfatul de aluminiu este un compus care își exercită acțiunea toxică prin contactul cu praful său, provocând astfel iritații asupra pielii, iar în cazurile de contact frecvent, dermatită.

-Este o iritare puternică a ochilor, chiar provocând răni permanente.

-Inhalația produce iritații ale nasului și gâtului, ceea ce poate provoca tuse și răgușeală.

-Ingerarea provoacă iritații gastrice, greață și vărsături.

-Exista efecte toxice care, desi nu se datoreaza direct sulfatului de aluminiu, se datoreaza indirect folosirii sale. Acesta este cazul anumitor efecte toxice ale aluminiului, cauzate de utilizarea sulfatului de aluminiu în purificarea apei.

-Patienții dializați cronic folosind săruri preparate în apă purificată, prin utilizarea sulfatului de aluminiu, apar tulburări de sănătate foarte severe. Aceste tulburări includ anemia, demența de dializă și o creștere a bolii osoase.

Referințe

1. Wikipedia. (2018). Sulfat de aluminiu. Preluat de la: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial. Soluție de sulfat de aluminiu tip A și B. Luată de la: aris.com.pe
3. Christopher Boyd. (9 iunie 2014). Utilizări industriale de top pentru sulfat de aluminiu. Luat de la: chemservice.com
4. Extract. (2018). Sulfat de aluminiu Anhidru. Luat de la: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Andesia chimice. (20 august 2009). Fișă de siguranță cu sulfat de aluminiu. . Luat de la: andesia.com
6. Carte chimică. (2017). Sulfat de aluminiu. Luat de la: chemicalbook.com