Nátrium-aluminát
| Nátrium-aluminát | |||
| |||
| IUPAC-név | nátrium-aluminát | ||
| Más nevek | nátrium-alumínium-oxid, nátrium-metaaluminát, aluminát ((AlO2)−) nátriumsó | ||
| Kémiai azonosítók | |||
|---|---|---|---|
| CAS-szám | 1302-42-7 | ||
| PubChem | 14766 | ||
| EINECS-szám | 215-100-1 | ||
| |||
| |||
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
| Kémiai képlet | NaAlO2 | ||
| Moláris tömeg | 81,97 g/mol | ||
| Megjelenés | fehér por (olykor halványsárgás) higroszkópos | ||
| Szag | szagtalan | ||
| Sűrűség | 1,5 g/cm³ | ||
| Olvadáspont | 1650 °C | ||
| Oldhatóság (vízben) | oldható | ||
| Oldhatóság | oldható alkoholokban | ||
| Törésmutató (nD) | 1,566 | ||
| Kristályszerkezet | |||
| Kristályszerkezet | rombos | ||
| Termokémia | |||
| Std. képződési entalpia ΔfH |
−1133,2 kJ/mol | ||
| Standard moláris entrópia S |
70,4 J/mol K | ||
| Hőkapacitás, C | 73,6 J/mol K | ||
| Veszélyek | |||
| Lobbanáspont | nem éghető | ||
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |||
A nátrium-aluminát kereskedelmi szempontból fontos szervetlen vegyület. Alumínium-hidroxid-forrásként sok ipar hasznosítja. A tiszta nátrium-aluminát kristályos, fehér, szilárd anyag, jelölésére többfajta képletet is használnak: NaAlO2, NaAl(OH)4 (hidratált),[1] Na2O·Al2O3 vagy Na2Al2O4. A kereskedelemben oldatként vagy szilárd formában kapható.
Van néhány hasonló vegyület, amelyeket néha szintén nátrium-aluminátnak hívnak, viszont képletük más. Ilyen a nátrium-oxid és alumínium-oxid reakciójával kapott Na5AlO4, mely AlO45− anionokat tartalmaz; az Na7Al3O8 és az Na17Al5O16, melyekben komplex polimer anion található és az NaAl11O17, melyet korábban β-Al2O3-nak – az alumínium-oxid egyik módosulatának – véltek.[2][3]
Szerkezete szerkesztés
A vízmentes NaAlO2 háromdimenziós térrácsának vázát csúcsukon összekapcsolódó AlO4 tetraéderek alkotják. Az NaAlO2·5/4 H2O hidratált formában gyűrűvé kapcsolódó AlO4 tetraéder rétegek találhatók, melyeket nátriumionok és vízmolekulák tartanak össze, utóbbiak hidrogénkötéssel kapcsolódnak az AlO4 oxigénatomjaihoz.[4]
Gyártása szerkesztés
Leggyakrabban úgy gyártanak nátrium-aluminátot, hogy alumínium-hidroxidot adnak nátrium-hidroxid oldatához. Az alumínium-hidroxid (gibbsit) forrásponthoz közeli hőmérsékletű, 20-25%-os nátrium-hidroxid oldatban oldódik fel. Töményebb NaOH oldat használata egy félszilárd anyagot eredményez. A folyamatot gőzzel hevített nikkelből vagy acélból készült reaktorban kell végezni, az alumínium-hidroxidot körülbelül 50%-os NaOH oldattal kell forralni, amíg pépes nem lesz. A keveréket ezután ki kell önteni egy tartályba, majd hagyni kell kihűlni, így kb. 70% nátrium-aluminátot tartalmazó szilárd massza keletkezik. A felaprított anyagot dehidratálni kell: forgó kemencében közvetlenül vagy közvetve égő hidrogéngázzal melegítik. A keletkező anyag 90% nátrium-aluminátot, 1% vizet, valamint 1% szabad nátrium-hidroxidot tartalmaz.
Alumínium reakciója lúgokkal szerkesztés
Nátrium-hidroxid és elemi állapotú alumínium reakciójával is állítható elő nátrium-aluminát, mivel az alumínium amfoter jellegű. A reakció nagyon erős hőfejlődéssel jár (exoterm). A folyamatban heves hidrogénfejlődés tapasztalható. A reakciót olykor az alábbi formában írják fel:
,
azonban a reakció során az oldatban valószínűleg [Al(OH)4]− vagy [Al(H2O)2(OH)4]− ion keletkezik.[5]
Vannak javaslatok rá, hogy ezt a reakciót hidrogénnel működő autók lehetséges üzemanyagforrásaként használják.[forrás?]
Felhasználásai szerkesztés
A vízlágyítószerek egyik segédanyaga, koagulánsként a flokkuláció javítására szolgál, valamint az oldott szilikátokat és foszfátokat is kivonja a vízből.
Az építőiparban a beton megkötésének gyorsítására használják, elsősorban amikor fagypont alatti hőmérsékletben dolgoznak.
Felhasználják még tűzálló téglák és timföld gyártásakor, a papíriparban stb. is.
Zeolitgyártásnál a nátrium-aluminát oldatai köztitermékek.[6]
Fordítás szerkesztés
Ez a szócikk részben vagy egészben a Sodium aluminate című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Források szerkesztés
- ↑ Aluminium. chemguide.co.uk
- ↑ "Identification and characterisation of three novel compounds in the sodium–aluminium–oxygen system", Marten G. Barker, Paul G. Gadd and Michael J. Begley, J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1984, 1139–1146, doi:10.1039/DT9840001139
- ↑ Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman (2001) Inorganic Chemistry, Elsevier ISBN 0-12-352651-5
- ↑ "The Crystal Structure of Hydrated Sodium Aluminate, NaAlO2·5/4H2O, and Its Dehydration Product", James A. Kaduk, Shiyou Pei, Journal of Solid State Chemistry, 115, 1, 1995, 126–139, doi:10.1006/jssc.1995.1111
- ↑ Greenwood, N.N.. Az elemek kémiája, 1., Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó, 301. o. (1999). ISBN 963-18-9144-5
- ↑ Alan Dyer, (1994), Encyclopedia of Inorganic Chemistry, R. Bruce King (ed.), John Wiley & Sons, ISBN 0-471-93620-0