Nátrium-aluminát

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Nátrium-aluminát
Unit cell of NaAlO2.png
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
SMILES
O=[Al-]=O.[Na+]
InChI
InChI=1S/Al.Na.2O/q-1;+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
ΔfHo298
−1133,2 kJ/mol
Standard moláris
entrópia
So298
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.

Források[szerkesztés]

  1. Aluminium. chemguide.co.uk
  2. "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
  3. Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman (2001) Inorganic Chemistry, Elsevier ISBN 0-12-352651-5
  4. "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
  5. Greenwood, N.N.. Az elemek kémiája, 1., Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó, 301. o. (1999). ISBN 963-18-9144-5 
  6. Alan Dyer, (1994), Encyclopedia of Inorganic Chemistry, R. Bruce King (ed.), John Wiley & Sons, ISBN 0-471-93620-0