ALUMINIUMSULFAAT (AL2 (SO4) 3): STRUCTUUR, GEBRUIK, TOXICITEIT - CHEMIE - 2026

Het aluminiumsulfaat is een anorganisch aluminiumzout met formule A de ₂ (SO ₄ ) _3, meestal gezien als glanzende witte vaste kristallen. De kleur van de verbinding wordt beïnvloed door de ijzerconcentratie en eventuele andere onzuiverheden. Er zijn twee hoofdtypen aluminiumsulfaat: A en B.

De onderste afbeelding toont witte kristallen van gehydrateerd aluminiumsulfaat. De afwezigheid van bruine kleuringen kan worden opgemerkt, wat wijst op ijzerionen in het kristalrooster.

Bron: Martin Walker via Wikimedia Commons

Aluminiumsulfaat is een zeer oplosbaar zout in water en in de natuur wordt het zelden in zijn watervrije vorm aangetroffen. Het wordt meestal gehydrateerd in de vorm van aluminiumsulfaat, octadecahydraat of hexadecahydraat.

Evenzo kan het dubbele zouten vormen met kalium en met ammonium, verbindingen die bekend staan ​​als aluin. Dit kan gedeeltelijk het gevolg zijn van de affiniteit van water in hydraten om andere ionen dan aluminium vast te houden.

Aluminiumsulfaat kan door de inwerking van water worden afgebroken tot aluminiumhydroxide en zwavelzuur. Deze eigenschap heeft het mogelijk gemaakt om als bodemverzuringsmiddel te gebruiken.

Het is ook een giftige verbinding, vooral in contact met zijn stof. Het heeft echter een oneindig aantal toepassingen en toepassingen, variërend van waterzuivering door de coagulatiemethode, via het gebruik in verschillende industrieën tot het gebruik voor therapeutische doeleinden.

Structuur

Bron: Gabriel Bolívar

Aluminiumsulfaat heeft een verhouding van twee Al ³⁺ -kationen voor elke drie SO ₄ ^2- anionen (bovenste afbeelding), wat direct te zien is in de chemische formule Al ₂ (SO ₄ ) ₃ .

Merk op dat Al ³⁺ grijsachtig van kleur is, terwijl SO ₄ ^2- geel is (vanwege het zwavelatoom) en rood (vanwege de zuurstofatomen).

De geïllustreerde structuur komt overeen met de watervrije vorm van Al ₂ (SO ₄ ) ₃ , aangezien geen enkel watermolecuul een interactie aangaat met de ionen. In zijn hydraten kan water echter worden aangetrokken door de positieve centra van Al ³⁺ , of door de negatieve tetraëders van SO ₄ ^2- door middel van waterstofbruggen (HOH-O-SO ₃ ^2- ).

Al ₂ (SO ₄ ) ₃ ∙ 18H ₂ O bevat bijvoorbeeld 18 watermoleculen in zijn vaste structuur. Sommigen van hen staan ​​mogelijk in direct contact met Al ³⁺ of SO ₄ ^2- . Met andere woorden: aluminiumsulfaat kan intern of extern coördinerend water hebben.

Evenzo kan de structuur andere kationen bevatten, zoals Fe ³⁺ , Na ⁺ , K ⁺ , enz. Maar hiervoor is de aanwezigheid van meer SO ₄ ^2- anionen noodzakelijk . Waarvoor? Om de toename van positieve ladingen als gevolg van metallische onzuiverheden te neutraliseren.

Aluminiumsulfaat kan vele structuren hebben, hoewel de hydraten de neiging hebben om het monokliene kristalsysteem aan te nemen.

Fysische en chemische eigenschappen

Verschijning

Het komt voor als een vaste stof met glanzende witte kristallen, korrels of poeder.

Molecuulgewicht

342,31 g / mol (watervrij).

Geur

Het is reukloos

Smaak

Matig samentrekkende zoete smaak.

Smeltpunt

770 ° C watervrije vorm (86,5 ° C octadecahydraatvorm)

Oplosbaarheid in water

31,2 g / 100 ml bij 0 ° C; 36,4 g / 100 ml bij 20 ° C en 89 g / 100 ml bij 100 ° C

Dichtheid

2,67-2,71 g / cm ³ .

Oplosbaarheid

Enigszins oplosbaar in ethylalcohol.

Dampdruk

In wezen nul.

Stabiliteit

Stabiel in de lucht.

Ontleding

Bij verhitting, rond zijn smeltpunt, kan het ontbinden en vooral zwaveloxide uitstoten, een giftig gas.

Corrosiviteit

Aluminiumsulfaatoplossingen zijn corrosief voor aluminium. Ook kan de verbinding metalen aantasten in aanwezigheid van vocht.

pKa

3.3 tot 3.6. En de pH is 2,9 of meer in een 5% waterige oplossing.

Waar is het voor (gebruikt)

Coagulatie of flocculatie van water

-Wanneer het wordt gemengd met water (drinkbaar, geserveerd of afval), produceert aluminiumsulfaat aluminiumhydroxide, dat complexen vormt met de verbindingen en deeltjes in oplossing, waardoor hun sedimentatie wordt versneld, wat bij afwezigheid van behandeling met aluminiumsulfaat het zou lang duren.

-Aluminiumsulfaat wordt ook gebruikt om zwembadwater te reinigen, waardoor het aantrekkelijker wordt in gebruik.

-Door het gebruik van aluminiumsulfaat wordt een water zonder troebelheid en kleur bereikt, waardoor het drinkbaar wordt door de reiniging van het water te vergemakkelijken. Helaas kan deze zuiveringsmethode leiden tot een licht verhoogde concentratie aluminium in het water.

-Aluminium is een zeer giftig metaal dat zich ophoopt in de huid, hersenen en longen en ernstige aandoeningen veroorzaakt. Bovendien is niet bekend welke functie het vervult in levende wezens.

-De Europese Unie vereist dat de maximaal toegestane limiet van aluminium in water niet hoger is dan 0,2 mg / l. Ondertussen vereist de Amerikaanse Enviromental Protection Agency dat de maximale limiet van waterverontreiniging met aluminium niet hoger is dan 0,05-0,2 mg / l.

-De behandeling van gebruikt of rioolwater met aluminiumsulfaat maakt de verwijdering of vermindering van fosfor daarin economisch mogelijk.

Gebruik als bijtmiddel en bij het maken van papier

-Aluminiumsulfaat is gebruikt als beitsmiddel van kleurstoffen of inkten, waardoor het helpt te fixeren op het te verven materiaal. De fixerende werking is te danken aan Al (OH) ₃ , waarvan de gelatineuze consistentie samenwerkt met de adsorptie van kleurstoffen op textiel.

-Hoewel het sinds ongeveer 2000 voor Christus wordt gebruikt voor het beschreven doel, hebben alleen organische kleurstoffen beitsmiddelen nodig. Synthetische kleurstoffen hebben daarentegen geen beitsmiddelen nodig om hun werk te doen.

-Het is verdrongen van de productie van papier, maar wordt nog steeds gebruikt bij de productie van papierpulp. Het verwijdert zijn onzuiverheden en is ook gebruikt om materialen te binden, ladingen te neutraliseren en colofonium te kalibreren.

Industrieel gebruik

-Gebruikt in de bouw om het uitharden van beton te versnellen. Bovendien wordt het gebruikt bij het waterdicht maken van constructies.

-In de zepen- en vettenindustrie wordt het gebruikt bij de productie van glycerine.

-Het wordt gebruikt in de olie-industrie bij de productie van synthetische katalysatoren die ze tijdens hun werking gebruiken.

-Het wordt in de farmaceutische industrie gebruikt als samentrekkend middel bij de bereiding van medicijnen en cosmetica.

-Het neemt deel aan de uitwerking van kleurstoffen zoals karmijn. Het wordt ook gebruikt als kleurstof bij de vervaardiging van synthetische styreenbutadieenrubbers.

-In de suikerindustrie wordt het gebruikt als reiniger van suikerrietmelasse.

-Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van deodorants. Waarom? Omdat het een vernauwing van de kanalen van de zweetklieren veroorzaakt, waardoor de ophoping van zweet wordt beperkt, een noodzakelijk medium voor de groei van geurveroorzakende bacteriën.

-Het wordt gebruikt bij het looien van leer, een proces dat nodig is voor het gebruik ervan. Bovendien wordt het gebruikt bij de vervaardiging van meststoffen.

-Het wordt gebruikt als additief bij de bereiding van verven, lijmen en kitten, evenals reinigings- en onderhoudsmiddelen voor meubels.

Medicinale en therapeutische toepassingen

-Aluminiumsulfaat is een immuunadjuvans. Daarom vervult het de functie van het verwerken van antigenen op een zodanige manier dat wanneer ze worden vrijgegeven op hun plaats van actie, ze een grotere productie van antilichamen produceren tegen de antigenen die werden geïnoculeerd.

-Freund's adjuvans en BCG, evenals andere adjuvantia, inclusief endogene adjuvantia zoals interleukines, zijn niet-specifiek voor antigenen, waardoor een toename van de actieradius van het immuunsysteem mogelijk is. Dit heeft de ontwikkeling van vaccins tegen tal van ziekten mogelijk gemaakt.

-De coagulerende werking van aluminiumsulfaat heeft de eliminatie van talrijke virussen in het behandelde water mogelijk gemaakt, onder andere: Q beta, MS2, T4 en P1. De resultaten geven aan dat de behandeling van water met aluminiumsulfaat een inactivering van dergelijke virussen veroorzaakt.

-Aluminiumsulfaat wordt gebruikt in de vorm van een staafje of als poeder bij de behandeling van kleine oppervlakkige wonden of schaafwonden die ontstaan ​​bij het scheren.

-Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van aluminiumacetaat, een verbinding die wordt gebruikt bij de behandeling van bepaalde ooraandoeningen. Het is ook zonder veel succes gebruikt om de gevolgen van brandmiersteken te verzachten.

-Aluminiumsulfaatoplossingen worden gebruikt, in een concentratie van 5% tot 10%, bij de lokale behandeling van zweren die de controle van hun secreties mogelijk maken.

-De samentrekkende werking van aluminiumsulfaat trekt de oppervlaktelagen van de huid samen, waardoor eiwitten stollen en wonden genezen.

Andere gebruiken

-Aluminiumsulfaat helpt bij het beheersen van de overmatige groei van algen in vijvers, meren en beekjes. Het wordt ook gebruikt bij de eliminatie van weekdieren, onder andere de Spaanse slak.

- Tuinders passen deze verbinding toe om alkalische bodems aan te zuren. In contact met hun water ontleedt aluminiumsulfaat in aluminiumhydroxide en verdund zwavelzuur. Vervolgens slaat het aluminiumhydroxide neer, waardoor het zwavelzuur in oplossing blijft.

-De verzuring van de bodems door zwavelzuur wordt op een zeer creatieve manier gevisualiseerd, dankzij het bestaan ​​van een plant genaamd Hydrangea, waarvan de bloemen blauw worden in de aanwezigheid van een zure grond; dat wil zeggen, ze zijn gevoelig en reageren op veranderingen in pH.

-Aluminiumsulfaat is betrokken bij de productie van schuim om brand te bestrijden en te beheersen. Hoe? Reageert met natriumbicarbonaat, waarbij CO ₂ vrijkomt . Dit gas blokkeert de O _2- toegang tot de verbrandingslocatie van het materiaal; en bijgevolg het staakt-het-vuren dat zich ontwikkelde.

Productie van aluminiumsulfaat

Aluminiumsulfaat wordt gesynthetiseerd door een aluminiumrijke verbinding, zoals het mineraal bauxiet, te laten reageren met zwavelzuur bij verhoogde temperaturen. De volgende chemische vergelijking vertegenwoordigt de reactie:

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

Aluminiumsulfaat kan ook worden gevormd door een neutralisatiereactie tussen aluminiumhydroxide en zwavelzuur volgens de volgende reactie:

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

Zwavelzuur reageert met aluminium om ammoniumsulfaat te vormen en waterstofmoleculen als gas vrij te geven. De reactie wordt als volgt geschetst:

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

Soorten

Aluminiumsulfaat wordt in twee typen ingedeeld: type A en type B. In type A aluminiumsulfaat zijn de vaste stoffen wit van kleur en hebben ze een ijzerconcentratie van minder dan 0,5%.

In type B aluminiumsulfaat zijn de vaste stoffen bruin van kleur en hebben ze een ijzerconcentratie van minder dan 1,5%.

Er zijn industrieën die aluminiumsulfaat produceren die verschillende criteria hebben voor de classificatie. Zo meldt een industrie voor de bereiding van type A aluminiumsulfaat een maximale concentratie van 0,1% ijzer als ijzeroxide. Terwijl ze voor type B een maximale ijzerconcentratie van 0,35% aangeven.

Toxiciteit

-Aluminiumsulfaat is een verbinding die zijn giftige werking uitoefent door contact met zijn stof, waardoor irritatie van de huid en in geval van veelvuldig contact een dermatitis veroorzaakt.

-Het veroorzaakt sterke irritatie van de ogen en veroorzaakt zelfs blijvende verwondingen.

-De inademing veroorzaakt irritatie van de neus en keel, wat kan leiden tot hoesten en heesheid.

-De inname veroorzaakt maagirritatie, misselijkheid en braken.

-Er zijn toxische effecten die, hoewel ze niet rechtstreeks te wijten zijn aan aluminiumsulfaat, wel indirect te wijten zijn aan het gebruik ervan. Dit is het geval bij bepaalde toxische effecten van aluminium, veroorzaakt door het gebruik van aluminiumsulfaat bij de zuivering van water.

-Patiënten die chronisch worden gedialyseerd met zouten bereid in gezuiverd water, door het gebruik van aluminiumsulfaat, ervaren zeer ernstige gezondheidsproblemen. Deze aandoeningen omvatten bloedarmoede, dialyse dementie en een toename van botziekte.

Referenties

1. Wikipedia. (2018). Aluminiumsulfaat. Ontleend aan: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial. Aluminiumsulfaatoplossing type A en B. Genomen uit: aris.com.pe
3. Christopher Boyd. (9 juni 2014). Top industriële toepassingen voor aluminiumsulfaat. Genomen van: chemservice.com
4. PubChem. (2018). Aluminiumsulfaat watervrij. Ontleend aan: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Andesia Chemicals. (20 augustus 2009). Veiligheidsblad voor aluminiumsulfaat. . Genomen van: andesia.com
6. Chemisch boek. (2017). Aluminiumsulfaat. Genomen uit: chemicalbook.com