SIARCZAN GLINU (AL2 (SO4) 3): STRUKTURA, ZASTOSOWANIA, TOKSYCZNOŚĆ - CHEMIA - 2026

Siarczan glinu jest nieorganiczną sól glinu o wzorze A dodaje się ₂ (SO ₄ ) _3, zwykle postrzegane jako lśniących białych stałych kryształów. Na kolor związku będzie miało wpływ stężenie żelaza i wszelkie inne zanieczyszczenia. Istnieją dwa główne typy siarczanu glinu: A i B.

Dolny obraz przedstawia białe kryształy uwodnionego siarczanu glinu. Można zauważyć brak brązowych zabarwień wskazujących na obecność jonów żelaza w sieci krystalicznej.

Źródło: Martin Walker za pośrednictwem Wikimedia Commons

Siarczan glinu jest solą bardzo dobrze rozpuszczalną w wodzie iw przyrodzie rzadko można go znaleźć w postaci bezwodnej. Zwykle jest uwodniony w postaci oktadekahydratu siarczanu glinu lub heksadekahydratu.

Podobnie może tworzyć sole podwójne z potasem i związkami amonowymi zwanymi ałunami. Po części może to wynikać z powinowactwa wody w hydratach do zatrzymywania jonów innych niż glin.

Siarczan glinu można rozłożyć pod działaniem wody na wodorotlenek glinu i kwas siarkowy. Ta właściwość pozwoliła na zastosowanie go jako zakwaszacza gleby.

Jest również związkiem toksycznym, zwłaszcza w kontakcie z jego pyłem. Ma jednak niezliczone zastosowania i zastosowania, począwszy od oczyszczania wody metodą koagulacji, poprzez zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, aż po wykorzystanie w celach terapeutycznych.

Struktura

Źródło: Gabriel Bolívar

Siarczan glinu ma stosunek dwóch kationów Al ³⁺ na każde trzy aniony SO ₄ ^2- (górne zdjęcie), co widać bezpośrednio w jego wzorze chemicznym Al ₂ (SO ₄ ) ₃ .

Zwróć uwagę, że Al ³⁺ są koloru szarego, podczas gdy SO ₄ ^2- są żółte (ze względu na atom siarki) i czerwone (z powodu atomów tlenu).

Zilustrowana struktura odpowiada bezwodnej postaci Al ₂ (SO ₄ ) ₃ , ponieważ żadna cząsteczka wody nie oddziałuje z jonami. Jednak w jego hydratach woda może być przyciągana przez dodatnie centra Al ³⁺ lub przez ujemne tetraedry SO ₄ ^2- za pomocą wiązań wodorowych (HOH-O-SO ₃ ^2- ).

Na przykład Al ₂ (SO ₄ ) ₃ ∙ 18H ₂ O zawiera 18 cząsteczek wody w swojej stałej strukturze. Niektóre z nich mogą mieć bezpośredni kontakt z Al ³⁺ lub SO ₄ ^2- . Innymi słowy: siarczan glinu może mieć wewnętrzną lub zewnętrzną wodę koordynującą.

Podobnie, jego struktura może zawierać inne kationy, takie jak Fe ³⁺ , Na ⁺ , K ⁺ itp. Ale do tego potrzebna jest obecność większej liczby anionów SO ₄ ^2- . Po co? Aby zneutralizować wzrost dodatnich ładunków spowodowany zanieczyszczeniami metalicznymi.

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

Fizyczne i chemiczne właściwości

Wygląd

Występuje jako ciało stałe z lśniącymi białymi kryształami, granulkami lub proszkiem.

Waga molekularna

342,31 g / mol (bezwodna).

Zapach

Jest bezwonny

Smak

Umiarkowanie cierpki słodki smak.

Temperatura topnienia

Postać bezwodna 770 o C (postać oktadekahydratu 86,5 o C)

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 / cm ³ .

Rozpuszczalność

Słabo rozpuszczalny w alkoholu etylowym.

Ciśnienie pary

Zasadniczo zero.

Stabilność

Stabilny w powietrzu.

Rozkład

Po podgrzaniu, w okolicach swojej temperatury topnienia, może się rozkładać, wydzielając szczególnie 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.

Do czego służy (zastosowania)

Koagulacja lub flokulacja wody

- Siarczan glinu po zmieszaniu z wodą (pitną, serwowaną lub ściekiem) wytwarza wodorotlenek glinu, który tworzy kompleksy ze związkami i cząstkami w roztworze, przyspieszając ich sedymentację, co w przypadku braku działania siarczanem glinu zajmie to dużo czasu.

-Siarczan glinu jest również używany do czyszczenia wody w basenie, dzięki czemu jest bardziej atrakcyjny w użyciu.

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

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

- Unia Europejska wymaga, aby maksymalny dopuszczalny limit glinu w wodzie nie przekraczał 0,2 mg / l. Tymczasem US Enviromental Protection Agency wymaga, aby maksymalny limit zanieczyszczenia wody aluminium nie przekraczał 0,05-0,2 mg / l.

- Uzdatnianie wody zużytej lub ścieków siarczanem glinu pozwala na ekonomiczną eliminację lub redukcję zawartego w nich fosforu.

Użyj jako zaprawa do tuszu i do produkcji papieru

-Siarczan glinu został użyty jako zaprawa barwników lub atramentów, pomagając utrwalić się na farbowanym materiale. Swoje działanie utrwalające zawdzięcza Al (OH) ₃ , którego galaretowata konsystencja współpracuje z adsorpcją barwników na tekstyliach.

- Chociaż jest używany od około 2000 roku pne do opisanego celu, tylko organiczne barwniki wymagają zapraw. Z drugiej strony syntetyczne barwniki nie wymagają zapraw do wykonywania swojej pracy.

- Został wyparty z produkcji papieru, ale nadal jest używany do produkcji masy papierniczej. Usuwa jego zanieczyszczenia, a także służył do wiązania materiałów, neutralizacji ładunków i kalibracji kalafonii.

Zastosowania przemysłowe

-Stosowany w budownictwie w celu przyspieszenia wiązania betonu. Dodatkowo znajduje zastosowanie w hydroizolacji konstrukcji.

-W przemyśle mydeł i tłuszczów jest używany do produkcji gliceryny.

-Służy w przemyśle naftowym do produkcji syntetycznych katalizatorów, których używają podczas swojej pracy.

-Stosowany jest w przemyśle farmaceutycznym jako środek ściągający przy sporządzaniu leków i kosmetyków.

- Bierze udział w produkcji barwników, takich jak karmin. Jest również używany jako barwnik do produkcji syntetycznych kauczuków styrenowo-butadienowych.

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

-Służy do produkcji dezodorantów. Czemu? Ponieważ powoduje zwężenie przewodów gruczołów potowych, ograniczając w ten sposób gromadzenie się potu, niezbędnego do wzrostu bakterii powodujących nieprzyjemny zapach.

-Służy do garbowania skóry, procesu niezbędnego do jej użytkowania. Dodatkowo jest używany do produkcji nawozów.

-Służy 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 ich uwolnieniu w miejscu działania wytwarzają większą produkcję przeciwciał przeciwko zaszczepionym antygenom.

-Adiuwant Freunda i BCG, a także inne adiuwanty, w tym endogenne, takie jak interleukiny, są niespecyficzne dla antygenów, umożliwiając zwiększenie promienia działania immunologicznego. Pozwoliło to na opracowanie szczepionek przeciwko wielu chorobom.

- Koagulacyjne działanie siarczanu glinu pozwoliło na eliminację wielu wirusów w uzdatnionej wodzie, m.in .: Q beta, MS2, T4 i P1. Wyniki wskazują, że uzdatnianie wody siarczanem glinu powoduje inaktywację takich wirusów.

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

-Służy do produkcji octanu glinu, związku stosowanego w leczeniu niektórych chorób ucha. Był również stosowany, bez znaczącego sukcesu, w celu łagodzenia skutków użądlenia mrówek ognistych.

-Roztwory siarczanu glinu stosuje się w stężeniu od 5% do 10% w miejscowym leczeniu owrzodzeń, które pozwalają kontrolować ich wydzielanie.

-Ściągające działanie siarczanu glinu obkurcza powierzchniowe warstwy skóry, powodując koagulację białek i gojenie się ran.

Inne zastosowania

-Siarczan glinu pomaga w zwalczaniu nadmiernego wzrostu glonów w stawach, jeziorach i strumieniach. Znajduje również zastosowanie przy eliminacji mięczaków, m.in. ślimaka hiszpańskiego.

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

-Zakwaszenie gleb kwasem siarkowym jest wizualizowane w bardzo kreatywny sposób, dzięki istnieniu rośliny o nazwie Hortensja, której kwiaty przebarwiają się na niebiesko w obecności kwaśnej gleby; to znaczy są wrażliwe i reagują na zmiany pH.

-Siarczan glinu bierze udział w produkcji piany do zwalczania i gaszenia pożarów. W jaki sposób? Reaguje z wodorowęglanem sodu, uwalniając CO ₂ . Ten gaz blokuje dostęp O ₂ do miejsca spalania materiału; a co za tym idzie zawieszenie broni, które się rozwijało.

Produkcja siarczanu glinu

Siarczan glinu jest syntetyzowany w reakcji związku bogatego w glin, takiego jak boksyt mineralny, z kwasem siarkowym w podwyższonej temperaturze. Następujące równanie chemiczne przedstawia reakcję:

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

Siarczan glinu można również wytworzyć w wyniku reakcji neutralizacji między wodorotlenkiem glinu i kwasem siarkowym, zgodnie z następującą reakcją:

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

Kwas siarkowy reaguje z glinem, tworząc siarczan amonu i uwalniając cząsteczki wodoru w postaci gazu. Reakcja jest opisana w następujący sposób:

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

Rodzaje

Siarczan glinu dzieli się na dwa typy: typ A i typ B. W siarczanie glinu typu A ciało stałe jest koloru białego i ma stężenie żelaza poniżej 0,5%.

W siarczanie glinu typu B ciała stałe są koloru brązowego i zawierają mniej niż 1,5% żelaza.

Istnieją branże produkujące siarczan glinu, które mają różne kryteria klasyfikacji. W związku z tym przemysł zgłasza przy wytwarzaniu siarczanu glinu typu A o maksymalnym stężeniu 0,1% żelaza w postaci tlenku żelaza. Natomiast dla typu B wskazują maksymalne stężenie żelaza na poziomie 0,35%.

Toksyczność

-Siarczan glinu jest związkiem, który poprzez kontakt z jego pyłem wywiera toksyczne działanie, powodując tym samym podrażnienie skóry, aw przypadku częstego kontaktu zapalenie skóry.

- Powoduje silne podrażnienia oczu, powodując nawet trwałe obrażenia.

-Jego wdychanie powoduje podrażnienie nosa i gardła, co może powodować kaszel i chrypkę.

-Jego połknięcie powoduje podrażnienie żołądka, nudności i wymioty.

-Istnieją efekty toksyczne, które chociaż nie są bezpośrednio spowodowane siarczanem glinu, są one pośrednio spowodowane jego użyciem. Tak jest w przypadku niektórych toksycznych skutków glinu, spowodowanych użyciem siarczanu glinu do oczyszczania wody.

-Pacjenci przewlekle dializowani przy użyciu soli przygotowanych w wodzie oczyszczonej, przy użyciu siarczanu glinu, doświadczają bardzo poważnych zaburzeń zdrowotnych. Te zaburzenia obejmują anemię, demencję związaną z dializą i nasilenie chorób kości.

Bibliografia

1. Wikipedia. (2018). Siarczan glinu. Zaczerpnięte z: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial. Roztwór siarczanu glinu typu A i B. Pobrano z: aris.com.pe
3. Christophera Boyda. (9 czerwca 2014). Najważniejsze zastosowania przemysłowe 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). Arkusz bezpieczeństwa siarczanu glinu. . Zaczerpnięte z: andesia.com
6. Książka chemiczna. (2017). Siarczan glinu. Zaczerpnięte z: chemicalbook.com