Natri aluminat

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Natri aluminat
Tên khác Natri aluminium oxide,
Natri metaaluminate
Aluminate, (AlO21-), sodium
Nhận dạng
Số CAS 1302-42-7
PubChem 14766
Thuộc tính
Công thức phân tử NaAlO2
Phân tử gam 81.97 g/mol
Bề ngoài màu trắng
Tỷ trọng 1.5 g/cm3
Điểm nóng chảy 1800 °C
Độ hòa tan trong nước tan được
Các nguy hiểm

Natri aluminat là một hoá chất vô cơ thương mại quan trọng. Nó có tác dụng như là một nguồn có hiệu quả của nhôm hyđroxit cho nhiều ứng dụng công nghiệp và kĩ thuật. Natri aluminat nguyên chất (khan) là tinh thể rắn màu trắng với công thức là NaAlO2, Na2O • Al2O3, hay là Na2Al2O4. Natri aluminat thương mại có thể tìm thấy ở dạng dung dịch hay dạng rắn. Các hợp chất liên quan khác, đôi khi được gọi là natri aluminat, được chuẩn bị bởi phản ứng của Na2OAl2O3 là Na5AlO4 mà có chứa các anion AlO45− riêng rẽ, Na7Al3O8 và Na17Al5O16 mà có chứa các anion trùng hợp phức tạp, và NaAl11O17, đã gây nhầm lẫn một thời tin là β-alumina, một pha của ôxít nhôm.[1][2]

Cấu trúc[sửa | sửa mã nguồn]

Natri aluminat khan, NaAlO2, chứa một khối tứ diện ba khung kích cỡ của góc liên kết AlO4. Dạng ngậm nước NaAlO2•5/4H2O có các lớp tứ diện AlO4 tham gia thành dạng vòng và các lớp được giữ với nhau bởi các ion natri và các phân tử nước mà hyđro gắn chặt với nguyên tử oxi trong khối tứ diện AlO4.[3]

Sự sản xuất[sửa | sửa mã nguồn]

Natri aluminat được sản xuất bởi sự phân huỷ của nhôm oxit trong dung dịch xút ăn da (NaOH). Nhôm hyđroxit (gibbsit) có thể được hoà tan trong dung dịch nước NaOH 20-25% ở nhiệt độ gần điểm sôi. Sự sử dụng của dung dịch NaOH cô đặc nhiều hơn tạo thành một sản phẩm nửa rắn. Quá trình này phải được thực hiện trong lọ nhiệt bốc hơi niken hay thép, và nhôm hyđroxit nên được đun sôi với xấp xỉ 50% NaOH có nước cho đến khi thành dạng nhão. Hỗn hợp cuối cùng phải được rót vào thùng và làm lạnh; một khối rắn chứa khoảng 70% NaAlO2 hoàn thành. Sau khi bị đè nát, sản phẩm được khử nước trong lò quay được đun nóng trực tiếp hoặc gián tiếp bằng cách đốt cháy khí hyđro. Sản phẩm kết quả chứa 90% NaAlO2,1% nước cùng với 1% NaOH tự do.

Phản ứng giữa nhôm kim loại và kiềm[sửa | sửa mã nguồn]

Natri aluminat ngoài ra còn được hình thành bởi hoạt động mãnh liệt của natri hyđroxit trên nhôm. Phản ứng toả nhiệt cao được thiết lập và kèm theo sự thoát khí hyđro. Phản ứng đôi khi được viết như sau:

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2

tuy nhiên chất được sản xuất trong dung dịch có thể chứa ion [Al(OH)4] ion hay có lẽ là [Al(H2O)2(OH)4].[4]

Phản ứng này được đề xuất như là nguồn nhiên liệu đầy tiềm năng cho các loại xe dùng năng lượng hyđro.

Sử dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Trong việc xử lý nước nó được dùng như là chất thêm vào trong hệ thống làm mềm nước, như là chất làm đông để cải thiện sự kết bông, và để rút ra sự hoà tan của silica và các hợp chất phosphat.

Trong công nghệ xây dựng, natri aluminat được dùng để tăng nhanh tốc độ hoá rắn của bê tông, chủ yếu khi làm việc vào lúc lạnh giá.

Natri aluminat còn được dùng trong công nghiệp giấy, sản xuất gạch chịu lửa, sản xuất alumin...

Dung dịch natri aluminat là trung gian trong sản xuất zeolit.[5]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Sự nhận dạng và mô tả tính chất của ba hợp chất mới trong hệ thống natri-nhôm-oxi, Marten G. Barker, Paul G. Gadd và Michael J. Begley, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1984, 1139 -1146, doi:10.1039/DT9840001139
  2. ^ Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman (2001) Hoá vô cơ, Elsevier ISBN 0123526515
  3. ^ Cấu trúc tinh thể của natri aluminat ngậm nước, NaAlO2•5/4H2O, và sản phẩm khử nước của nó, James A. Kaduk, Shiyou Pei, Journal of Solid State Chemistry, 115, 1, 1995, 126-139,doi:10.1006/jssc.1995.1111
  4. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (ấn bản 2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4 
  5. ^ Alan Dyer, (1994),Bách khoa về hoá vô cơ, ed R. Bruce King, John Wiley & Sons, ISBN 0471936200

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]