Aluminiumsulfat (Al2 (SO4) 3) Struktur, Verwendung, Toxizität

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Alexander Pearson
Aluminiumsulfat (Al2 (SO4) 3) Struktur, Verwendung, Toxizität

Das Aluminiumsulfat ist ein anorganisches Aluminiumsalz der Formel Alzwei(SW4)3,  welches normalerweise als weißer Feststoff mit glänzenden Kristallen erscheint. 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 hydratisiert [Alzwei(SW4)3.18HzweiO] oder Hexadecahydrat [Alzwei(SW4)3.16HzweiODER].

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..

Artikelverzeichnis

  • 1 Struktur
  • 2 Wofür ist es (verwendet)
    • 2.1 Koagulation oder Flockung von Wasser
    • 2.2 Verwendung als Tintenbeizmittel und bei der Papierherstellung
    • 2.3 Industrielle Anwendungen
    • 2.4 Medizinische und therapeutische Anwendungen
    • 2.5 Andere Verwendungen
  • 3 Herstellung von Aluminiumsulfat
  • 4 Typen
  • 5 Toxizität
  • 6 Referenzen

Struktur

Quelle: Gabriel Bolívar

Aluminiumsulfat hat ein Verhältnis von zwei Kationen Al3+ für jeweils drei SO-Anionen4zwei- (oberes Bild), das direkt in seiner chemischen Formel Al zu sehen istzwei(SW4)3.

Beachten Sie, dass die Al3+ sind grau gefärbt, während die SO4zwei- Sie sind gelb (für das Schwefelatom) und rot (für die Sauerstoffatome)..

Die dargestellte Struktur entspricht der wasserfreien Form von Alzwei(SW4)3, da kein Wassermolekül mit Ionen interagiert. In seinen Hydraten kann Wasser jedoch von den positiven Zentren von Al angezogen werden3+, oder durch die negativen Tetraeder von SO4zwei- durch Wasserstoffbrückenbindung (HOH-O-SO3zwei-).

Der Alzwei(SW4)3H 18HzweiOder es enthält beispielsweise 18 Wassermoleküle in seiner festen Struktur. Einige von ihnen stehen möglicherweise in direktem Kontakt mit dem Al3+ oder mit dem SO4zwei-. Mit anderen Worten: Aluminiumsulfat kann internes oder externes koordinierendes Wasser haben.

Ebenso kann seine Struktur andere Kationen wie Fe aufnehmen3+, N / A+, K.+, usw. Dafür ist jedoch das Vorhandensein von mehr SO-Anionen erforderlich4zwei-. So dass? 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

Erscheint als Feststoff mit glänzenden weißen Kristallen, Granulat oder Pulver.

Molekulargewicht

342,31 g / mol (wasserfrei).

Geruch

Es ist geruchlos

Geschmack

Mild 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 / cm3.

Löslichkeit

In Ethylalkohol schwer löslich.

Dampfdruck

Im Wesentlichen Null.

Stabilität

Stabil in der Luft.

Zersetzung

Wenn es ungefähr bis zu seinem Schmelzpunkt erhitzt wird, kann es sich zersetzen und insbesondere Schwefeloxid, ein giftiges Gas, emittieren..

Korrosivität

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

pKa

3.3 bis 3.6. Und sein pH-Wert beträgt 2,9 oder mehr in einer 5% igen wässrigen Lösung.

Wofür ist es (verwendet)

Koagulation oder Flockung von Wasser

-Beim Mischen mit Wasser (trinkbar, serviert oder Abfall) erzeugt Aluminiumsulfat Aluminiumhydroxid, das mit den Verbindungen und Partikeln in Lösung Komplexe bildet und deren Sedimentation beschleunigt, was ohne Behandlung mit Aluminiumsulfat lange dauern würde.

-Aluminiumsulfat wird auch zur Reinigung von Schwimmbadwasser verwendet, wodurch die Verwendung 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 maximale Grenze der Kontamination von Wasser mit Aluminium 0,05 bis 0,2 mg / l nicht überschreitet.

-Die Behandlung von Abwasser 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 in Farbstoffen oder Tinten verwendet, um die Fixierung auf dem zu färbenden Material zu unterstützen. Seine Fixierwirkung beruht auf Al (OH)3, deren gallertartige Konsistenz mit der Adsorption von Farbstoffen an Textilien zusammenwirkt.

-Obwohl es seit ungefähr 2.000 v. Chr. Für den beschriebenen Zweck verwendet wird, benötigen nur organische Farbstoffe Beizmittel. Synthetische Farbstoffe benötigen dagegen keine Beizmittel, um ihre Funktion zu erfüllen..

-Es wurde aus der Herstellung von Papier verdrängt, wird aber 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

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

-In der Seifen- und Fettindustrie 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 zur Herstellung von Deodorants verwendet. Warum? Weil es eine Verengung der Schweißdrüsengänge verursacht und somit die Ansammlung von Schweiß begrenzt, ein notwendiges Medium für das Wachstum geruchsverursachender Bakterien.

-Es wird zum 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 Additiv bei der Herstellung von Farben, Kleb- und Dichtstoffen sowie bei Reinigungs- und Möbelpflegeprodukten eingesetzt.

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 Adjuvantien 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 Stiftform oder als Pulver zur Behandlung kleiner oberflächlicher Wunden oder durch Rasur entstehender Schürfwunden 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 oberflächlichen Hautschichten 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 Weichtieren verwendet, unter anderem der spanischen Schnecke.

-Gärtner wenden diese Verbindung an, 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 Hortensie 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 und -kontrolle beteiligt. Wie? Reagiert mit Natriumbicarbonat und setzt CO freizwei. Dieses Gas blockiert den Zugang zum O.zwei an den Ort der Verbrennung des Materials; und folglich der Waffenstillstand, der sich abspielte.

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:

ZumzweiODER3      +     H.zweiSW4  -> Alzwei(SW4)3       +        3 H.zweiODER

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

2 Al (OH)3           +            3 H.zweiSW4           +            12 hzweiO -> Alzwei(SW4)3.18HzweiODER

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

2 Al + 3 H.zweiSW4 -> Alzwei(SW4)3        +            3 H.zwei

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, die 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..

-In den Augen verursacht es starke Reizungen und sogar bleibende Verletzungen.

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

-Seine Einnahme verursacht Magenreizungen, Übelkeit und Erbrechen.

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

-Bei Patienten, die unter Verwendung von in gereinigtem Wasser unter Verwendung von Aluminiumsulfat hergestellten Salzen chronisch dialysiert werden, treten sehr schwere Gesundheitsstörungen auf. Unter diesen Erkrankungen haben wir 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. [PDF]. Entnommen aus: andesia.com
  6. Chemisches Buch. (2017). Aluminiumsulfat. Entnommen aus: Chemicalbook.com

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