Алюминат натрия — это неорганическое химическое вещество, которое используется в качестве эффективного источника гидроксида алюминия для многих промышленных и технических применений. Чистый алюминат натрия ( безводный ) представляет собой белое кристаллическое твердое вещество, имеющее различные формулы: NaAlO 2 , NaAl(OH) 4 ( гидратированный ), [3] Na 2 O·Al 2 O 3 или Na 2 Al 2 O 4 . Коммерческий алюминат натрия доступен в виде раствора или твердого вещества.
Другими родственными соединениями, иногда называемыми алюминатом натрия, полученными реакцией Na 2 O и Al 2 O 3 , являются Na 5 AlO 4 , который содержит дискретные анионы AlO 4 5- , Na7Al3O8 и Na 17 Al 5 O 16 , которые содержат сложные полимерные анионы, и NaAl 11 O 17 , который когда-то ошибочно считали β-оксидом алюминия, фазой оксида алюминия . [4] [5]
Безводный алюминат натрия NaAlO 2 содержит трехмерный каркас из тетраэдров AlO 4 , соединенных углами . Гидратированная форма NaAlO 2 ·5/4H 2 O имеет слои тетраэдров AlO 4 , соединенных в кольца, и эти слои удерживаются вместе ионами натрия и молекулами воды, которые образуют водородные связи с атомами O в тетраэдрах AlO 4 . [6]
Алюминат натрия получают растворением гидроксида алюминия (Al(OH) 3 ) в растворе каустической соды (NaOH). Гидроксид алюминия ( гиббсит ) можно растворить в 20–25% водном растворе NaOH при температуре, близкой к температуре кипения. Использование более концентрированных растворов NaOH приводит к получению полутвердого продукта. Процесс необходимо проводить в нагреваемых паром сосудах из никеля или стали , а гидроксид алюминия кипятить примерно с 50%-ным водным раствором едкого натра до образования пульпы. Готовую смесь необходимо вылить в резервуар и остудить; затем образуется твердая масса, содержащая около 70% NaAlO 2 . После измельчения этот продукт обезвоживают во вращающейся печи. Полученный продукт содержит 90% NaAlO 2 и 1% воды, а также 1% свободного NaOH.
Алюминат натрия также образуется при действии гидроксида натрия на элементарный алюминий, который является амфотерным металлом. После установления реакция становится сильно экзотермической и сопровождается быстрым выделением газообразного водорода. Реакцию иногда записывают так:
Однако вещества, полученные в растворе, вероятно, будут содержать ион [Al(OH) 4 ] - или, возможно, ион [Al(H 2 O) 2 (OH) 4 ] - . [7]
При очистке воды он используется в качестве дополнения к системам умягчения воды, в качестве коагулянта для улучшения флокуляции , а также для удаления растворенного кремнезема и фосфатов .
В строительной технологии алюминат натрия применяют для ускорения затвердевания бетона , главным образом при работах в морозы.
Алюминат натрия также используется в бумажной промышленности , для производства огнеупорного кирпича , производства глинозема и т.д.
Растворы алюмината натрия являются полупродуктами в производстве цеолитов . [8] [9]