Получение сульфат алюминия способами

Сульфат алюминия, характеристика, свойства и получение, химические реакции

Сульфат алюминия, характеристика, свойства и получение, химические реакции.

Сульфат алюминия – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Al₂(SO₄)₃.

Краткая характеристика сульфата алюминия:

Сульфат алюминия – неорганическое вещество белого цвета.

Химическая формула сульфата алюминия Al₂(SO₄)₃.

Сульфат алюминия – неорганическое химическое соединение, соль серной кислоты и алюминия .

Хорошо растворяется в воде, этиленгликоле. Плохо растворим в этаноле.

С водой сульфат алюминия образует кристаллогидраты с различным содержанием воды Al₂(SO₄)₃·nH₂O, где n может быть вплоть до 18. Наиболее распространенными являются гексадекагидрат Al₂(SO₄)₃·16H₂O и октадекагидрат Al₂(SO₄)₃·18H₂O.

Устойчив при обычной температуре.

Сульфат алюминия пожаро- и взрывобезопасен. По степени воздействия на организм продукт относится к веществам 3-го класса опасности в соответствии с ГОСТ 12.1.005.

В земной коре сульфат алюминия находится как в свободном чистом состоянии, в форме кристаллогидратов, а также в составе двойных солей.

Сульфат алюминия в чистом состоянии распространён в природе в виде минерала миллозевичита. В форме кристаллогидратов сульфат алюминия встречается в природе в виде минерала алуногена Al₂(SO₄)₃·17H₂O.

Двойные соли сульфат алюминия образует с сульфатами ряда металлов, к которым, к примеру, относится и природный минерал алунит K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·Al(OH)₃.

В пищевой промышленности сульфат алюминия используется в виде добавки Е520.

Физические свойства сульфата алюминия:

Наименование параметра:	Значение:
Химическая формула	Al2(SO4)3
Синонимы и названия иностранном языке	aluminium sulphate (aluminum sulfate (англ.)

алюминий сернокислый (рус.) Тип вещества неорганическое Внешний вид бесцветные гексагональные кристаллы Цвет белый, бесцветный Вкус сладковато-терпкий Запах без запаха Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м 3 2710 Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см 3 2,710 Температура разложения, °C 770 Температура плавления, °C 770 Молярная масса, г/моль 342,15 Гигроскопичность гигроскопичен Растворимость в воде (25 o С), г/100 г 38,5

Получение сульфата алюминия:

В промышленности сульфат алюминия получается взаимодействием гидроксида алюминия с серной кислотой.

В лаборатории сульфат алюминия получают в результате следующих химических реакций:

1. 1. взаимодействия сульфата меди и алюминия :

1. 2. взаимодействия оксида алюминия и гидросульфата калия:

Химические свойства сульфата алюминия. Химические реакции сульфата алюминия:

Химические свойства сульфата алюминия аналогичны свойствам сульфатов других металлов . Однако, сульфат алюминия не реагирует с кислотами. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция взаимодействия сульфата алюминия и гидроксида натрия :

В результате реакции образуются гидроксид алюминия и сульфат натрия.

2. реакция взаимодействия сульфата алюминия и гидроксида калия :

В результате реакции образуются гидроксид алюминия и сульфат калия.

3. реакция взаимодействия сульфата алюминия и гидроксида лития :

В результате реакции образуются гидроксид алюминия и сульфат лития.

4. реакция взаимодействия сульфата алюминия и нитрата бария:

В результате реакции образуются сульфат бария и нитрат алюминия .

5. реакция взаимодействия сульфата алюминия и нитрата свинца:

В результате реакции образуются сульфат свинца и нитрат алюминия.

6. реакция взаимодействия сульфата алюминия и фосфата натрия :

В результате реакции образуются фосфат алюминия и сульфат натрия.

7. реакция взаимодействия сульфата алюминия и фосфата калия :

В результате реакции образуются фосфат алюминия и сульфат калия.

8. реакция взаимодействия сульфата алюминия и гидрокарбоната натрия:

Al₂(SO₄)₃ + 6NaHCO₃ → 3Na₂SO₄ + 2Al(OH)₃ + 6CO₂.

В результате реакции образуются сульфат натрия, гидроксид алюминия и оксид углерода (IV).

9. реакция взаимодействия сульфата алюминия и гидрокарбоната кальция:

В результате реакции образуются сульфат кальция, гидроксид алюминия и оксид углерода (IV). Данная реакция используется для очистки воды. Гидроксид алюминия выпадает в осадок и его хлопья увлекают за собой различные примеси.

10. реакция взаимодействия сульфата алюминия и карбоната натрия и воды:

В результате реакции образуются сульфат натрия , гидроксид алюминия и оксид углерода (IV).

11. реакция термического разложения сульфата алюминия:

В результате реакции образуются оксид алюминия, оксид серы (IV) и кислород .

12. реакция термического разложения октадекагидрата сульфата алюминия:

Октодекагидрат сульфата алюминия разлагается на сульфат алюминия и воду.

Применение и использование сульфата алюминия:

Сульфат алюминия используется во множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:

– как коагулянт для очистки воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения;

– в фотографии входит в составы стабилизирующих растворов и дубящих фиксажей;

– как пищевая добавка Е520;

– в качестве морилки при крашении и печати текстильных изделий;

– в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Источник

Сульфат алюминия

Характеристики и физические свойства сульфата алюминия

Он хорошо растворяется в воде (гидролизуется). Сульфат алюминия разлагается в кипящей воде.

Рис. 1. Сульфат алюминия. Внешний вид.

Основные характеристики сульфата алюминия приведены в таблице ниже:

Молярная масса, г/моль

Плотность, г/см 3

Температура плавления, o С

Получение сульфата алюминия

Основной способ получения сульфата алюминия – реакция нейтрализации между гидроксидом алюминия и серной кислотой:

Сульфат алюминия также можно получить по реакции замещения, протекающей между алюминием и серной кислотой:

Химические свойства сульфата алюминия

Сульфат алюминия – это средняя соль, образованная сильной кислотой – серной (H₂SO₄) и слабым основанием – гидроксидом алюминия (Al(OH)₃). В водном растворе гидролизуется. Гидролиз протекает по катиону (теоретически возможны вторая и третья ступень). Наличие катионов Н + свидетельствует о кислом характере среды.

2Al 3+ + 3SO₄ 2- + HOH ↔ 2AlOH 2+ + 3SO₄ 2- + H + ;

При нагревании сульфата алюминия до температуры 770 – 860 o С он разлагается:

Сульфат алюминия не реагирует с кислотами. Он полностьюразлагается щелочами в растворе и при спекании, а также реагирует с гидратом аммиака:

Сульфат алюминия вступает в реакции обмена:

Применение сульфата алюминия

Сульфат алюминия используется в пищевой промышленности в качество добавки Е520 (коагулянт, отвердитель). Кроме этого его применяют для очистки сточных и питьевых вод (опять же выступает в качестве коагулянта), а также в бумажной и текстильной промышленности, кожевенном деле.

Примеры решения задач

Задание

Вычислите количество теплоты, выделяющейся при образовании сульфата алюминия из оксида алюминия массой 47,5 г и оксида серы (VI). Термохимическое уравнение реакции имеет следующий вид:

Решение Запишем еще раз термохимическое уравнение реакции:

Согласно уравнению реакции, в неё вступили 1 моль оксида алюминия и 3 моль оксида серы (VI). Рассчитаем массу оксида алюминия по уравнению, т.е. теоретическую массу (молярная масса – 102 г/моль):

Тогда, количество теплоты, выделяющейся в ходе реакции взаимодействия междуоксидом алюминия и оксидом серы (VI)равно:

Q_prac = 579,7 × 47,5/ 102 = 269,96 кДж.

Ответ Количество теплоты равно 269,96 кДж.

Задание	Какой объем кислорода выделится в ходе реакции термического разложения сульфата алюминия массой 50 г?
Решение	При нагревании сульфата алюминия до температуры 770 – 860 o С он разлагается согласно уравнению:

Рассчитаем количество вещества сульфата алюминия (молярная масса – 342 г/моль):

Согласно уравнению реакции n(Al₂(SO₄)₃) :n(Na₂CO₃) = 2:3 . Тогда количество моль кислорода будет равно:

Источник

Сульфат алюминия

2,710 г/см 3 (безв.)

1,690 г/см 3 ( 18-водн. )

Сульфат алюминия
Традиционные названия	сернокислый алюминий
Хим. формула	Al2O12S3
Рац. формула	Al2(SO4)3
Состояние	твердое
Молярная масса	342,15 г/моль
Плотность
Температура
• плавления	700 °C
• кипения	1600 °C
• разложения	580 °C
ГОСТ	ГОСТ 3758-75
Рег. номер CAS	10043-01-3
PubChem	24850
Рег. номер EINECS	233-135-0
SMILES
Кодекс Алиментариус	E520
RTECS	BD1700000
ChEBI	74768
ChemSpider	23233
Токсичность	малотоксично
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Сульфат алюминия — сложное неорганическое соединение, соль алюминия и серной кислоты с химической формулой Al₂(SO₄)₃. Выглядит как бесцветные кристаллы, может образовывать кристаллогидраты с различным содержанием воды. Применяется при очистке воды, крашении тканей, дублении кож, как реактив в фотографии, для получения квасцов.

Содержание

Физические свойства

Бесцветные кристаллы, пластинки или порошок. Имеет орторомбическую решетку. Плотность — 2,710 г/см 3 , удельная теплоёмкость при постоянном давлении — 259,6 Дж/(моль К). Плохо растворим в спиртах, хорошо растворим в воде, гигроскопичен. Устойчив при обычной температуре.

Образует кристаллогидрат с формулой Al₂(SO₄)₃·18H₂O, выглядящий как бесцветные кристаллы, плавящиеся при 86,5 °C (с разложением) и с плотностью 1,690 г/см 3 . При длительном хранении 18-водный кристаллогидрат может частично выветриваться до содержания 14—14,5 молекул воды. 18-водный кристаллогидрат теряет воду при нагревании, образуя формы:

• 150 °C — Al₂(SO₄)₃·14 H₂O,
• 160 °C — Al₂(SO₄)₃·10 H₂O,
• 250 °C — Al₂(SO₄)₃·3 H₂O,
• 420 °C — полностью безводную.

Химические свойства

Сульфат алюминия разлагается при температуре выше 580 °C на γ-модификацию окиси алюминия и серный ангидрид:

Задубливает желатиновые фотослои, что используется в производстве фотографических материалов для повышения механической прочности слоев фотоэмульсии, а в цветной фотографии также для предохранения красителей от гидролитического распада. Механизм дубления обусловлен связыванием ионами алюминия ионизированных карбоксильных групп желатины.

Получение

Сульфат алюминия получают взаимодействием гидроксида алюминия с серной кислотой:

Также сульфат алюминия получают взаимодействием алюминия с серной кислотой:

2 Al + 3 H₂SO₄ ⟶ Al₂(SO₄)₃ + 3 H₂

Применение

Сульфат алюминия применяется как коагулянт для очистки воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения и используется в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Используется в качестве пищевой добавки E520.

В фотографии входит в составы стабилизирующих растворов и дубящих фиксажей.

Источник