SÍRAN HLINITÝ (AL2 (SO4) 3): ŠTRUKTÚRA, POUŽITIE, TOXICITA - CHÉMIA - 2026

Síran hlinitý je anorganická soľ hliníka všeobecného vzorca A A ₂ (SO ₄ ) _3, zvyčajne videný ako lesklej bielej pevnej kryštály. Farba zlúčeniny bude ovplyvnená koncentráciou železa a inými nečistotami. Existujú dva hlavné typy síranu hlinitého: A a B.

Spodný obrázok ukazuje biele kryštály hydratovaného síranu hlinitého. Je možné pozorovať neprítomnosť hnedých zafarbení, čo poukazuje na ióny železa v kryštálovej mriežke.

Zdroj: Martin Walker prostredníctvom Wikimedia Commons

Síran hlinitý je veľmi dobre rozpustná soľ vo vode a v prírode je zriedkavé nájsť ju v bezvodej forme. Zvyčajne sa hydratuje vo forme oktadekahydrátu síranu hlinitého alebo hexadekahydrátu.

Rovnako môže tvoriť dvojité soli s draslíkom a amoniakom, zlúčeniny známe ako kamenec. Čiastočne to môže byť spôsobené afinitou vody k hydrátom na zadržanie iónov iných ako hliník.

Síran hlinitý sa môže rozkladať pôsobením vody na hydroxid hlinitý a kyselinu sírovú. Táto vlastnosť umožnila jeho použitie ako okysľovača pôdy.

Je to tiež toxická zlúčenina, najmä keď je v kontakte s prachom. Má však nekonečné množstvo použití a aplikácií, od čistenia vody koagulačnou metódou, cez jej použitie v rôznych odvetviach až po použitie na terapeutické účely.

štruktúra

Zdroj: Gabriel Bolívar

Síranu hlinitého má pomer dvoch Al ³⁺ katiónov na každé tri SO ₄ ^2- anióny (horný obrázok), ktorá môže byť v pohľade na jeho chemickom vzorci Al ₂ (SO ₄ ) ₃ .

Všimnite si, že Al ³⁺ sú sivastý vo farbe, zatiaľ čo SO ₄ ^2- žltej (vzhľadom k atómu síry) a červená (vzhľadom k atómom kyslíka).

Znázornená štruktúra zodpovedá bezvodej forme AI ₂ (SO ₄ ) ₃ , pretože žiadny vodné molekuly interaguje s iónmi. V jeho hydrátov, však, môže byť voda priťahujú pozitívne centier Al ³⁺ , alebo negatívnym tetraéderov SO ₄ ^2- prostredníctvom vodíkových väzieb (HOH- O-SO ₃ ² ).

Al ₂ (SO ₄ ) ₃ ∙ 18H ₂ O, napríklad, obsahuje 18 molekúl vody v pevnej štruktúre. Niektoré z nich môžu byť v priamom kontakte s Al ³⁺ alebo SO ₄ ^2- . Inými slovami: síran hlinitý môže mať vnútornú alebo vonkajšiu koordinačnú vodu.

Podobne, jeho štruktúra môže hostiť ďalšie katióny ako Fe ³⁺ , Na ⁺ , K ⁺ atď. Ale pre to, že prítomnosť viac SO ₄ ^2- aniónov treba . Prečo? Neutralizovať nárast kladných nábojov v dôsledku kovových nečistôt.

Síran hlinitý môže mať veľa štruktúr, aj keď jeho hydráty majú tendenciu adoptovať monoklinický kryštalický systém.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

vzhľad

Vyskytuje sa ako pevná látka so žiarivými bielymi kryštálmi, granulami alebo práškom.

Molekulová hmotnosť

342,31 g / mol (bezvodý).

vône

Je bez zápachu

príchuť

Stredne svieže sladká chuť.

Bod topenia

770 ° C, bezvodá forma (86,5 ° C, oktadekahydrát)

Rozpustnosť vo vode

31,2 g / 100 ml pri 0 ° C; 36,4 g / 100 ml pri 20 ° C a 89 g / 100 ml pri 100 ° C

Hustota

2,67 až 2,71 g / cm ³ .

rozpustnosť

Mierne rozpustný v etylalkohole.

Tlak vodnej pary

V podstate nula.

stabilita

Stabilný vo vzduchu.

rozklad

Pri zahrievaní sa môže okolo bodu topenia rozkladať a uvoľňovať najmä oxid siričitý, toxický plyn.

korózie

Roztoky síranu hlinitého sú korozívne pre hliník. Zlúčenina tiež môže korodovať kovy v prítomnosti vlhkosti.

pKa

3,3 až 3,6. A jeho pH je 2,9 alebo viac v 5% vodnom roztoku.

Na čo je (použitie)

Koagulácia alebo flokulácia vody

- Keď je síran hlinitý zmiešaný s vodou (pitím, podávaním alebo odpadom), vytvára hydroxid hlinitý, ktorý tvorí komplexy so zlúčeninami a časticami v roztoku, čím sa urýchľuje ich sedimentácia, ktorá pri absencii úpravy síranom hlinitým trvalo by to dlho.

- Síran hlinitý sa používa aj na čistenie vody v bazénoch, vďaka čomu je použitie atraktívnejšie.

- Aj napriek použitiu síranu hlinitého sa dosiahne voda bez zákalu a zafarbenia, čím sa zvýši jej potencia uľahčením čistenia vody. Tento spôsob čistenia môže bohužiaľ viesť k mierne zvýšenej koncentrácii hliníka vo vode.

- Hliník je veľmi toxický kov, ktorý sa hromadí v pokožke, mozgu a pľúcach a spôsobuje vážne poruchy. Okrem toho nie je známe, akú funkciu plní v živých bytostiach.

- Európska únia vyžaduje, aby maximálny povolený limit hliníka vo vode neprekročil 0,2 mg / l. Medzitým americká agentúra pre životné prostredie (Enviromental Protection Agency) požaduje, aby maximálny limit kontaminácie vodou hliníkom neprekročil 0,05-0,2 mg / l.

- Úprava použitej alebo odpadovej vody pomocou síranu hlinitého umožňuje ekonomickú elimináciu alebo zníženie obsahu fosforu v nich.

Používa sa ako moridlo na atrament a pri výrobe papiera

-Síran hlinitý sa používa ako moridlo farbív alebo tlačiarenských farieb, ktoré pomáha fixovať materiál, ktorý sa má zafarbiť. Jeho fixačný účinok je spôsobený Al (OH) ₃ , ktorého želatínová konzistencia spolupracuje s adsorpciou farbív na textílie.

- Aj keď sa na opísaný účel používa približne od roku 2000 pred Kr., Moridlá si vyžadujú iba organické farbivá. Na druhej strane syntetické farbivá nevyžadujú pri svojej práci moridlá.

- Vyradil sa z výroby papiera, ale stále sa používa pri výrobe papierovej buničiny. Odstraňuje nečistoty a tiež sa používa na viazanie materiálov, neutralizáciu nábojov a kalibráciu kolofónie.

Priemyselné použitie

-Používa sa v stavebníctve na urýchlenie tuhnutia betónu. Ďalej sa používa pri hydroizolácii stavieb.

- V priemysle mydiel a tukov sa používa pri výrobe glycerínu.

- Používa sa v ropnom priemysle na výrobu syntetických katalyzátorov, ktoré používajú pri svojej činnosti.

-Používa sa vo farmaceutickom priemysle ako adstringent pri príprave liekov a kozmetiky.

- Zúčastňuje sa na spracovávaní farbív, ako je napríklad karmín. Používa sa tiež ako farbivo pri výrobe syntetických kaučukov styrén butadiénu.

- V priemysle výroby cukru sa používa ako čistička melasy z cukrovej trstiny.

- Používa sa pri výrobe dezodorantov. Prečo? Pretože spôsobuje zúženie kanálikov potných žliaz, čím obmedzuje hromadenie potu, je nevyhnutným médiom pre rast baktérií spôsobujúcich zápach.

- Používa sa na činenie kože, čo je proces nevyhnutný na jeho použitie. Okrem toho sa používa pri výrobe hnojív.

- Používa sa ako prísada pri príprave farieb, lepidiel a tesniacich materiálov, ako aj čistiacich prostriedkov a výrobkov na starostlivosť o nábytok.

Liečebné a terapeutické použitie

- síran hlinitý je imunitný adjuvant. Preto plní funkciu spracovania antigénov takým spôsobom, že keď sa uvoľnia v mieste svojho pôsobenia, produkujú väčšiu produkciu protilátok proti naočkovaným antigénom.

-Fundundovo adjuvans a BCG, ako aj ďalšie adjuvans, vrátane endogénnych, ako sú interleukíny, sú nešpecifické pre antigény, čo umožňuje zvýšenie okruhu imunitného účinku. To umožnilo vývoj vakcín proti mnohým chorobám.

- Koagulačný účinok síranu hlinitého umožnil elimináciu mnohých vírusov v upravenej vode, okrem iného: Q beta, MS2, T4 a P1. Výsledky naznačujú, že ošetrenie vodou síranom hlinitým vedie k inaktivácii takýchto vírusov.

- Síran hlinitý sa používa vo forme tyčinky alebo ako prášok na ošetrenie malých povrchových rán alebo odrenín vznikajúcich pri holení.

- Používa sa pri výrobe octanu hlinitého, zlúčeniny používanej pri liečbe niektorých ušných stavov. Používa sa tiež bez výrazného úspechu na zmiernenie následkov žihľaviek.

- Roztoky síranu hlinitého sa používajú v koncentrácii 5 až 10% na lokálne ošetrenie vredov, ktoré umožňujú kontrolu ich sekrécie.

- Astrálny účinok síranu hlinitého sťahuje povrchové vrstvy pokožky, zráža bielkoviny a hojivé rany.

Iné použitia

- Síran hlinitý pomáha pri kontrole nadmerného rastu rias v rybníkoch, jazerách a potokoch. Používa sa tiež pri odstraňovaní mäkkýšov, okrem iného v španielskych slimákoch.

-Záhradníci aplikujú túto zlúčeninu na okyslenie zásaditých pôd. Pri styku s vodou sa síran hlinitý rozkladá na hydroxid hlinitý a zriedenú kyselinu sírovú. Potom sa hydroxid hlinitý zráža a kyselina sírová zostáva v roztoku.

- Okyslenie pôd v dôsledku kyseliny sírovej je vizualizované veľmi kreatívnym spôsobom v dôsledku existencie rastliny zvanej Hydrangea, ktorej kvety sfarbujú modré v prítomnosti kyslej pôdy; to znamená, že sú citlivé a reagujú na zmeny pH.

- Síran hlinitý sa podieľa na výrobe peny na potlačenie a kontrolu ohňa. Ako? Reaguje s roztokom hydrogenuhličitanu sodného, uvoľňovanie CO ₂ . Tento plyn blokuje O ₂ prístup k horiacej miesta vlastnostiam materiálov; a následne sa vyvíjalo prímerie.

Výroba síranu hlinitého

Síran hlinitý sa syntetizuje reakciou zlúčeniny bohatej na hliník, ako je minerálny bauxit, s kyselinou sírovou pri zvýšených teplotách. Nasledujúca chemická rovnica predstavuje reakciu:

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

Síran hlinitý sa môže vytvoriť tiež neutralizačnou reakciou medzi hydroxidom hlinitým a kyselinou sírovou podľa nasledujúcej reakcie:

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

Kyselina sírová reaguje s hliníkom za vzniku síranu amónneho a uvoľňuje molekuly vodíka ako plyn. Reakcia je naznačená nasledovne:

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

druhy

Síran hlinitý sa delí na dva typy: typ A a typ B. V prípade síranu hlinitého typu A sú tuhé látky bielej farby a majú koncentráciu železa menšiu ako 0,5%.

V síranu hlinitom typu B sú pevné látky hnedej farby a majú koncentráciu železa menšiu ako 1,5%.

Existujú priemyselné odvetvia vyrábajúce síran hlinitý, ktoré majú rôzne kritériá na jeho klasifikáciu. Priemysel teda uvádza pri príprave síranu hlinitého typu A maximálnu koncentráciu 0,1% železa ako oxidu železitého. Zatiaľ čo pre typ B označujú maximálnu koncentráciu železa 0,35%.

toxicita

- Síran hlinitý je zlúčenina, ktorá pôsobí toxicky pri kontakte s prachom, čo spôsobuje podráždenie pokožky av prípade častého kontaktu dermatitídu.

- Spôsobuje silné podráždenie očí, dokonca spôsobuje trvalé zranenia.

-Vdýchnutie spôsobuje podráždenie nosa a hrdla, ktoré môže spôsobiť kašeľ a chrapot.

- Požitie spôsobuje podráždenie žalúdka, nevoľnosť a zvracanie.

- Existujú toxické účinky, ktoré síce nie sú priamo spôsobené síranom hlinitým, ale nepriamo sú dôsledkom jeho použitia. Toto je prípad určitých toxických účinkov hliníka, ktoré sú spôsobené použitím síranu hlinitého pri čistení vody.

- U pacientov, ktorí sú chronicky dialyzovaní pomocou solí pripravených v prečistenej vode, s použitím síranu hlinitého, sa vyskytujú veľmi závažné zdravotné poruchy. Tieto poruchy zahŕňajú anémiu, dialýzu a zvýšenie kostného ochorenia.

Referencie

1. Wikipedia. (2018). Síran hlinitý. Prevzaté z: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial. Roztok síranu hlinitého typu A a B. Odobraté z: aris.com.pe
3. Christopher Boyd. (9. júna 2014). Špičkové priemyselné použitia síranu hlinitého. Prevzaté z: chemservice.com
4. PubChem. (2018). Síran hlinitý bezvodý. Prevzaté z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Andesia Chemicals. (20. augusta 2009). Karta bezpečnostných údajov pre síran hlinitý. , Prevzaté z: andesia.com
6. Chemická kniha. (2017). Síran hlinitý. Prevzaté z: chemicalbook.com