سولفات آلومینیوم رایج ترین نمک آلومینیوم با فرمول مولکولی Al2S3O12 است که به صورت بلورهای جامد سفید یا مایل به سفید، بی بو و با طعم جزئی شیرین است. این ترکیب از پایداری حرارتی بسیار بالایی برخورددار بوده و میزان فراریت بسیار پایینی دارد. این نمک به طور طبیعی در دهانه آتشفشان ها و زباله های معدنی یافت می شود و به دو حالت آب دار و بی آب وجود دارد که فرم آب دار آن بیشتر به صورت 5 آبه و 18 آبه است.

به دلیل ماهیت نمکی آن، به شدت مستعد هیدرولیز است به گونه ای که در محلول کربنات ها و سولفیدها به سرعت هیدرولیز شده و رسوب سفید رنگ ته نشین می شود. همچنین، در اثر اعمال حرارت به شدت منبسط شده و حالت اسفنجی تبدیل می شود. این ترکیب به دلیل پایداری حرارتی بالا، در اثر کلسینه کردن به شدت داغ شده و رنگ قرمز حرارت تبدیل شده و با ادامه فرآیند، به صورت گازهای تری اکسید گوگرد و آلومینا تجزیه می شود. سولفات آلومینیوم به دلیل کاربردهای فراوان صنعتی، با نام های تجاری دیگری مانند نمک آلومینیوم، کیک زاج، فیلتر زاج و زاج مایع شناخته می شود.

در صنعت این ماده یکی از پرکاربردترین مواد شناخته می شود. از این ترکیب در کشاورزی برای ساخت آفت کش ها، برای حذف آلایندهای زیست محیطی، برای تولید کاغذ، به عنوان ماده کف کننده در کپسول های آتش نشانی، بکینگ پودر و بسیاری از صنایع دیگر استفاده می شود.

خواص و ويژگی‌ های سولفات آلومینیوم

این ترکیب یک جامد کریستالی یا پودری با رنگ سفید یا مایل به سفید، بی بو، و با طعم کمی شیرین و یک نمک فلزی و ترکیب معدنی نسبتا سمی با فرمول شیمیایی Al2(SO4)3 بوده که به دو صورت آبدار و خشک وجود دارد. این ماده در آب محلول بوده و با افزایش دما میزان انحلال پذیری آن افزایش می یابد. همچنین، در الکل ها به ویژه اتانول و اسیدهای معدنی نیز به صورت جزئی انحلال پذیر است.

از نظر حرارت و فراریت یک ترکیب بسیار پایدار بوده و در دماهای بالای 700 درجه سانتیگراد کلسینه شده و به صورت گازهای گوگرد تری اکسید و آلومینا تجزیه می شود. همچنین، با اعمال حرارت تا 250 درجه سانتیگراد، این ترکیب به شدت متورم شده و به صورت اسفنج تبدیل می شود. ساختار فلوکولنت یا اسفنج مانند آن که به صورت اکسید آلومینیوم بوده، یک جاذب بسیار قوی برای رنگدانه و الیاف ها بوده و به عنوان جاذب و خشک کننده در صنعت رنگرزی و تصفیه استفاده می شود. گریدهای مختلفی از این ماده در صنعت است که از این میان نوع خشک و نوع 18 آبه آن به دلیل پایداری زیاد، بسیار پرکاربرد است.

سولفات آلومینیوم با جرم مولی 342.15 گرم بر مول، دانسیته 2.672 گرم بر سانتی متر مکعب، نقطه ذوب بالا 700 درجه سانتیگراد به صورت یک ترکیب پودری یا بلورهای کریستالی خشک است. در حضور اکسنده های قوی، آب یا رطوبت و همچنین حرارت مستقیم حساس بوده و در اثر حرارت بالا تجزیه شده و گازهای سمی و خطرناک اکسید آلومینا و تری اکسید گوگرد آزاد می کند.

 

روش تولید سولفات آلومینیوم

سولفات آلومینیوم یک نمک معدنی است که به هر دو روش طبیعی و سنتزی تهیه می شود. این ماده در طبیعت به صورت مخلوطی از مواد معدنی یافت می شود. این ماده به مقدار بسیار بالایی در کانی ها یا باکسیت، شیست های زاج و کرایولیت یافت می شود. روش طبیعی، به دلیل فراونی ماده اصلی و با صرفه بودن فرآیند استخراج در مقایسه با روش سنتزی بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

در این روش ابتدا مواد خام طبیعی در دمای بسیار بالا کلسینه شده و در ادامه توسط آب شست و شو داده می شود. در نهایت ماده خام آماده شده توسط سولفوریک اسید غلیظ حل می شود. به دلیل گرمازا بودن فرآیند انحلال در اسید غلیظ، نیازی به اعمال حرارت مستقیم نیست. با انحلال کامل مخلوط، واکنش سرد شده و در نهایت طی فرآیند فیلتراسیون جداسازی و استخراج می شود.

روش دیگر برای تهیه آلومینیوم سولفات سنتز آزمایشگاهی است. این روش به دلیل در دسترس نیودن مواد اولیه و هزینه بر بودن فرآیند، در مقیاس صنعتی چندان استفاده نمی شود. در این روش، از اکسید آلومینیوم یا فلز آلومینیوم به عنوان ماده اولیه استفاده می شود و در ادامه، با سولفوریک اسید غلیظ مخلوط شده و محصول اصلی تهیه می شود. این روش به دلیل آزاد شدن گاز هیدروژن در مقیاس صنعتی خطرناک بوده و به همین دلیل کمتر مورد توجه قرار گرفته است.

2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 

 

موارد مصرف سولفات آلومینیوم

از مهم ترین خواص این ترکیب می توان به موارد زیر اشاره کرد:

مصارف خانگی: برخی از رایج ترین کاربردهای این ترکیب در خانه یافت می شود. این ترکیب اغلب در جوش شیرین یافت می شود، اگرچه در مورد مناسب بودن افزودن آلومینیوم به رژیم غذایی اختلاف نظر وجود دارد. برخی از ضد تعریق ها نیز به دلیل خواص ضد باکتریایی آن حاوی سولفات آلومینیوم هستند، اگرچه از سال 2005 FDA آن را به عنوان کاهش دهنده رطوبت به رسمیت نمی شناسد.

کشاورزی: از دیگر کاربردهای این ماده در باغبانی و کشاورزی است که از آنجاییکه بسیار اسیدی است، گاهی اوقات به خاک های بسیار قلیایی اضافه می شود تا pH گیاهان را متعادل کند. هنگامی که آلومینیوم سولفات با آب مخلوط می شود، هیدروکسید آلومینیوم و محلول اسید سولفوریک بسیار رقیق شده تشکیل می دهد که اسیدیته خاک را تغییر می دهد. باغبانانی که ادریسی کاشت می کنند این خاصیت را برای تغییر رنگ گل (آبی یا صورتی) ادریسی اعمال می کنند زیرا این گیاه به pH خاک بسیار حساس است.

تصفیه آب: یکی از مهمترین کاربردهای این ترکیب در تصفیه آب است. هنگامی که این ماده به آب اضافه می شود، باعث شده ناخالصی های میکروسکوپی با هم به صورت ذرات بزرگتر و سنگین تر جمع شوند و کلوخه تشکیل دهند. این توده های ناخالصی سپس در ته ظرف ته نشین شده یا حداقل به اندازه ای بزرگ می شوند که آنها را از آب با فیلتراسیون خارج کنند. این فرآیند آب را برای نوشیدن ایمن تر می کند، بر همین اساس، گاهی اوقات از آلومینیوم سولفات علاوه بر تصفیه آب، در استخرها نیز برای کاهش کدر شدن آب استفاده می شود.

خشک کردن الیاف ها و پارچه: هنگامی که این ترکیب در مقدار زیادی آب که دارای pH خنثی یا کمی قلیایی است حل می شود، ماده ای رنگی به نام هیدروکسید آلومینیوم تولید می کند. این ماده رنگی با نامحلول کردن رنگ در آب به چسبیدن رنگ ها به الیاف پارچه کمک می کند. بنابراین، نقش سولفات آلومینیوم به عنوان یک “تثبیت کننده” رنگ است، به این معنی که با ساختار مولکولی رنگ و پارچه ترکیب شده تا زمانی که پارچه خیس بوده و رنگ تمام نشده است.

تهیه کاغذ: در گذشته از این ترکیب در ساخت کاغذ استفاده می شد، اگرچه امروزه مواد مصنوعی بیشتر جایگزین آن شده است. این ترکیب موجب افزایش مقاومت و طول عمر کاغذ می شود و باعث می شود کاغذ براحتی تجزیه نشود. در این فرآیند، سولفات آلومینیوم با صابون رزین ترکیب شده تا قدرت جذب کاغذ تغییر کند. این امر خاصیت جذب جوهر کاغذ را تغییر می دهد.

 

کاربردهای دیگر

  • برای تهیه حشره کش ها در کشاورزی استفاده می شود.
  • به عنوان عامل کف کننده در کپسول های آتش نشانی
  • به منظور تهیه بکینگ پودر در کیک ها
  • برای حذف آلاینده های هوا از طرق فلیتراسیون

 

خطرات سولفات آلومینیوم

ماهیت اسیدی این ماده باعث سوزش در چشم و پوست می شود. همچنین، بخارات آن از طریق استنشاق وارد سیستم داخلی بدن شده منجر به سرفه، عطسه، خارش گلو و در موارد شدیدتر باعث تحریک ریه و قلب می شود. هنگامی که سولفات آلومینیوم با آب مخلوط می شود، اسید سولفوریک تشکیل می دهد که پوست و چشم انسان را می سوزاند.

تماس با پوست باعث ایجاد کهیرهای قرمز، خارش و احساس سوزش می شود در حالی که استنشاق آن، ریه ها و گلو را تحریک می کند. هنگام استنشاق بلافاصله باعث سرفه و تنگی نفس می شود. خوردن سولفات آلومینیوم تاثیر بسیار منفی بر پوشش روده و معده دارد. در بیشتر موارد، فرد شروع به استفراغ، حالت تهوع و اسهال می کند.

 

نکات ایمنی مواجهه با سولفات آلومینیوم

درمان مسمومیت با این ترکیب یا تماس با آن از اقدامات احتیاطی رایج و عملی در مورد تماس با هر ماده سمی است. اگر روی پوست یا چشم‌هایتان نفوذ کرد، ناحیه در معرض آن را باید فوراً برای چند دقیقه یا تا زمانی که احساس سوزش از بین برود، شستشو دهید.

هنگام استنشاق باید از ناحیه حاوی غبارات این ماده دور شوید و هوای تازه را چندین بار تنفس کنید. در صورت خوردن این ماده و هوشیار بودن مصدوم،‌ می توان از طریق استفراغ فرد را تا حدی درمان کرده و در صورت نیاز به پزشک مراجعه کرد. مانند هر ماده شیمیایی خطرناک، باید اقدامات لازم برای جلوگیری از قرار گرفتن در معرض آنها انجام شود، به خصوص اگر سولفات آلومینیوم با آب مخلوط شود.

 

سولفات آلومینیوم را ازکجا بخرم؟

شما می توانید مشخصات و قیمت انواع بسته بندی سولفات آلومینیوم را در فروشگاه آنلاین ای آز فعال در حوزه ی فروش مواد شیمیایی و تجهیزات آزمایشگاهی مشاهده بفرمائید. www.eaz.ir