سولفات آلومینیوم : یکی از قهرمانان ناشناخته دنیای شیمیایی!

 

سولفات آلومینیوم به صورت بلورهای سفید، براق، گرانول یا پودر وجود دارد و در طبیعت به عنوان ماده معدنی آلونوژنیت یافت می شود. این ماده را گاهی اوقات آلوم یا آلوم کاغذ ساز می نامند.

 

آلومینیوم سولفات نمکی است که از سه عنصر فراوان آلومینیوم، گوگرد و اکسیژن تشکیل شده است. این ماده برای کاربردهای صنعتی، پزشکی و مصرفی بسیار مفید و کاربردی می باشد.

 

سولفات آلومینیوم نسبتاً غیر سمی است، اما با این حال، آلوم می تواند موجب تحریک، سوختگی و مشکلات تنفسی شود و در صورت استنشاق، ممکن است باعث سردرد، حالت تهوع گردد.

 

خواص و مشخصات شناسایی سولفات آلومینیوم

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                جامد کریستالی سفید فرمول شیمیایی                                                                     Al۲(SO۴)۳
دانسیته                                                                   (g/cm۳)۲.۶۷۲ وزن مولکولی                                                        (g/mol) 342.15
نقطه ذوب (تخریب ساختار)                                                 (۰C) 770 شماره (CAS No)                                                          ۱۰۰۴۳-۰۱-۳
حلالیت در آب (در ۲۰ درجه سانتیگراد)                   (g/100ml) ۳۶.۴ ساختار کریستالی                                     مونوکلینیک (hydrate)

 

روش های تولید آلومینیم سولفات

 

سولفات آلومینیوم در قرن نوزدهم به یک محصول صنعتی تبدیل شد. این ماده با تصفیه بوکسیت یا خاک رس چین با اسید سولفوریک ساخته شده است. این ماده برخلاف آلوم واقعی، به دلیل حلالیت بیشتر در آب نمی تواند به راحتی از طریق تبلور مجدد تصفیه شود.

 

در آزمایشگاه:

 

سولفات آلومینیوم می تواند از طریق افزودن هیدروکسید آلومینیوم به اسید سولفوریک سنتز شود:

 

۲Al(OH)۳ + ۳H۲SO۴ → Al۲(SO۴)۳ + ۶H۲O

 

یا با گرم کردن فلز آلومینیوم در محلول اسید سولفوریک:

 

↑۲Al + 3H۲SO۴ → Al۲(SO۴)۳ + ۳H۲

 

از شیست های آلوم:

 

آلوم شیست هایی که در ساخت سولفات آلومینیوم به کار می روند، مخلوطی از پیریت آهن، سیلیکات آلومینیوم و مواد مختلف قیر هستند، این مواد یا حرارت داده می شوند و یا در معرض عمل هوازدگی هوا قرار می گیرند.

 

در فرآیند حرارت دادن، اسید سولفوریک تشکیل می شود و روی خاک رس واکنش می دهد و سولفات آلومینیوم را ایجاد می کند، شرایط مشابهی که در هنگام هوازدگی تولید می شود. سپس ماده به طور سیستماتیک با آب استخراج می شود و محلول سولفات آلومینیوم با وزن مخصوص ۱.۱۶ تهیه می شود.

 

این محلول مجاز است برای مدتی ثابت بماند (به منظور جدا شدن هر سولفات کلسیم و سولفات آهن بازی (III))، و سپس تا زمانی که سولفات آهن (II) با خنک شدن متبلور شود، تبخیر می گردد.

 

تهیه سولفات آلومینیوم از خاک رس یا بوکسیت:

 

در تهیه این ماده از خاک رس یا بوکسی، ماده به آرامی کلسینه می شود، سپس با اسید سولفوریک و آب مخلوط می شود و به تدریج گرم می شود و جوش می آید.

 

در صورت استفاده از اسید غلیظ به طور کلی حرارت خارجی مورد نیاز نیست زیرا تشکیل آلومینیوم سولفات گرمازا است.

 

از کریولیت:

 

هنگامی که از کریولیت به عنوان سنگ معدن استفاده می شود، آن را با کربنات کلسیم مخلوط کرده و گرم می کنند که آلومینات سدیم تشکیل می شود.

 

سپس این ماده با آب استخراج و یا توسط بی کربنات سدیم یا با عبور جریان دی اکسید کربن از محلول رسوب می کند و سپس رسوب در اسید سولفوریک حل می شود.

 

طیف های FTIR و رامان آلومینیوم سولفات

 

طیف های FTIR و رامان آلومینیوم سولفات

 

برخی از طیف های این ترکیب شیمیایی در وب سایت تخصصی و معتبر پاب کم آمده است که در تصویر بالا دو نمونه از طیف های FTIR و رامان آورده شده است.

 

 

کاربردهای سولفات آلومینیوم

 

بر اساس گزارشات آلومینیوم سولفات کاربردهای گستره ای در زمینه های متفاوت دارد.

 

تصفیه آب

 

تصفیه آب

 

یکی از کاربردهای سولفات آلومینیوم در تصفیه آب آشامیدنی می باشد. تا به حال فکر کرده اید که چگونه می توانیم آب آشامیدنی بی خطر و سالم از شیرهای آب خارج کنیم؟ می توانید از سولفات آلومینیوم تشکر کنید:)

 

تأمین کنندگان آب شهری، از زاج برای تصفیه آب برای مصرف انسان استفاده می کنند. وقتی سولفات آلومینیوم به آب اضافه می شود،  باعث می شود ناخالصی های میکروسکوپی با هم در ذرات بزرگتر جمع شوند.

 

این توده ها سپس به ته ظرف می رسند و می توانند فیلتر شوند و این کار موجب می گردد تا آب برای نوشیدن ایمن تر شود. بر اساس همین اصل، گاهی اوقات در استخرهای شنا از زاج سفید برای کاهش میزان آلودگی آب استفاده می شود.

 

رنگرزی پارچه ها

 

کاربردهای سولفات آلومینیوم

 

به پیراهنت نگاه کن احتمالاً یک تی شرت سفید ساده نیست! یکی دیگر از کاربردهای فراوان سولفات آلومینیوم در رنگ آمیزی و چاپ روی پارچه است. وقتی این ترکیب در مقدار زیادی آب که دارای pH خنثی یا کمی قلیایی است، حل شود، یک ماده غلیظ به نام هیدروکسید آلومینیوم تولید می کند.

 

این ماده به رنگ ها کمک می کند تا به الیاف پارچه بچسبند. بنابراین نقش سولفات آلومینیوم به عنوان یک ماده ثابت کننده رنگ است، به این معنی که این ماده با ساختار مولکولی رنگ و پارچه ترکیب می شود تا رنگ با خیس شدن پارچه از بین نرود.

 

صنعت کاغذ سازی

 

صنعت کاغذ سازی

 

در گذشته از سولفات آلومینیوم در ساخت کاغذ استفاده می شده است، اگرچه عوامل مصنوعی بیشتر جایگزین آن شده اند. سولفات آلومینیوم به اندازه کاغذ کمک می کند.

 

در این فرآیند، آن را با صابون گل محمدی ترکیب می کنند تا قدرت جذب کاغذ را تغییر دهد، که باعث تغییر در خاصیت جذب جوهر کاغذ می شود.

 

سولفات آلومینیوم شرایط اسیدی ایجاد می کند، در حالی که عوامل اندازه گیری مصنوعی کاغذی بدون اسید تولید می کنند که به این راحتی تجزیه نمی شود.

 

کاربردهای پزشکی آلومینیوم سولفات

 

کاربردهای پزشکی آلومینیوم سولفات

 

سولفات آلومینیوم چندین کاربرد عملی در زمینه پزشکی دارد و به عنوان عامل انعقادی در معالجه بریدگی ها و خراش های جزئی و همچنین دئودورانت (به دلیل خاصیت ضد باکتری بودن) استفاده می شود.

 

این ترکیب همچنین آنتی ژن های پروتئینی را در محلول جذب و رسوب می دهد. رسوب حاصله با تسهیل انتشار آهسته آنتی ژن از انبار واکسن تشکیل شده در محل تلقیح، ایمنی زایی واکسن را بهبود می بخشد.

 

علاوه بر این، محلول های حاوی ۵ تا ۱۰ درصد به عنوان کاربردهای محلی برای ایجاد زخم و جلوگیری از ترشحات ناپایدار از سطح مخاط استفاده شده است. سولفات آلومینیوم در موادی که در صنعت داروسازی استفاده می شود وجود دارد. به عنوان مثال، از آن در تهیه قطره گوش استات آلومینیوم استفاده می شود.

 

کاربرد سولفات آلومینیوم در صنایع غذایی

 

کاربرد سولفات آلومینیوم در صنایع غذایی

 

زاج برای اهداف مختلفی در غذایی که می خوریم استفاده می شود و در صورت استفاده مطابق با روش های صحیح تولید، به طور کلی ایمن شناخته می شود. این ماده محلول در آب است و در نتیجه، عمدتا به عنوان غلیظ کننده و امولسیون کننده استفاده می شود.

 

کاربردهای باغبانی برای آلوم

 

کاربردهای باغبانی برای آلوم

 

از آنجا که سولفات آلومینیوم بسیار اسیدی است، گاهی اوقات به خاک های بسیار قلیایی اضافه می شود تا pH گیاهان را متعادل کند.

 

وقتی این ترکیب شیمیایی با آب تماس پیدا می کند، هیدروکسید آلومینیوم و یک محلول اسید سولفوریک بسیار رقیق تشکیل می دهد که اسیدیته خاک را تغییر می دهد.

 

باغبانانی که گیاهان هورنژیا می کارند، این خاصیت را برای تغییر رنگ گل (آبی یا صورتی) هورنتانیا اعمال می کنند، زیرا این گیاه به PH خاک بسیار حساس است.

 

واکنش های شیمیایی

 

واکنش های شیمیایی

 

سولفات آلومینیوم وقتی بین ۵۸۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد گرم شود به γ-آلومینا و تری اکسید گوگرد تجزیه می شود. این ترکیب با آب تشکیل نمک های هیدراته می دهد.

 

این ماده با بی کربنات سدیم که به آن تثبیت کننده کف اضافه شده واکنش می دهد و دی اکسید کربن برای فوم های خاموش کننده تولید می کند:

 

Al۲(SO۴)۳ + ۶NaHCO۳ → ۳Na۲SO۴ + ۲Al(OH)۳ + ۶CO۲

 

دی اکسید کربن توسط تثبیت کننده کف به دام افتاده و کف ضخیمی ایجاد می کند که در بالای سوخت های هیدروکربن شناور می شود و دسترسی به اکسیژن جوی را مسدود می کند و آتش را خفه می کند.

 

کف شیمیایی برای استفاده در حلال های قطبی مانند الکل نامناسب می باشد، زیرا سوخت با پودر کف مخلوط می شود و شکسته می شود. دی اکسیدکربن تولید شده همچنین باعث بیرون کشیدن کف از داخل ظرف می شود.

 

کف شیمیایی در ایالات متحده منسوخ در نظر گرفته می شود و با کف های مکانیکی مصنوعی جایگزین شده است، مانند AFFF که ماندگاری بیشتری دارند، موثرتر و همه کاره تر هستند، اگرچه برخی از کشورها مانند ژاپن و هند همچنان از آن استفاده می کنند.

 

اگر شما عزیزان برای کار یا تحقیقات خود به سولفات آلومینیوم نیاز دارید، می توانید با ما تماس بگیرید.