Сульфат алюминия: свойства, применение

Сульфат алюминия – это неорганическое соединение, алюминиевая соль серной кислоты. Используется во многих сферах, в основном для улучшения качества воды, обеззараживания её. В строительстве выступает пластификатором, применяется как пенообразователь в пожаротушении. Зарегистрирован под кодом Е520, в продукции играет роль стабилизатора. Применение алюминия сернокислого охватывает и садоводство, в хозяйствах его добавляют в почву для выравнивания кислотности. В медицине вносится в состав вакцин, является кровеостанавливающим средством.

Что такое сульфат алюминия, формула

Сульфат алюминия представляет собой соль. Состоит из металла алюминия и кислотного остатка. Химическая формула:

Al2(SO4)3.

В природе алюмогенит встречается в виде редкого минерала миллозевичита, названного так в честь итальянского минералога. Найти данную минеральную породу крайне сложно из-за неустойчивости. Сульфатный минерал имеет вишнево-красный, фиолетовый цвет, обладает стеклянным блеском, полупрозрачный, гигроскопичный, плотность низкая, в структуре множество пор. Принимает форму сталактитовых масс либо зернистых мелкодисперсных кристаллов, слитых воедино. Чаще всего его находят в вулканических средах, где он образует корочку, также на отвалах угля.

Структурная формула сульфата алюминия

Физические свойства, внешний вид

Сульфат алюминия – это белые или бесцветные мелкие пластинчатые кристаллы, иногда с розоватым, голубоватым оттенком. Запаха нет, вкус сладковатый с лёгкой горчинкой, терпкий. Плотность невысока. Хорошо впитывает влагу из воздуха, гигроскопичен, часто существует в кристаллогидратах – молекулах, соединённых с водой (Al2(SO4)3 · 18H2O). Они отличаются устойчивостью при комнатных температурах, однако при подогревании до 86,5 °С происходит термическое разложение. Подвержены выветриванию при долгом хранении на открытом воздухе.

Безводный сульфат алюминия отличается стойкостью к повышению температурного режима, термолиз возможен при 580 °С, плавление при 700 °С, закипает при 1200 °С. Растворени в водной среде хорошо выражено, в спиртах – плохо, практически не смешивается с полярными растворителями: толуол, фенол, эфиры, бензол.

Химические свойства, реакции

Несмотря на то, что алюминий – амфотерный металл, реагирующий как с кислотосодержащими соединениями, так и с щелочными, с кислотами реакция не идёт. Сульфат алюминия взаимодействует с едким натром, в результате реагирования алюминий переходит в комплекс тетрагидроксоалюмината:

Al2(SO4)3 + NaOH → 2Na[Al(OH)4] + 3Na2SO4

Уравнение реакции алюминия сульфата с карбонатами показывает, что наблюдается гидролиз до гидроксида алюминия и углекислого газа:

Al2(SO4)3 + Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + Na2SO4

Ионный обмен протекает и в реакции алюминия сульфата с фосфатами, при этом выпадает осадок твёрдого бесцветного триалюминийфосфата:

Al2(SO4)3 + 2Na3PO4 → 2AlPO4↓ + 3NaSO4

Свойство алюминия сульфатного активно впитывать жидкость приводит к сольволизу. Уравнение реакции:

Al2(SO4)3 + H2O → 2Al3+ + 3SO42-

С более сильными металлами в реакциях алюминий вытесняется и выделяется:

Al2(SO4)3 + 6Na → 3Na2SO4 + 2Al↓

Качественная реакция алюминия сульфокислого заключается во взаимодействии с хлоридом бария, идентифицируют взвесь хлопьев сульфата бария:

Al2(SO4)3  + 3BaCl2 → 2AlCl3 + 3BaSO4↓

Разложение под влиянием высоких температур идёт до оксида алюминия, молекулярного кислорода и сернистого ангидрида:

2Al2(SO4)3  → 2Al2O3 + 6SO2↑ + 3O2↑

Производство и получение

В лабораторных условиях синтез ведётся нагреванием алюминия в серной кислоте, уравнение реакции:

Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 +3H2↑

Однако метод небезопасен, поскольку связан с выделением взрывоопасного водорода. Наиболее часто в лабораториях и в промышленности используют реакцию алюминия сульфата с нейтрализацией, которая описывается уравнением:

2Al(OH)3 + H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O

На заводе предварительное смешивание реактивов ведется в цилиндрическом сместителе, из которого смесь подаётся в четырёхкамерный реактор непрерывного действия, снабжённый мешалками. Внутрь через барботёры впускается горячий пар, поддерживающий необходимые температурные условия и предотвращающие застой реакционной массы в труднодоступных зонах. Происходит варка при 110 °С, после этого раствор сульфата охлаждают и отправляют в кристаллизатор, там отделяются и растут кристаллы. Их фильтруют и просушивают в специализированной сушилке. Эта распространённая технология даёт большой выход продукта, однако сопряжена с закупкой дорогостоящей гидроокиси алюминия.

Другие способы получения:

Добыча спеканием сырой глины, кислоты и каолина с последующим выщелачиванием и фильтрацией. Термолиз каолинита с внесением нефелиновой муки. Воздействие кислоты на бокситы. Обжиг квасцевых сланцев. Польза и вред, первая помощь при отравлении

В качестве добавки в средства гигиены или пищу сульфат алюминия не приносит ни вреда, ни пользы. Он не представляет биологической ценности, т.к. находится в ничтожно малых количествах. Полезные свойства алюминия проявляются только при достижении определённой концентрации в плазме крови, чего не может обеспечить Е520. Пищевая добавка безвредна, её концентрация не ограничена законодательно.

Раствор сульфата при попадании на кожу вызывает сильные и глубокие ожоги. Вдыхание порошка вызывает раздражение слизистых оболочек, провоцирует кашель, возникновение язв. При длительном воздействии могут возникнуть заболевания дыхательных путей и хроническое отравление. Острая интоксикация появляется при случайном проглатывании, сопровождается рвотой и тяжёлыми болями, требует скорейшего обращения к врачу и введение антидота. Пострадавшему можно оказать помощь на дому, она заключается в провоцировании рвоты: нужно выпить много молока, затем вызвать скорую помощь. Не рекомендуется употреблять адсорбенты, при наличии изъязвлений в ЖКТ они только сильнее травмируют повреждённые ткани.

Применение

Применение алюминия сульфата распространяется в основном на фармацевтику, пищевую индустрию, фотографию, косметологию, производство стройматериалов. Это важный агент для очищения вод. Это яд для уничтожения вредителей из типа моллюсков, бактерицидный компонент кормов для сельскохозяйственных животных.

Применение в пищевой промышленности и медицине

Сульфат алюминия – это стабилизатор, поддерживающий структуру продукции. Он обеспечивает привлекательный товарный вид и продление срока годности за счёт сохранения исходной консистенции. Его можно найти в таких товарах, как:

рыбные консервы; фруктовая и овощная консервация; маринованная рыба и иные морепродукты; хлебобулочные изделия; засахаренные фрукты и ягоды; джемы.

Применение алюминия сульфата в хлебопечении обусловлено улучшением рыхлости муки. Он делает её более рыхлой и воздушной, после чего тесто получается мягче.

В фармацевтике это адъювант вакцин, в месте укола он замедляет высвобождение возбудителей или их антигенов, продляя действие прививки. Фармацевтические свойства алюминия сульфата заключаются в обезболивании места укуса насекомых, местном кровосвёртывающей активности при небольших повреждениях.

Применение в сельском хозяйстве и других отраслях

Щелочные почвы неблагоприятны для роста растений, поэтому удобрения с низким водородным показателем используются для подкисления субстрата. Применение алюминия сульфата не только сдвигает pH в кислую сторону, подкармливает цветы (гортензия, пионы), обеспечивает обильное и красивое цветение.

Пищевая добавка Е520 – это дополнительный элемент питания крупнорогатого скота, вносящийся в кормовые смеси для уничтожения бактерий и грибков. Сульфат алюминия применяется для очищения прудов и озёр от зацветания водорослями при избытке фосфора и азота. Соединения является качественным моллюскоцидом, направлено на избавление от садовых слизней, уничтожающих капусту и различные ценные культуры.

В косметике вещество входит в состав дезодорантов, лосьонов после бритья и антиперсперантов. Это заживляющий, антимикробный компонент. Он способствует закупориванию желез и предотвращает выделение пота.

Сульфат алюминия – это флокулянт, использующийся на предприятиях по очистке воды. Он работает по механизму коагуляции, связывая частички загрязнений, которые остаются в отверстиях его структуры. Применяется как протрава при окраске тканей (улучшает проникновение и задерживание красителя), как ускоритель застывания бетона. Раствор сульфата необходим для дубляжей фото.

Где купить и сколько стоит

Сульфат алюминия продаётся заводами-производителями, оптовая цена составляет 30 руб/кг. Реагент можно приобрести в специализированном интернет-магазине, цена за 100 грамм от 500 рублей.

Перевозка, хранение, класс опасности

Сульфат алюминия относится к умеренно опасным веществам (3 класс). При перевозке должен находится в оригинальной герметичной упаковке из ПВХ, внутри коробки либо пластикового контейнера. Храниться при температуре не выше 30 °С, относительной влажности воздуха не более 50%, вдали от прямого попадания солнечных лучей.

Заключение

Сульфат алюминия – это неорганическое вещество, применяемое для очищения воды, в медицине как лонгирующий элемент вакцинальных смесей, в качестве стабилизирующей добавке в продуктах питания. В дезодорантах сульфат блокирует поры и неприятные запахи.

Читайте также:

Дихлорметан: свойства, реакции, применение Алюмосиликаты: свойства, виды, получение, применение Оксиды железа: свойства, реакции, применение, польза и вред Бентонит: свойства, польза и вред, применение