ALUMINIUMSULFAT (AL2 (SO4) 3): STRUKTUR, VERWENDUNG, TOXIZITÄT - CHEMIE - 2025

Das Aluminiumsulfat ist ein anorganisches Aluminiumsalz der Formel A ₂ (SO ₄ ) _{3, das} üblicherweise als glänzend weiße feste Kristalle angesehen wird. Die Farbe der Verbindung wird durch ihre Eisenkonzentration und andere Verunreinigungen beeinflusst. Es gibt zwei Haupttypen von Aluminiumsulfat: A und B.

Das untere Bild zeigt weiße Kristalle aus hydratisiertem Aluminiumsulfat. Das Fehlen brauner Färbungen kann festgestellt werden, was auf Eisenionen innerhalb des Kristallgitters hinweist.

Quelle: Martin Walker über Wikimedia Commons

Aluminiumsulfat ist ein in Wasser sehr lösliches Salz, und in der Natur kommt es selten in seiner wasserfreien Form vor. Es wird üblicherweise in Form von Aluminiumsulfat-Octadecahydrat oder Hexadecahydrat hydratisiert.

Ebenso kann es mit Kalium und mit Ammonium, den als Alaune bekannten Verbindungen, Doppelsalze bilden. Zum Teil kann dies auf die Affinität von Wasser in Hydraten zurückzuführen sein, andere Ionen als Aluminium zurückzuhalten.

Aluminiumsulfat kann durch Einwirkung von Wasser in Aluminiumhydroxid und Schwefelsäure zerlegt werden. Diese Eigenschaft hat die Verwendung als Bodensäuerungsmittel ermöglicht.

Es ist auch eine giftige Verbindung, insbesondere bei Kontakt mit Staub. Es hat jedoch eine Vielzahl von Anwendungen und Anwendungen, die von der Wasserreinigung unter Verwendung der Koagulationsmethode über die Verwendung in verschiedenen Industrien bis zur Verwendung für therapeutische Zwecke reichen.

Struktur

Quelle: Gabriel Bolívar

Aluminiumsulfat hat ein Verhältnis von zwei Al ³⁺ -Kationen pro drei SO ₄ ² -Anionen (oberes Bild), was direkt in seiner chemischen Formel Al ₂ (SO ₄ ) _{3 zu sehen ist} .

Beachten Sie, dass Al ³⁺ eine graue Farbe haben, während SO ₄ ^2- gelb (aufgrund des Schwefelatoms) und rot (aufgrund der Sauerstoffatome) sind.

Die dargestellte Struktur entspricht der wasserfreien Form von Al ₂ (SO ₄ ) ₃ , da kein Wassermolekül mit den Ionen wechselwirkt. In seinen Hydraten kann Wasser jedoch durch Wasserstoffbrücken (HOH-O-SO ₃ ^2- ) von den positiven Zentren von Al ³⁺ oder von den negativen Tetraedern von SO ₄ ^2- angezogen werden .

Beispielsweise enthält Al ₂ (SO ₄ ) ₃ ∙ 18H ₂ O 18 Wassermoleküle in seiner festen Struktur. Einige von ihnen können in direktem Kontakt mit Al ³⁺ oder SO ₄ ^{2- stehen} . Mit anderen Worten: Aluminiumsulfat kann internes oder externes koordinierendes Wasser haben.

Ebenso kann seine Struktur andere Kationen wie Fe ³⁺ , Na ⁺ , K ⁺ usw. enthalten. Dafür ist jedoch das Vorhandensein von mehr SO ₄ ² -Anionen erforderlich . Für was? Neutralisierung des Anstiegs der positiven Ladungen aufgrund metallischer Verunreinigungen.

Aluminiumsulfat kann viele Strukturen aufweisen, obwohl seine Hydrate dazu neigen, das monokline Kristallsystem anzunehmen.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Aussehen

Es kommt als Feststoff mit glänzenden weißen Kristallen, Granulaten oder Pulver vor.

Molekulargewicht

342,31 g / mol (wasserfrei).

Geruch

Es ist geruchlos

Geschmack

Mäßig adstringierender süßer Geschmack.

Schmelzpunkt

Wasserfreie Form bei 770 ° C (Octadecahydratform bei 86,5 ° C)

Wasserlöslichkeit

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

Dichte

2,67 bis 2,71 g / cm ³ .

Löslichkeit

In Ethylalkohol schwer löslich.

Dampfdruck

Im Wesentlichen Null.

Stabilität

Stabil in der Luft.

Zersetzung

Beim Erhitzen um seinen Schmelzpunkt kann es sich zersetzen und insbesondere Schwefeloxid, ein giftiges Gas, emittieren.

Korrosivität

Aluminiumsulfatlösungen sind korrosiv gegenüber Aluminium. Auch die Verbindung kann Metalle in Gegenwart von Feuchtigkeit angreifen.

pKa

3.3 bis 3.6. In einer 5% igen wässrigen Lösung beträgt der pH-Wert 2,9 oder mehr.

Wofür ist es (verwendet)

Koagulation oder Flockung von Wasser

- Beim Mischen mit Wasser (Trinken, Servieren oder Abfall) erzeugt Aluminiumsulfat Aluminiumhydroxid, das mit den in Lösung befindlichen Verbindungen und Partikeln Komplexe bildet und deren Sedimentation beschleunigt, die ohne Behandlung mit Aluminiumsulfat erfolgt es würde lange dauern.

-Aluminiumsulfat wird auch zur Reinigung von Schwimmbadwasser verwendet, wodurch es attraktiver wird.

- Durch die Verwendung von Aluminiumsulfat wird ein Wasser ohne Trübung und Farbe erreicht, wodurch die Trinkbarkeit erhöht wird, indem die Reinigung des Wassers erleichtert wird. Leider kann diese Reinigungsmethode zu einer leicht erhöhten Aluminiumkonzentration im Wasser führen.

-Aluminium ist ein sehr giftiges Metall, das sich in Haut, Gehirn und Lunge ansammelt und schwerwiegende Störungen verursacht. Außerdem ist nicht bekannt, welche Funktion es bei Lebewesen erfüllt.

-Die Europäische Union verlangt, dass die maximal zulässige Grenze für Aluminium in Wasser 0,2 mg / l nicht überschreitet. In der Zwischenzeit verlangt die US-Umweltschutzbehörde, dass die Höchstgrenze der Wasserverschmutzung mit Aluminium 0,05 bis 0,2 mg / l nicht überschreitet.

-Die Behandlung von gebrauchtem oder Abwasser mit Aluminiumsulfat ermöglicht die wirtschaftliche Beseitigung oder Reduktion von Phosphor in diesen.

Verwendung als Tintenbeizmittel und bei der Papierherstellung

-Aluminiumsulfat wurde als Beizmittel für Farbstoffe oder Tinten verwendet, um die Fixierung auf dem zu färbenden Material zu unterstützen. Seine Fixierwirkung beruht auf Al (OH) ₃ , dessen gelatineartige Konsistenz mit der Adsorption von Farbstoffen an Textilien zusammenwirkt.

- Obwohl es seit ungefähr 2000 v. Chr. Für den beschriebenen Zweck verwendet wird, benötigen nur organische Farbstoffe Beizmittel. Synthetische Farbstoffe erfordern andererseits keine Beizmittel, um ihre Arbeit zu erledigen.

-Es wurde aus der Herstellung von Papier verdrängt, aber es wird immer noch bei der Herstellung von Papierzellstoff verwendet. Es entfernt seine Verunreinigungen und wurde auch verwendet, um Materialien zu binden, Ladungen zu neutralisieren und Kolophonium zu kalibrieren.

Industrielle Anwendungen

- Wird in der Bauindustrie verwendet, um das Abbinden von Beton zu beschleunigen. Zusätzlich wird es zur Abdichtung von Konstruktionen verwendet.

-In der Industrie für Seifen und Fette wird es zur Herstellung von Glycerin verwendet.

-Es wird in der Ölindustrie zur Herstellung von synthetischen Katalysatoren verwendet, die sie während ihres Betriebs verwenden.

-Es wird in der pharmazeutischen Industrie als Adstringens bei der Herstellung von Arzneimitteln und Kosmetika verwendet.

-Es beteiligt sich an der Entwicklung von Farbstoffen wie Karminrot. Es wird auch als Farbstoff bei der Herstellung von synthetischen Styrol-Butadien-Kautschuken verwendet.

-In der Zuckerindustrie wird es als Reiniger für Zuckerrohrmelasse verwendet.

-Es wird bei der Herstellung von Deodorants verwendet. Warum? Weil es eine Verengung der Kanäle der Schweißdrüsen verursacht und somit die Ansammlung von Schweiß begrenzt, ein notwendiges Medium für das Wachstum von Bakterien, die schlechten Geruch verursachen.

-Es wird beim Gerben von Leder verwendet, ein Verfahren, das für seine Verwendung erforderlich ist. Darüber hinaus wird es bei der Herstellung von Düngemitteln verwendet.

-Es wird als Zusatzstoff bei der Herstellung von Farben, Kleb- und Dichtstoffen sowie Reinigungs- und Möbelpflegeprodukten verwendet.

Medizinische und therapeutische Anwendungen

-Aluminiumsulfat ist ein Immunadjuvans. Daher erfüllt es die Funktion, Antigene so zu verarbeiten, dass sie, wenn sie an ihrem Wirkort freigesetzt werden, eine größere Produktion von Antikörpern gegen die beimpften Antigene produzieren.

-Freunds Adjuvans und BCG sowie andere Adjuvantien, einschließlich endogener wie Interleukine, sind nicht spezifisch für Antigene, was eine Vergrößerung des Radius der Immunwirkung ermöglicht. Dies hat die Entwicklung von Impfstoffen gegen zahlreiche Krankheiten ermöglicht.

-Die gerinnungsfördernde Wirkung von Aluminiumsulfat hat die Eliminierung zahlreicher Viren in behandeltem Wasser ermöglicht, unter anderem: Q beta, MS2, T4 und P1. Die Ergebnisse zeigen, dass die Behandlung von Wasser mit Aluminiumsulfat eine Inaktivierung solcher Viren bewirkt.

-Aluminiumsulfat wird in Form eines Stäbchens oder als Pulver zur Behandlung kleiner oberflächlicher Wunden oder Schürfwunden beim Rasieren verwendet.

-Es wird bei der Herstellung von Aluminiumacetat verwendet, einer Verbindung, die bei der Behandlung einiger Ohrenerkrankungen verwendet wird. Es wurde auch ohne nennenswerten Erfolg eingesetzt, um die Folgen von Feuerameisenstichen zu lindern.

-Aluminiumsulfatlösungen werden in einer Konzentration von 5% bis 10% bei der lokalen Behandlung von Geschwüren verwendet, die die Kontrolle ihrer Sekrete ermöglichen.

-Die adstringierende Wirkung von Aluminiumsulfat zieht die Oberflächenschichten der Haut zusammen, koaguliert Proteine ​​und heilt Wunden.

Andere Verwendungen

-Aluminiumsulfat hilft bei der Kontrolle des übermäßigen Algenwachstums in Teichen, Seen und Bächen. Es wird auch zur Beseitigung von Mollusken verwendet, unter anderem der spanischen Schnecke.

-Gärtner verwenden diese Verbindung, um alkalische Böden anzusäuern. In Kontakt mit ihrem Wasser zersetzt sich Aluminiumsulfat in Aluminiumhydroxid und verdünnte Schwefelsäure. Dann fällt das Aluminiumhydroxid aus und die Schwefelsäure bleibt in Lösung.

-Die Versauerung der Böden durch Schwefelsäure wird auf sehr kreative Weise sichtbar gemacht, da es eine Pflanze namens Hydrangea gibt, deren Blüten in Gegenwart eines sauren Bodens blau werden. Das heißt, sie sind empfindlich und reagieren auf Änderungen des pH-Werts.

-Aluminiumsulfat ist an der Herstellung eines Schaums zur Brandbekämpfung beteiligt. Wie? Reagiert mit Natriumbicarbonat unter Freisetzung von CO ₂ . Dieses Gas blockiert den O ₂ -Zugang zur Brennstelle des Materials. und folglich der Waffenstillstand, der sich entwickelte.

Aluminiumsulfatproduktion

Aluminiumsulfat wird synthetisiert, indem eine aluminiumreiche Verbindung wie das Mineral Bauxit mit Schwefelsäure bei erhöhten Temperaturen umgesetzt wird. Die folgende chemische Gleichung repräsentiert die Reaktion:

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

Aluminiumsulfat kann auch durch eine Neutralisationsreaktion zwischen Aluminiumhydroxid und Schwefelsäure gemäß der folgenden Reaktion gebildet werden:

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

Schwefelsäure reagiert mit Aluminium unter Bildung von Ammoniumsulfat und setzt Wasserstoffmoleküle als Gas frei. Die Reaktion ist wie folgt umrissen:

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

Typen

Aluminiumsulfat wird in zwei Typen eingeteilt: Typ A und Typ B. Bei Aluminiumsulfat vom Typ A sind die Feststoffe weiß und haben eine Eisenkonzentration von weniger als 0,5%.

In Aluminiumsulfat vom Typ B sind die Feststoffe braun gefärbt und haben eine Eisenkonzentration von weniger als 1,5%.

Es gibt Industrien, die Aluminiumsulfat herstellen und unterschiedliche Kriterien für ihre Klassifizierung haben. Daher meldet eine Industrie für die Herstellung von Aluminiumsulfat vom Typ A eine maximale Konzentration von 0,1% Eisen als Eisenoxid. Während sie für Typ B eine maximale Eisenkonzentration von 0,35% angeben.

Toxizität

-Aluminiumsulfat ist eine Verbindung, die ihre toxische Wirkung durch Kontakt mit ihrem Staub ausübt und so Hautreizungen und bei häufigem Kontakt Dermatitis verursacht.

-Es verursacht starke Reizungen der Augen, sogar dauerhafte Verletzungen.

- Das Einatmen führt zu Reizungen der Nase und des Rachens, die zu Husten und Heiserkeit führen können.

-Ihre Einnahme verursacht Magenreizungen, Übelkeit und Erbrechen.

-Es gibt toxische Wirkungen, die, obwohl sie nicht direkt auf Aluminiumsulfat zurückzuführen sind, indirekt auf dessen Verwendung zurückzuführen sind. Dies ist der Fall bei bestimmten toxischen Wirkungen von Aluminium, die durch die Verwendung von Aluminiumsulfat bei der Reinigung von Wasser verursacht werden.

-Patienten, die unter Verwendung von in gereinigtem Wasser unter Verwendung von Aluminiumsulfat hergestellten Salzen chronisch dialysiert werden, leiden unter sehr schweren Gesundheitsstörungen. Diese Störungen umfassen Anämie, Dialyse-Demenz und eine Zunahme von Knochenerkrankungen.

Verweise

1. Wikipedia. (2018). Aluminiumsulfat. Entnommen aus: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial. Aluminiumsulfatlösung Typ A und B. Entnommen aus: aris.com.pe
3. Christopher Boyd. (9. Juni 2014). Top industrielle Anwendungen für Aluminiumsulfat. Entnommen aus: chemservice.com
4. PubChem. (2018). Aluminiumsulfat wasserfrei. Entnommen aus: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Andesia Chemicals. (20. August 2009). Sicherheitsblatt für Aluminiumsulfat. . Entnommen aus: andesia.com
6. Chemisches Buch. (2017). Aluminiumsulfat. Entnommen aus: Chemicalbook.com