Sulfato de aluminio
sulfato de aluminio es una sal de fórmula Al2(SO4)3. Es soluble en agua y se utiliza principalmente como agente coagulante (que favorece la colisión de partículas mediante carga neutralizante) en la depuración de agua potable y plantas de tratamiento de aguas residuales, y también en la fabricación de papel.
La forma anhidra se produce naturalmente como un mineral poco común, la milosevichita, que se encuentra, por ejemplo, en ambientes volcánicos y en vertederos de desechos de minas de carbón en llamas. El sulfato de aluminio rara vez se encuentra como sal anhidra. Forma varios hidratos diferentes, de los cuales el hexadecahidrato Al2(SO4)3·16H2 O y octadecahidrato Al2(SO4)3·18H2O son los más comunes. El heptadecahidrato, cuya fórmula se puede escribir como [Al(H2O)6]2(SO4 )3·5H2O, se produce naturalmente como alunógeno mineral.
El sulfato de aluminio a veces se denomina alumbre o alumbre de fabricación de papel en determinadas industrias. Sin embargo, el nombre "alum" se usa más común y adecuadamente para cualquier sal de sulfato doble con la fórmula genérica XAl(SO
4)
2·12H
2O, donde X es un catión monovalente como potasio o amonio.
Producción
En el laboratorio
El sulfato de aluminio se puede obtener añadiendo hidróxido de aluminio, Al(OH)3, a ácido sulfúrico, H2SO4:
- 2 Al (OH)3 + 3 H2Así que...4 → Al2(SO4)3 + 6 H2O
o calentando aluminio metálico en una solución de ácido sulfúrico:
- 2 Al + 3 H2Así que...4 → Al2(SO4)3 + 3 H2↑
De los esquistos de alumnado
Los esquistos de alumnos empleados en la fabricación de sulfato de aluminio son mezclas de pirita de hierro, silicato de aluminio y varias sustancias bituminales, y se encuentran en la parte superior de Bavaria, Bohemia, Bélgica y Escocia. Estos están asados o expuestos a la acción de meteorización del aire. En el proceso de tostado, se forma el ácido sulfúrico y actúa sobre la arcilla para formar sulfato de aluminio, se produce una condición similar de los asuntos durante la meteorización. La masa ahora se extrae sistemáticamente con agua, y se prepara una solución de sulfato de aluminio de gravedad específica 1.16. Esta solución puede soportar por algún tiempo (para que cualquier sulfato de calcio y sulfato básico de hierro (III) puedan separarse), y luego se evapora hasta que el sulfato de hierro (II) cristaliza al enfriamiento; Luego se extrae y se evapora hasta que alcanza una gravedad específica de 1.40. Ahora se le permite reposar por algún tiempo y decantado de cualquier sedimento.
De arcillas o bauxita
En la preparación de sulfato de aluminio a partir de arcillas o de bauxita, el material se calcina suavemente, luego se mezcla con ácido sulfúrico y agua y se calienta gradualmente hasta ebullición; si se utiliza ácido concentrado, generalmente no se requiere calor externo ya que la formación de sulfato de aluminio es exotérmica. Se deja reposar durante algún tiempo y se retira la solución transparente.
De criolita
Cuando se utiliza criolita como mineral, se mezcla con carbonato de calcio y se calienta. De este modo se forma aluminato de sodio; luego se extrae con agua y se precipita con bicarbonato de sodio o haciendo pasar una corriente de dióxido de carbono a través de la solución. A continuación se disuelve el precipitado en ácido sulfúrico.
Usos
El sulfato de aluminio se utiliza a veces en la industria alimentaria humana como agente reafirmante, donde adquiere el número E E520, y en la alimentación animal como bactericida. En Estados Unidos, la FDA lo cataloga como medicamento "generalmente reconocido como seguro" sin límite de concentración. El sulfato de aluminio se puede utilizar como desodorante, astringente o como astringente para heridas superficiales por afeitado. El sulfato de aluminio se utiliza como mordiente para teñir y estampar textiles.
Es un adyuvante de vacuna común y funciona " al facilitar la lenta liberación de antígeno del depósito de vacuna formado en el sitio de inoculación. "
El sulfato de aluminio se usa en la purificación del agua y para la eliminación de fósforo químico de las aguas residuales. Hace que las impurezas suspendidas se coagulen en partículas más grandes y luego se asienten en el fondo del contenedor (o se filtren) más fácilmente. Este proceso se llama coagulación o floculación. La investigación sugiere que en Australia, el sulfato de aluminio utilizado de esta manera en el tratamiento del agua potable es la principal fuente de gas sulfuro de hidrógeno en los sistemas de alcantarillado sanitario. Un incidente de aplicación inadecuado y excesivo en 1988 contaminó el suministro de agua de Camelford en Cornwall.
El sulfato de aluminio se ha utilizado como un método de remediación de eutrofización para lagos poco profundos. Funciona reduciendo la carga de fósforo en los lagos.
Cuando se disuelve en una gran cantidad de agua neutra o ligeramente alcalina, el sulfato de aluminio produce un precipitado gelatinoso de hidróxido de aluminio, Al(OH)3. Al teñir y estampar telas, el precipitado gelatinoso ayuda a que el tinte se adhiera a las fibras de la ropa al hacer que el pigmento sea insoluble.
El sulfato de aluminio a veces se usa para reducir el pH del suelo del jardín, ya que se hidroliza para formar el precipitado de hidróxido de aluminio y una solución diluida de ácido sulfúrico. Es visible un ejemplo de lo que cambiar el nivel de pH del suelo a las plantas cuando se observa hydrangea macrophylla . El jardinero puede agregar sulfato de aluminio al suelo para reducir el pH, lo que a su vez dará como resultado las flores de la Hydrangea girando de un color diferente (azul). El aluminio es lo que hace que las flores sean azules; A un pH más alto, el aluminio no está disponible para la planta.
En la industria de la construcción, se utiliza como agente de impermeabilización y acelerador en concreto. Otro uso es un agente de espuma en la espuma de lucha contra incendios.
También puede ser muy efectivo como moluscicida, matando babosas españolas.
Se pueden preparar triacetato de aluminio y sulfacetato de aluminio a partir de sulfato de aluminio, el producto formado se determina por la cantidad de acetato de plomo (II) utilizado:
- Al
2(SO
4)
3 + 3 Pb(CH)
3CO
2)
2 → 2 Al(CH)
3CO
2)
3 + 3 PbSO
4
- Al
2(SO
4)
3 + 2 Pb(CH)
3CO
2)
2 → Al
2Así que...
4(CH)
3CO
2)
4 + 2 PbSO
4
Reacciones químicas
El compuesto se descompone en γ-alúmina y trióxido de azufre cuando se calienta entre 580 y 900 °C. Se combina con el agua formando sales hidratadas de diversas composiciones.
El sulfato de aluminio reacciona con el bicarbonato de sodio al que se le ha añadido estabilizador de espuma, produciendo dióxido de carbono para espumas extintoras:
- Al2(SO4)3 + 6 NaHCO3 → 3 Na2Así que...4 + 2 Al(OH)3 + 6 CO2
El dióxido de carbono queda atrapado por el estabilizador de espuma y crea una espuma espesa que flotará sobre los combustibles de hidrocarburos y cerrará el acceso al oxígeno atmosférico, sofocando el fuego. La espuma química no era adecuada para su uso con disolventes polares como el alcohol, ya que el combustible se mezclaría con la capa de espuma y la rompería. El dióxido de carbono generado también sirvió para impulsar la espuma fuera del contenedor, ya sea un extintor portátil o una instalación fija mediante mangueras. La espuma química se considera obsoleta en Estados Unidos y ha sido reemplazada por espumas mecánicas sintéticas, como la AFFF, que tienen una vida útil más larga, son más efectivas y más versátiles, aunque algunos países como Japón e India continúan usándola.