stringtranslate.com

Алюминат натрия

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]

Состав

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]

Производство

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.

Реакция алюминия и щелочи

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:

2Al + 2NaOH + 2H 2 O → 2NaAlO 2 + 3H 2

Однако вещества, полученные в растворе, вероятно, будут содержать ион [Al(OH) 4 ] - или, возможно, ион [Al(H 2 O) 2 (OH) 4 ] - . [7]

Использование

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]

Рекомендации

  1. ^ Кадук, Джеймс А.; Пей, Шию (1995). «Кристаллическая структура гидратированного алюмината натрия NaAlO 2 •5/4H 2 O и продукта его дегидратации». Журнал химии твердого тела . 115 (1): 126–139. дои : 10.1006/jssc.1995.1111.
  2. ^ Индекс Merck. 10-е изд. Рэуэй, Нью-Джерси: Merck Co., Inc., 1983., стр. 1229
  3. ^ «Алюминий». chemguide.co.uk .
  4. ^ «Идентификация и характеристика трех новых соединений в системе натрий-алюминий-кислород», Мартен Г. Баркер, Пол Г. Гэдд и Майкл Дж. Бегли, J. Chem. Соц. , Dalton Trans., 1984, 1139–1146, doi : 10.1039/DT9840001139.
  5. ^ Эгон Виберг, Арнольд Фредерик Холлеман (2001) Неорганическая химия , Elsevier ISBN 0-12-352651-5 
  6. ^ «Кристаллическая структура гидратированного алюмината натрия, NaAlO 2 ·5/4H 2 O, и продукта его дегидратации», Джеймс А. Кадук, Шию Пей, Журнал химии твердого тела , 115, 1, 1995, 126–139, doi :10.1006/jssc.1995.1111
  7. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  8. ^ Ланкапати, Хенилкумар М.; Латия, Дхармеш Р.; Чоудхари, Лалита; Далай, Аджай К.; Махерия, Калпана К. (2020). «Цеолит типа морденита из зольной пыли отходов угля: синтез, характеристика и его применение в качестве сорбента для удаления ионов металлов». ХимияВыбрать . 5 (3): 1193–1198. дои : 10.1002/slct.201903715. S2CID  213214375.
  9. ^ Алан Дайер, (1994), Энциклопедия неорганической химии , Р. Брюс Кинг (редактор), John Wiley & Sons, ISBN 0-471-93620-0 

Смотрите также