Aluminato de sodio

aluminato de sodio es una sustancia química inorgánica que se utiliza como fuente eficaz de hidróxido de aluminio para muchas aplicaciones industriales y técnicas. El aluminato de sodio puro (anhidro) es un sólido cristalino blanco que tiene una fórmula dada como NaAlO₂, NaAl(OH)₄ (hidratado), Na₂ sub>O·Al₂O₃, o Na₂Al₂O₄. El aluminato de sodio comercial está disponible como solución o sólido.
Otros compuestos relacionados, a veces llamados aluminato de sodio, preparados mediante la reacción de Na2O y Al2O3 son Na₅AlO₄, que contiene AlO₄ ^{discreto. Aniones 5−}, Na7Al3O8 y Na₁₇Al₅O₁₆ que contienen aniones poliméricos complejos, y NaAl₁₁O₁₇, que alguna vez se creyó erróneamente que era β-alúmina, una fase del óxido de aluminio.

Estructura

El aluminato de sodio anhidro, NaAlO₂, contiene una estructura tridimensional de tetraedros de AlO₄ unidos en las esquinas. La forma hidratada NaAlO₂·5/4H₂O tiene capas de tetraedros de AlO₄ unidos en anillos y las capas se mantienen unidas mediante iones de sodio. y moléculas de agua que forman enlaces de hidrógeno con átomos de O en los tetraedros de AlO₄.

Fabricación

El aluminato de sodio se fabrica mediante la disolución de hidróxido de aluminio (Al(OH)₃) en una solución de soda cáustica (NaOH). El hidróxido de aluminio (gibbsita) se puede disolver en una solución acuosa de NaOH al 20-25% a una temperatura cercana al punto de ebullición. El uso de soluciones de NaOH más concentradas conduce a un producto semisólido. El proceso debe realizarse en recipientes de níquel o acero calentados con vapor, y el hidróxido de aluminio debe hervirse con aproximadamente un 50% de sosa cáustica acuosa hasta que se forme una pulpa. La mezcla final debe verterse en un tanque y enfriarse; Se forma entonces una masa sólida que contiene aproximadamente un 70% de NaAlO₂. Este producto, luego de ser triturado, se deshidrata en horno rotatorio. El producto resultante contiene un 90% de NaAlO₂ y un 1% de agua, junto con un 1% de NaOH libre.

Reacción del aluminio metal y el álcali

El aluminato de sodio también se forma por la acción del hidróxido de sodio sobre el aluminio elemental, que es un metal anfótero. La reacción es muy exotérmica una vez establecida y va acompañada de un rápido desprendimiento de gas hidrógeno. La reacción a veces se escribe como:

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

Sin embargo, es probable que las especies producidas en solución contengan el ion [Al(OH)₄]^- o quizás el ion [Al(H₂O)₂(OH)₄]⁻ ion.

Usos

En el tratamiento de agua se utiliza como complemento de los sistemas de ablandamiento de agua, como ayuda coagulante para mejorar la floculación y para eliminar sílice y fosfatos disueltos.

En la tecnología de la construcción, el aluminato de sodio se utiliza para acelerar la solidificación del hormigón, principalmente cuando se trabaja durante las heladas.

El aluminato de sodio también se utiliza en la industria del papel, para la producción de ladrillos refractarios, producción de alúmina, etc.

Las soluciones de aluminato de sodio son intermediarios en la producción de zeolitas.