Siarczan glinu (Al2 (SO4) 3) struktura, zastosowania, rodzaje, toksyczność

The siarczan glinu jest nieorganiczną solą glinu o wzorze Al₂(TAK₄)_3,  zwykle pojawia się jako białe ciało stałe z błyszczącymi kryształami. Na kolor związku będzie miało wpływ jego stężenie żelaza i wszelkich innych zanieczyszczeń. Istnieją dwa główne rodzaje siarczanu glinu: A i B.

Na dolnym obrazie pokazano białe kryształy uwodnionego siarczanu glinu. Można zauważyć brak brązowych zabarwień, wskazujących na jony żelaza w sieci krystalicznej.

Siarczan glinu jest solą bardzo dobrze rozpuszczalną w wodzie, a w naturze rzadko można go znaleźć w postaci bezwodnej. Zazwyczaj jest uwodniony w postaci oktadecahydratu siarczanu glinu [Al₂(TAK₄)₃.18H₂O] lub heksadecydrat [Al₂(TAK₄)₃.16H₂O].

Podobnie, może tworzyć podwójne sole z potasem oraz z amonem, związkami znanymi jako ałun. Częściowo może to wynikać z powinowactwa wody w hydratach do zatrzymywania innych jonów oprócz glinu.

Siarczan glinu można rozkładać przez działanie wody w wodorotlenku glinu i kwasie siarkowym. Ta właściwość pozwoliła na wykorzystanie go jako zakwaszacza gleb.

Jest również związkiem toksycznym, zwłaszcza przez kontakt z jego proszkiem. Jednakże ma nieskończoną liczbę zastosowań i zastosowań, które wynikają z oczyszczania wody za pomocą metody koagulacji, która odbywa się poprzez jej zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, aż do jej zastosowania w celach terapeutycznych.

Indeks

• 1 Struktura
• 2 Co to jest (używa)
  • 2.1 Koagulacja lub flokulacja wody
  • 2.2 Wykorzystanie jako zaprawa farbowa i opracowanie papieru
  • 2.3 Zastosowania przemysłowe
  • 2.4 Zastosowania lecznicze i terapeutyczne
  • 2.5 Inne zastosowania
• 3 Produkcja siarczanu glinu
• 4 typy
• 5 Toksyczność
• 6 referencji

Struktura

Siarczan glinu ma stosunek dwóch kationów Al³⁺ na każde trzy aniony SO₄^2- (górny obraz), który można zaobserwować bezpośrednio w jego wzorze chemicznym Al₂(TAK₄)₃.

Zauważ, że Al³⁺ są szarawe, podczas gdy SO₄^2- są żółte (dla atomu siarki) i czerwone (dla atomów tlenu).

Zilustrowana struktura odpowiada bezwodnej postaci Al₂(TAK₄)₃, ponieważ żadna cząsteczka wody nie oddziałuje z jonami. Jednak w twoich hydratach woda może być przyciągnięta do pozytywnych centrów Al³⁺, lub przez negatywne czworościany SO₄^2- przez wiązania wodorowe (HOH-O-SO₃^2-).

Al₂(TAK₄)₃∙ 18H₂Lub, na przykład, zawiera 18 cząsteczek wody w swojej stałej strukturze. Niektóre z nich mogą mieć bezpośredni kontakt z Al³⁺ lub z SO₄^2-. Innymi słowy: siarczan glinu może mieć wewnętrzną lub zewnętrzną wodę koordynacyjną.

Również jego struktura może pomieścić inne kationy, takie jak Fe³⁺, Na⁺, K⁺, itd. Ale w tym celu konieczna jest obecność większej ilości anionów₄^2-. Po co? Aby zneutralizować wzrost dodatnich ładunków z powodu zanieczyszczeń metalicznych.

Siarczan glinu może mieć wiele struktur, chociaż jego hydraty mają tendencję do przyjmowania jednoskośnego układu krystalicznego.

Właściwości fizyczne i chemiczne

Wygląd

Wygląda jak ciało stałe z błyszczącymi białymi kryształami, granulkami lub proszkiem.

Masa cząsteczkowa

342,31 g / mol (bezwodny).

Zapach

Jest bezwonny

Smak

Słodki smak umiarkowanie ściągający.

Temperatura topnienia

Postać bezwodna 770º C (86,5ºC w formie octadecahidratada)

Rozpuszczalność w wodzie

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

Gęstość

2,67 do 2,71 g / cm³.

Rozpuszczalność

Słabo rozpuszczalny w alkoholu etylowym.

Ciśnienie pary

Zasadniczo zero.

Stabilność

Stabilny w powietrzu.

Rozkład

Po ogrzaniu, w przybliżeniu w jego temperaturze topnienia, może ulec rozkładowi, emitując zwłaszcza tlenek siarki, toksyczny gaz.

Korozyjność

Roztwory siarczanu glinu powodują korozję aluminium. Związek może również powodować korozję metali w obecności wilgoci.

pKa

3,3 do 3,6. A jego pH wynosi 2,9 lub więcej w 5% roztworze wodnym.

Co to jest (używa)

Koagulacja lub flokulacja wody

-Po zmieszaniu z wodą (pitną, serwowaną lub odpadową) siarczan glinu powoduje wodorotlenek glinu, który tworzy kompleksy ze związkami i cząstkami w roztworze przyspieszając ich sedymentację, co przy braku obróbki siarczanem glinu wymagałoby długi czas.

-Siarczan glinu jest również stosowany do czyszczenia wody w basenie, czyniąc je bardziej atrakcyjnymi do użytku.

-Dzięki zastosowaniu siarczanu glinu uzyskuje się wodę bez zmętnienia i koloru, zwiększając jej zdolność do picia poprzez ułatwienie czyszczenia wody. Niestety ta metoda oczyszczania może prowadzić do nieznacznie zwiększonego stężenia glinu w wodzie.

-Aluminium jest bardzo toksycznym metalem, który gromadzi się w skórze, mózgu i płucach, powodując poważne zaburzenia. Ponadto nie wiadomo, jaką funkcję spełnia w żywych istotach.

-Unia Europejska wymaga, aby maksymalna dozwolona granica glinu w wodzie nie przekraczała 0,2 mg / l. Tymczasem amerykańska Agencja Ochrony Środowiska wymaga, aby maksymalny limit zanieczyszczenia wody aluminium nie przekraczał 0,05-0,2 mg / l.

-Oczyszczanie ścieków lub stosowanie siarczanu glinu pozwala na ekonomiczną eliminację lub redukcję fosforu.

Używaj jako zaprawy atramentowej i przy opracowywaniu papieru

-Siarczan glinu został użyty jako zaprawa do barwników lub atramentów, pomagając utrwalić barwiony materiał. Jego działanie naprawcze jest spowodowane przez Al (OH)₃, którego galaretowata konsystencja przyczynia się do adsorpcji barwników na tekstyliach.

-Chociaż był używany od około 2000 rpne do opisanego celu, tylko barwniki organiczne wymagają zapraw. Z drugiej strony, barwniki syntetyczne nie wymagają zapraw do wypełnienia swojej funkcji.

-Został on wyparty z produkcji papieru, ale nadal jest wykorzystywany do produkcji masy papierniczej. Usuwa zanieczyszczenia, a także jest używany do wiązania materiałów, neutralizowania ładunków i kalibrowania kalafonii.

Zastosowania przemysłowe

-Jest stosowany w budownictwie w celu przyspieszenia wiązania betonu. Dodatkowo jest stosowany w hydroizolacji budynków.

-W przemyśle mydeł i tłuszczów stosuje się go do produkcji gliceryny.

-Jest on stosowany w przemyśle naftowym do produkcji katalizatorów syntetycznych, które są używane podczas pracy.

-Jest on stosowany w przemyśle farmaceutycznym jako środek ściągający w przygotowywaniu leków i kosmetyków.

-Interweniuje w produkcji barwników, takich jak karmin. Jest również stosowany jako barwnik w produkcji syntetycznych kauczuków butadienowo-styrenowych.

-W przemyśle cukrowniczym stosowany jest jako oczyszczacz melasy do trzciny cukrowej.

-Jest stosowany w produkcji dezodorantów. Dlaczego? Ponieważ powoduje zwężenie przewodów gruczołów potowych, ograniczając w ten sposób gromadzenie się potu, niezbędnego podłoża dla wzrostu bakterii powodujących nieprzyjemny zapach.

-Jest on używany w garbowaniu skóry, niezbędny do jego użycia. Dodatkowo jest stosowany do produkcji nawozów.

-Stosowany jest jako dodatek do przygotowania farb, klejów i uszczelniaczy, a także środków do czyszczenia i pielęgnacji mebli..

Zastosowania lecznicze i terapeutyczne

-Siarczan glinu jest adiuwantem immunologicznym. Dlatego spełnia funkcję przetwarzania antygenów w taki sposób, że po uwolnieniu w miejscu ich działania wytwarzają one większą produkcję przeciwciał dla zaszczepionych antygenów.

-Adiuwant Freunda i BCG, jak również inne adiuwanty, w tym te endogenne, takie jak interleukiny, są niespecyficzne dla antygenów, umożliwiając zwiększenie promienia działania immunologicznego. Umożliwiło to opracowanie szczepionek przeciwko licznym chorobom.

-Koagulacyjne działanie siarczanu glinu pozwoliło wyeliminować liczne wirusy w uzdatnionej wodzie, między innymi: Q beta, MS2, T4 i P1. Wyniki wskazują, że obróbka wody siarczanem glinu powoduje dezaktywację takich wirusów.

-Siarczan glinu stosuje się w postaci sztyftu lub proszku w leczeniu niewielkich powierzchownych ran lub otarć powstających podczas golenia.

-Jest on stosowany do produkcji octanu glinu, związku stosowanego w leczeniu niektórych schorzeń ucha. Został on również użyty, bez znaczącego sukcesu, do złagodzenia skutków ukąszeń mrówek ogniowych..

-Roztwory siarczanu glinu stosuje się w stężeniu od 5% do 10% w miejscowym leczeniu wrzodów, które umożliwiają kontrolę ich wydzielin.

-Ściągające działanie siarczanu glinu kurczy powierzchowne warstwy skóry, koagulując białka i lecząc rany.

Inne zastosowania

-Siarczan glinu pomaga w kontrolowaniu nadmiernego wzrostu glonów w stawach, jeziorach i strumieniach wody. Stosuje się go również do usuwania mięczaków, m.in. hiszpańskiego ślimaka.

-Ogrodnicy stosują ten związek do zakwaszania alkalicznych gleb. W kontakcie z jego wodą siarczan glinu rozkłada się na wodorotlenek glinu i rozcieńczony kwas siarkowy. Następnie wytrąca się wodorotlenek glinu, pozostawiając kwas siarkowy w roztworze.

-Zakwaszenie gleb spowodowane kwasem siarkowym uwidacznia się w bardzo twórczy sposób dzięki istnieniu rośliny o nazwie Hortensja, której kwiaty zmieniają kolor na niebieski w obecności kwaśnej gleby; to znaczy są wrażliwe i reagują na zmiany pH.

-Siarczan glinu bierze udział w produkcji pianki do zwalczania i kontroli ognia. Jak? Reaguje z wodorowęglanem sodu, powodując uwalnianie CO₂. Ten gaz blokuje dostęp O.₂ do miejsca spalania materiału; w konsekwencji rozwijało się zawieszenie broni.

Produkcja siarczanu glinu

Siarczan glinu jest syntetyzowany przez reakcję bogatego w glin związku, takiego jak ruda boksytu, z kwasem siarkowym w podwyższonych temperaturach. Następujące równanie chemiczne przedstawia reakcję:

Al₂O₃      +     H₂TAK₄  -> Al₂(TAK₄)₃       +        3 H₂O

Siarczan glinu można również utworzyć w reakcji neutralizacji wodorotlenku glinu i kwasu siarkowego, zgodnie z następującą reakcją:

2 Al (OH)₃           +            3 H₂TAK₄           +            12 H₂O -> Al₂(TAK₄)₃.18H₂O

Kwas siarkowy reaguje z glinem, tworząc siarczan amonowy i uwalnianie cząsteczek wodoru w postaci gazu. Reakcja jest przedstawiona schematycznie w następujący sposób:

2 Al + 3 H₂TAK₄ -> Al₂(TAK₄)₃        +            3 H₂

Typy

Siarczan glinu dzieli się na dwa typy: typ A i typ B. W siarczanie glinu typu A ciała stałe są białe i mają stężenie żelaza mniejsze niż 0,5%.

W siarczanie glinu typu B ciała stałe są brązowe i mają stężenie żelaza poniżej 1,5%.

Istnieją branże produkujące siarczan glinu, które mają różne kryteria klasyfikacji. Tak więc przemysł donosi o wytwarzaniu siarczanu glinu typu A o maksymalnym stężeniu żelaza 0,1% w postaci tlenku żelazowego. Podczas gdy dla typu B wskazują maksymalne stężenie żelaza 0,35%.

Toksyczność

-Siarczan glinu jest związkiem, który wywiera toksyczne działanie w kontakcie z pyłem, powodując podrażnienie skóry, aw przypadkach częstego kontaktu zapalenie skóry.

-W oczach powoduje silne podrażnienie, nawet powodując trwałe obrażenia.

-Wdychanie powoduje podrażnienie nosa i gardła, co może powodować kaszel i wysypkę.

-Jego spożycie powoduje podrażnienie żołądka, nudności i wymioty.

-Istnieją efekty toksyczne, które chociaż nie są bezpośrednio spowodowane siarczanem glinu, są pośrednio związane z ich użyciem. Jest to przypadek pewnych toksycznych skutków glinu, spowodowanych użyciem siarczanu glinu w oczyszczaniu wody.

-Pacjenci przewlekle dializowani przy użyciu soli przygotowanych w oczyszczonej wodzie, dzięki zastosowaniu siarczanu glinu, doświadczają bardzo poważnych zaburzeń zdrowotnych. Wśród tych zaburzeń mamy niedokrwistość, otępienie przez dializę i wzrost chorób kości.

Referencje

1. Wikipedia. (2018). Siarczan glinu Zrobiono z: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial Roztwór siarczanu glinu typu A i B. Pobrano z: aris.com.pe
3. Christopher Boyd (9 czerwca 2014 r.). Najlepsze przemysłowe zastosowania siarczanu glinu. Zaczerpnięte z: chemservice.com
4. PubChem. (2018). Bezwodny siarczan glinu. Zaczerpnięte z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Andesia Chemicals (20 sierpnia 2009). Karta bezpieczeństwa siarczanu glinu. [PDF] Zaczerpnięte z: andesia.com
6. Książka chemiczna. (2017). Siarczan glinu. Zrobiono z: chemicalbook.com