Алюминат натрия это что

Алюминат натрия

Алюминат натрия
Общие
Систематическое наименование	Алюминат натрия
Традиционные названия	Метаалюминат натрия
Химическая формула	NaAlO2
Физические свойства
Молярная масса	81,97 г/моль
Плотность	2,693 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	1800; 1650 °C
Классификация
Рег. номер CAS	1302-42-7
Рег. номер PubChem	14766
SMILES	O=[Al-]=O.[Na+]

Алюминат натрия — неорганическое соединение, сложный окисел натрия и алюминия с формулой NaAlO₂, белое аморфное вещество, реагирует с водой.

Содержание

Получение

Физические свойства

Алюминат натрия образует белые кристаллы ромбической сингонии, параметры ячейки a = 0,537 нм, b = 0,521 нм, c = 0,707 нм, Z = 4.

Химические свойства

Применение

Литература

Полезное

Смотреть что такое «Алюминат натрия» в других словарях:

Алюминат лития — Общие Систематическое наименование Алюминат лития Химическая формула LiAlO2 Физические свойства Состояние (ст. усл.) бесцветные кристаллы … Википедия

Натрия фосфаты — Известны следующие фосфаты натрия: Дигидрофосфат натрия NaH2PO4 Гидрофосфат натрия Na2HPO4 Ортофосфат натрия Na3PO4 Применение Употребляются для буферных растворов различного назначения, как эмульгаторы в пищевой промышленности … Википедия

Алюминат кобальта(II) — Общие Систематическое наименование Алюминат кобальта(II) Химическая формула Co[Al2O4] Физические свойства Состояние (ст. усл.) синие кристал … Википедия

НАТРИЯ АЛЮМИНАТЫ — М о н о а л ю м и н а т (диоксо алюминат) NaAlO2 бесцв. кристаллы; существует в двух модификациях: до 470 o С стабилен b NaAlO2 с ромбич. решеткой ( а =0,538 нм, b =0,522 нм, с =0,707 нм, z = 4, пространств. группа Pna21 плотн. 2,693 г/см 3),… … Химическая энциклопедия

Гексафтороалюминат натрия — Общие Систематическое наименование Гексафтороалюминат натрия Традиционные названия Фтористый алюминий натрий Химическая формула Na3[AlF6] Физические свойства … Википедия

Тетрагидридоалюминат натрия — Общие Систематическое наименование Тетрагидридоалюминат натрия Традиционные названия Тетрагидридоалюминат натрия, алюмогидрид натрия, натрийалюминий гидрид, аланат натрия Химическая формула NaAlH4 … Википедия

Гексанитрокобальтат(III) натрия — Гексанитрокобальтат(III) натрия … Википедия

Гидрокарбонат натрия — Гидрокарбонат натрия … Википедия

Тетраборат натрия — Минерал Tincalconite … Википедия

Хлорид натрия — Хлорид натрия … Википедия

Источник

Применение добавки алюмината натрия в качестве ускорителя схватывания (твердения) бетона

Алюминат натрия представляет из себя смесь двух оксидов:

и выглядит, как аморфное беловатое вещество, хорошо растворимое в воде.

Амфотерные свойства алюминия позволяют алюминату натрия, довольно хорошо растворяется и в кислых, и в щелочных растворах. Растворимость его тем выше, чем выше температура растворителя. На воздухе алюминат натрия разлагается на составляющие.

Области применения алюмината натрия

Алюминат натрия применяют во многих производственных процессах:

1. При производстве лаков;

2. В качестве наполнители при производстве мыла;

3. В ионно – обменной очистке воды;

4. В процессах смягчения жесткости воды;

5. При производстве бумаги;

6. При производстве стекла (придает жаропрочные свойства);

7. Очистка промышленных сточных вод в качестве эффективного коагулянта;

8. В производстве пластмасс;

9. Как ускоритель схватывания или твердения бетонов в коммерческом или жилищном строительстве.

Ускорение схватывания бетона. Использование алюмината натрия в качестве добавки

Сегодня мы более подробно остановимся на рассмотрении алюмината в качестве основного компонента противоморозных добавок для ускорения схватывания бетона. Впервые, влияние алюмината натрия на строительные растворы было изучено такими известными научными деятелями как А.Я. Якуб и Л.Б.Митгарц. В результате их исследований было установлено, что он является хорошим ускорителем схватывания цемента и твердения бетона.

1. Расход цемента при использовании алюмината натрия может снизиться.

2. Кроме того, в 2 раза может сократиться расход энергии на прогрев цемента, что дает дополнительную экономию.

4. Уже спустя 7 суток такой бетон может выдержать давление в 8 атмосфер.

5. Арматура, уложенная в такой бетон, не будет подвергаться коррозии, что позволяет использовать такой бетон для навесных конструкций (в особенности для туннелей и мостов).

Бетонный раствор, приготовленный с использованием такой добавки, обладает высокой степенью прочности, поэтому его можно использовать для заделывания дыр и трещин в бетоне с хорошими антикоррозийными свойствами. Добавка на основе алюмината натрия значительно уменьшает усадку бетона, трещины образуются крайне редко, отпадает необходимость в использовании различных вибраторов и виброреек для уплотнения цементного теста.

Конечно же, более обширное применение алюмината натрия связано с очисткой воды, где он применяется в качестве коагулянта, но рассмотренное выше свойство алюмината натрия не менее важно, особенно для нашей страны, т.к. у нас довольно суровые зимы. Применение алюмината натрия позволяет ускорить процесс коммерческого и жилищного строительства.

Источник

Использование алюмината натрия в производстве стекла

Алюминат натрия для жидкого огнеупорного стекла

Раствор, при высыхании не давал оптических искажений и был абсолютно прозрачным. Такой раствор содержит силикат щелочного металла, растворимый алюминат щелочного металла – алюминат натрия, калия, лития. Также вводят многоатомные соединения и гидрокарбоновую кислоту. Чтобы получить качественное огнестойкое стекло необходимо вводить указанные выше вещества строго поэтапно и контролировать температурный режим. Сначала, к раствору силиката щелочного металла, добавляется алюминат натрия, затем гидроксикарбоновую кислоту, а в конце многоатомные соединения. Стекло, из такого раствора, располагают между обычными стеклами и когда происходит возгорание, то этот неорганический силикатный слой вспучивается и расширяется с образованием пены. Пена термически блокирует дальнейшее распространение огня. Такое стекло массивнее, чем обычное и стоит по цене значительно дороже.

Слой жидкого стекла выплавляется из силиката натрия или силиката калия. Ранее, американские изобретатели, описывая огнестойкие стекла, отмечали в своих работах, что «многоатомные спирты, мочевина, моносахариды, фосфат натрия, полисахариды, бура, алюминат натрия, диоксид кремния и борная кислота – улучшают качество огнеупорного стекла. Как оказалось, добавление алюмината натрия, согласно американским изобретателям, ухудшало свойства жидкого стекла – наблюдалось выпадение в осадок, при добавлении сразу или при стоянии. Это явление ухудшало оптические показатели стекла, ведь оно должно быть прозрачным.

Удаление нежелательных последствий алюмината натрия в стекле

После многочисленных испытаний, было выявлено, что получение прозрачного, не выпадающего в осадок раствора возможно, если нейтрализовать алюминат натрия, перед добавлением, гидроксикарбоновой кислотой. Как уже отмечалось выше, в производстве стекла можно применять любой водорастворимый алюминат, алюминат любого щелочного металла, например, лития, натрия, цезия. Но наибольшее предпочтение производители отдают алюминату натрия. Кроме щелочных металлов, можно использовать алюминаты алкиламмония и алюминат аммония.

Для нейтрализации используют такие карбоновые кислоты, как: глюконовая кислота, сахарная кислота, винная кислота, молочная кислота, яблочная кислота и лимонная кислота. Причем, последнюю применяют в производстве чаще всего. В современном производстве стекла, в основе раствора используют силикат натрия, соотношение оксида кремния и оксида натрия, в котором составляет 2.85:1.

Целесообразность добавления того, или иного компонента должно определяться в ходе длительных и многочисленных исследований. Добавление алюмината натрия в большом количестве снижает прозрачность раствора, а огнеупорность стекла, наоборот, повышается. Чтобы не навредить этим качествам стекла, необходимо найти оптимальную дозу алюмината. Оптимальная доза соотношения кремния и алюминия с 25:1 до 32:1, кремния и щелочного металла от 2.5:1 до 4:1. Раствор алюмината натрия должен быть с массовой долей от 20%. Карбоновую кислоту, к алюминату натрия, следует добавлять, пока среда раствора не установится в пределах pH 9 – 11.

Температура, при осуществлении нейтрализации, не должна превышать 50 ̊ С. Нейтрализованный алюминат необходимо добавлять к жидкому стеклу равномерной струйкой, при непосредственном помешивании. Этот силикатный раствор, при производстве огнестойкого стекла, заливается на лист обычного стекла, снабженного контурным барьером, чтобы раствор удержался на нем. Затем его сушат, при определенной температуре и влажности, для предотвращения различных дефектов (пузырьков, осадка, оптической кривизны и пр.) Толщина такого слоя варьируется от 0.1 до 2 мм.

Источник

Алюминий. Химия алюминия и его соединений

Бинарные соединения алюминия

Алюминий

Положение в периодической системе химических элементов

Алюминий расположен в главной подгруппе III группы (или в 13 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение алюминия и свойства

Электронная конфигурация алюминия в основном состоянии :

+13Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 1s 2s 2p 3s 3p

Электронная конфигурация алюминия в возбужденном состоянии :

+13Al * 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2 1s 2s 2p 3s 3p

Алюминий проявляет парамагнитные свойства. Алюминий на воздухе быстро образует прочные оксидные плёнки, защищающие поверхность от дальнейшего взаимодействия, поэтому устойчив к коррозии.

Физические свойства

Алюминий – лёгкий металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

Алюминий — один из наиболее ценных цветных металлов для вторичной переработки. На протяжении последних лет, цена на лом алюминия в пунктах приема непреклонно растет. По ссылке можно узнать о том, как сдать лом алюминия.

Нахождение в природе

Алюминий — самый распространенный металл в природе, и 3-й по распространенности среди всех элементов (после кислорода и кремния). Содержание в земной коре — около 8%.

В природе алюминий встречается в виде соединений:

Корунд Al₂O₃. Красный корунд называют рубином, синий корунд называют сапфиром.

Способы получения

Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. Поэтому традиционные способы получения алюминия восстановлением из оксида протекают требуют больших затрат энергии. Для промышленного получения алюминия используют процесс Холла-Эру. Для понижения температуры плавления оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите (при температуре 960-970 о С) Na₃AlF₆, а затем подвергают электролизу с углеродными электродами. При растворении в расплаве криолита оксид алюминия распадается на ионы:

На катоде происходит восстановление ионов алюминия:

Катод: Al 3+ +3e → Al 0

На аноде происходит окисление алюминат-ионов:

Суммарное уравнение электролиза расплава оксида алюминия:

Лабораторный способ получения алюминия заключается в восстановлении алюминия из безводного хлорида алюминия металлическим калием:

AlCl₃ + 3K → Al + 3KCl

Качественные реакции

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид алюминия растворяется с образованием тетрагидроксоалюмината:

AlCl₃ + 4NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl

Соли алюминия можно обнаружить с помощью водного раствора аммиака. При взаимодействии растворимых солей алюминия с водным раствором аммиака также в ыпадает полупрозрачный студенистый осадок гидроксида алюминия.

AlCl₃ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄Cl

Al 3+ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄ +

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида алюминия с раствором аммиака можно посмотреть здесь.

Химические свойства

1.1. Алюминий реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

1.2. Алюминий реагирует с серой с образованием сульфидов:

Al + P → AlP

1.4. С азотом алюминий реагирует при нагревании до 1000 о С с образованием нитрида:

2Al + N₂ → 2AlN

1.5. Алюминий реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия:

1.6. Алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

Видеоопыт взаимодействия алюминия с кислородом воздуха (горение алюминия на воздухе) можно посмотреть здесь.

2. Алюминий взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Реагирует ли алюминий с водой? Ответ на этот вопрос вы без труда найдете, если покопаетесь немного в своей памяти. Наверняка хотя бы раз в жизни вы встречались с алюминиевыми кастрюлями или алюминиевыми столовыми приборами. Такой вопрос я любил задавать студентам на экзаменах. Что самое удивительное, ответы я получал разные — у кого-то алюминий таки реагировал с водой. И очень, очень многие сдавались после вопроса: «Может быть, алюминий реагирует с водой при нагревании?» При нагревании алюминий реагировал с водой уже у половины респондентов))

2Al 0 + 6 H₂ + O → 2 Al +3 ( OH)₃ + 3 H₂ 0

Амальгаму алюминия можно получить, выдержав кусочки алюминия в растворе хлорида ртути ( II ):

3HgCl₂ + 2Al → 2AlCl₃ + 3Hg

Видеоопыт взаимодействия амальгамы алюминия с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Алюминий взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой). При этом образуются соль и водород.

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

2.3. При обычных условиях алюминий не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат алюминия и вода:

2.4. Алюминий не реагирует с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации.

С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием молекулярного азота:

При взаимодействии алюминия в виде порошка с очень разбавленной азотной кислотой может образоваться нитрат аммония:

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ ↑

Видеоопыт взаимодействия алюминия со щелочью и водой можно посмотреть здесь.

Алюминий реагирует с расплавом щелочи с образованием алюмината и водорода:

2Al + 6NaOH → 2Na₃AlO₃ + 3H₂ ↑

Эту же реакцию можно записать в другом виде (в ЕГЭ рекомендую записывать реакцию именно в таком виде):

2Al + 6NaOH → 2NaAlO₂ + 3H₂↑ + 2Na₂O

2Al + 3CuO → 3Cu + Al₂O₃

Еще пример : алюминий восстанавливает железо из железной окалины, оксида железа (II, III):

Восстановительные свойства алюминия также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: пероксидом натрия, нитратами и нитритами в щелочной среде, перманганатами, соединениями хрома (VI):

Источник

NaAlO₂Молярная масса81,97 г / мольВнешностьбелый порошок (иногда светло-желтоватый)
гигроскопичен / при растворении в воде образуется коллоидный раствор черного цветаЗапахбез запахаПлотность1,5 г / см 3Температура плавления1650 ° С (3000 ° F, 1920 К)

Алюминат натрия является неорганический химическое вещество, которое используется как эффективный источник гидроксид алюминия для многих промышленных и технических приложений. Чистый натрий алюминат (безводный) белый кристаллический твердое вещество, имеющее формулу, которую по-разному обозначают как NaAlO₂, NaAl (ОН)₄ (гидратированный), [2] Na₂O · Al₂О₃, или Na₂Al₂О₄. Коммерческий алюминат натрия доступен в виде раствора или твердого вещества.
Другие родственные соединения, иногда называемые алюминатом натрия, полученные реакцией Na₂О и Al₂О₃ Na₅AlO₄ который содержит дискретный AlO₄ 5− анионы, Na₇Al₃О₈ и Na₁₇Al₅О₁₆ содержащие сложные полимерные анионы, и NaAl₁₁О₁₇, который когда-то ошибочно считался β-оксидом алюминия, фазой оксид алюминия. [3] [4]

Содержание

Структура

Безводный алюминат натрия, NaAlO₂, содержит трехмерный каркас из соединенных углов AlO₄ тетраэдры. Гидратированная форма NaAlO₂· 5 / 4ч₂O имеет слои AlO₄ тетраэдры объединены в кольца, а слои удерживаются вместе ионами натрия и молекулами воды, которые водородными связями с атомами O в AlO₄ тетраэдры. [5]

Производство

Алюминат натрия производится растворением гидроксид алюминия (Al (OH)₃) в каустическая сода (NaOH) раствор. Гидроксид алюминия (гиббсит) можно растворить в 20–25% водном растворе NaOH при температуре, близкой к температуре кипения. Использование более концентрированных растворов NaOH приводит к получению полутвердого продукта. Процесс должен осуществляться в емкостях с паровым обогревом никель или же стали, а гидроксид алюминия следует кипятить с примерно 50% водным раствором едкого натра до образования пульпы. Готовую смесь нужно вылить в емкость и охладить; твердая масса, содержащая около 70% NaAlO₂ затем формируется. После измельчения продукт обезвоживают во вращающейся печи. Полученный продукт содержит 90% NaAlO.₂ и 1% воды вместе с 1% свободного NaOH.

Реакция металлического алюминия и щелочи

Алюминат натрия также образуется под действием гидроксида натрия на элементарный алюминий, который является амфотерный металл. После установления реакция является сильно экзотермической и сопровождается быстрым выделением газообразного водорода. Иногда реакцию записывают так:

Однако частицы, образующиеся в растворе, скорее всего, содержат [Al (OH)₄] − ион или, возможно, [Al (H₂O)₂(ОЙ)₄] − ион. [6]

Использует

При очистке воды он используется как добавка к системам смягчения воды, как коагулянт для улучшения флокуляция, и для удаления растворенных кремнезем и фосфаты.

В строительной технике алюминат натрия используется для ускорения затвердевания конкретный, в основном при работе в мороз.

Алюминат натрия также используется в бумажная промышленность, за огнеупорный кирпич производство, производство глинозема и пр.

Растворы алюмината натрия являются промежуточными продуктами в производстве цеолиты. [7]

Источник