该硫酸铝是式A的的无机铝盐2(SO 4)3,通常被视为有光泽的白色固体结晶。化合物的颜色将受其铁浓度和任何其他杂质的影响。硫酸铝有两种主要类型:A和B。
下图显示了水合硫酸铝的白色晶体。可以注意到没有棕色,表明晶格内的铁离子。
资料来源:Martin Walker通过Wikimedia Commons
硫酸铝是在水中非常易溶的盐,自然界中很少以无水形式发现。通常以八水合硫酸铝或十六水合铝的形式水合。
同样,它可以与钾和铵与称为明矾的化合物形成复盐。在某种程度上,这可能是由于水合物中的水对保留铝以外的离子的亲和力所致。
硫酸铝可在水的作用下分解成氢氧化铝和硫酸。该性质使其可用作土壤酸化剂。
它也是一种有毒化合物,尤其是与粉尘接触时。然而,它具有无数的用途和应用,范围从使用凝结法的水纯化到在各种行业中的使用到用于治疗目的。
结构体
资料来源:加布里埃尔·玻利瓦尔
硫酸铝每三个SO 4 2-阴离子具有两个Al 3+阳离子的比率(上图),可以直接在其化学式Al 2(SO 4)3中看到。
注意,Al 3+为灰色,而SO 4 2-为黄色(由于硫原子)和红色(由于氧原子)。
由于没有水分子与离子相互作用,所示结构对应于Al 2(SO 4)3的无水形式。但是,在水合物中,水可以被Al 3+的正中心或SO 4 2-的负四面体通过氢键(HOH-O-SO 3 2-)吸引。
例如,Al 2(SO 4)3 ∙18H 2 O在其固体结构中包含18个水分子。其中一些可能与Al 3+或SO 4 2-直接接触。换句话说:硫酸铝可以具有内部或外部配位水。
同样,它的结构可以容纳其他阳离子,例如Fe 3+,Na +,K +等。但是为此,必须存在更多的SO 4 2-阴离子。为了什么?中和由于金属杂质引起的正电荷的增加。
硫酸铝可以具有许多结构,尽管其水合物倾向于采用单斜晶系。
物理和化学特性
出现
它以带有光泽的白色晶体,颗粒或粉末的固体形式存在。
分子量
342.31 g / mol(无水)。
气味
无味
味道
中等涩的甜味。
熔点
770ºC无水形式(86.5ºC十八水合物形式)
水溶性
在0°C下为31.2 g / 100 ml;在20°C下为36.4 g / 100 ml,在100°C下为89 g / 100 ml。
密度
2.67至2.71 g / cm 3。
溶解度
微溶于乙醇。
蒸汽压力
基本上为零。
稳定性
在空气中稳定。
分解
加热时,在其熔点附近,它会分解,散发出有毒气体特别是氧化硫。
腐蚀性
硫酸铝溶液对铝具有腐蚀性。该化合物还可以在湿气存在下腐蚀金属。
钾
3.3至3.6。在5%的水溶液中,其pH为2.9以上。
它有什么用(用途)
水的凝结或絮凝
-当与水混合(饮用,食用或浪费)时,硫酸铝产生氢氧化铝,氢氧化铝与溶液中的化合物和颗粒形成络合物,加速其沉降,而无需使用硫酸铝处理这需要很长时间。
-硫酸铝还用于清洁游泳池水,使其更具吸引力。
-通过使用硫酸铝,获得了无浑浊和无色的水,通过促进水的清洁增加了其可饮用性。不幸的是,这种净化方法会导致水中铝的浓度略有增加。
-铝是一种剧毒金属,会积聚在皮肤,大脑和肺部,引起严重疾病。另外,还不知道它在生物中所起的作用。
-欧盟要求水中铝的最大允许含量不得超过0.2 mg / l。同时,美国环境保护局要求铝污染水的最大限量不超过0.05-0.2 mg / l。
-用硫酸铝处理用过的废水或污水,可以经济地消除或减少其中的磷。
用作油墨媒染剂和造纸
-硫酸铝已被用作着色剂或油墨的媒染剂,有助于固定在要染色的材料上。它的固定作用归因于Al(OH)3,其胶凝稠度与染料在纺织品上的吸附协同作用。
-尽管从大约公元前2000年起就已将其用于所述目的,但仅有机染料需要媒染剂。另一方面,合成着色剂不需要媒染剂来完成工作。
-已从造纸生产中取代,但仍用于纸浆生产中。它可以去除杂质,还可以用来粘合材料,中和电荷并校准松香。
工业用途
-用于建筑行业,以加速混凝土凝固。另外,它还用于建筑物的防水。
-在肥皂和脂肪工业中,它被用于生产甘油。
-在石油工业中,用于生产在操作过程中使用的合成催化剂。
-在制药工业中用作制备药物和化妆品的收敛剂。
-它参与了胭脂红等着色剂的加工。在苯乙烯丁二烯合成橡胶的生产中也用作着色剂。
-在制糖业中,它用作糖蜜糖蜜的纯化剂。
-用于制造除臭剂。为什么?因为它会导致汗腺导管狭窄,从而限制了汗液的积聚,汗液是导致难闻气味的细菌生长的必要介质。
-用于皮革鞣制,这是其使用所必需的工艺。另外,它还用于制造肥料。
-在制备油漆,粘合剂和密封剂以及清洁和家具护理产品中用作添加剂。
药物和治疗用途
-硫酸铝是免疫佐剂。因此,它以这样的方式履行了加工抗原的功能:当它们在其作用位点释放时,它们会产生更多的针对所接种抗原的抗体。
-弗氏佐剂和卡介苗以及其他佐剂,包括内源性佐剂,如白介素,对抗原不是特异性的,从而增加了免疫作用的范围。这允许开发针对多种疾病的疫苗。
-硫酸铝的凝结作用消除了水中的多种病毒,其中包括Q beta,MS2,T4和P1。结果表明,用硫酸铝处理水会使这种病毒失活。
-硫酸铝以棒状或粉状形式使用,用于治疗剃须时产生的细小表面伤口或擦伤。
-用于制造醋酸铝,醋酸铝用于治疗某些耳部疾病。它也已经被用来减轻火蚁st伤的后果,但没有取得很大的成功。
-用于局部控制溃疡分泌的硫酸铝溶液,其浓度为5%至10%。
-硫酸铝的收敛作用使皮肤表层收缩,凝结蛋白质并愈合伤口。
其他用途
-硫酸铝有助于控制藻类在池塘,湖泊和溪流中的过度生长。它也用于消除软体动物,尤其是西班牙。
-花匠将该化合物用于酸化碱土。硫酸铝与水接触,分解为氢氧化铝和稀硫酸。然后,氢氧化铝沉淀,将硫酸保留在溶液中。
-由于存在一种叫做绣球花的植物,硫酸使土壤酸化的方式非常有创意,在酸性土壤的存在下其花朵会变成蓝色;也就是说,它们很敏感,并对pH的变化有反应。
-硫酸铝参与泡沫灭火和灭火。怎么样?与碳酸氢钠反应,释放出CO 2。这种气体会阻止O 2进入材料的燃烧位置;随之而来的是停火。
硫酸铝生产
硫酸铝是通过使富含铝的化合物(例如铝矾土矿物)与硫酸在高温下反应来合成的。以下化学方程式表示反应:
Al 2 O 3 + H 2 SO 4- > Al 2(SO 4)3 + 3 H 2 O
硫酸铝也可以通过氢氧化铝和硫酸之间的中和反应根据以下反应形成:
2 Al(OH)3 + 3 H 2 SO 4 + 12 H 2 O-> Al 2(SO 4)3.18H 2 O
硫酸与铝反应形成硫酸铵,并释放出氢气分子作为气体。反应概述如下:
2 Al + 3 H 2 SO 4 ---> Al 2(SO 4)3 + 3 H 2
种类
硫酸铝分为两种类型:A型和B型。在A型硫酸铝中,固体为白色,铁含量小于0.5%。
在B型硫酸铝中,固体为棕色,铁浓度小于1.5%。
有些生产硫酸铝的行业对其分类有不同的标准。因此,工业报道其制备的A型硫酸铝的最大浓度为铁的三氧化二铁的浓度为0.1%。对于B型,它们表示最大铁浓度为0.35%。
毒性
-硫酸铝是一种化合物,它通过与粉尘接触而发挥毒性作用,从而刺激皮肤,在频繁接触的情况下会引起皮炎。
-会对眼睛造成强烈刺激,甚至造成永久伤害。
-吸入会刺激鼻子和喉咙,引起咳嗽和声音嘶哑。
-其摄入会引起胃刺激,恶心和呕吐。
-有毒副作用,尽管它们并非直接归因于硫酸铝,但间接归因于其使用。这是铝的某些毒性作用的情况,这是由于在水的净化过程中使用硫酸铝引起的。
-通过使用硫酸铝在纯净水中制备的盐进行长期透析的患者会遇到非常严重的健康问题。这些疾病包括贫血,透析性痴呆和骨骼疾病的增加。
参考文献
- 维基百科。(2018)。硫酸铝。摘自:en.wikipedia.org
- 阿里斯工业。A型和B型硫酸铝溶液。取自:aris.com.pe
- 克里斯托弗·博伊德(Christopher Boyd)。(2014年6月9日)。硫酸铝的主要工业用途。摘自:chemservice.com
- PubChem。(2018)。无水硫酸铝。摘自:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- 安第斯山脉化学品。(2009年8月20日)。硫酸铝安全表。。摘自:andesia.com
- 化学书。(2017)。硫酸铝。摘自:chemicalbook.com