SOLFATO DI ALLUMINIO (AL2 (SO4) 3): STRUTTURA, USI, TOSSICITÀ - CHIMICA - 2026

Il solfato di alluminio è un sale di alluminio inorganico di formula A il ₂ (SO ₄ ) _3, solitamente visto come cristalli solidi bianchi lucidi. Il colore del composto sarà influenzato dalla sua concentrazione di ferro e da qualsiasi altra impurità. Esistono due tipi principali di solfato di alluminio: A e B.

L'immagine inferiore mostra cristalli bianchi di solfato di alluminio idrato. Si può notare l'assenza di colorazioni marroni, indicative di ioni ferro all'interno del reticolo cristallino.

Fonte: Martin Walker tramite Wikimedia Commons

Il solfato di alluminio è un sale molto solubile in acqua e in natura è raro trovarlo nella sua forma anidra. Di solito è idratato sotto forma di solfato di alluminio ottadecaidrato o esadecaidrato.

Allo stesso modo, può formare doppi sali con il potassio e con l'ammonio, composti noti come allumi. In parte ciò può essere dovuto all'affinità dell'acqua all'interno degli idrati per trattenere ioni diversi dall'alluminio.

Il solfato di alluminio può essere scomposto dall'azione dell'acqua in idrossido di alluminio e acido solforico. Questa proprietà ha permesso il suo utilizzo come acidificante del suolo.

È anche un composto tossico, soprattutto a contatto con la sua polvere. Tuttavia, ha una miriade di usi e applicazioni che vanno dalla purificazione dell'acqua con il metodo della coagulazione, attraverso il suo utilizzo in vari settori, al suo utilizzo a scopo terapeutico.

Struttura

Fonte: Gabriel Bolívar

Il solfato di alluminio ha un rapporto di due cationi Al ³⁺ per ogni tre anioni SO ₄ ^2- (immagine in alto), che può essere visto direttamente nella sua formula chimica Al ₂ (SO ₄ ) ₃ .

Si noti che Al ³⁺ sono di colore grigiastro, mentre SO ₄ ^2- sono gialli (a causa dell'atomo di zolfo) e rossi (a causa degli atomi di ossigeno).

La struttura illustrata corrisponde alla forma anidra di Al ₂ (SO ₄ ) ₃ , poiché nessuna molecola d'acqua interagisce con gli ioni. Nei suoi idrati, invece, l'acqua può essere attratta dai centri positivi di Al ³⁺ , o dai tetraedri negativi di SO ₄ ^2- mediante legami idrogeno (HOH-O-SO ₃ ^2- ).

Al ₂ (SO ₄ ) ₃ ∙ 18H ₂ O, ad esempio, contiene 18 molecole d'acqua nella sua struttura solida. Alcuni di loro possono essere in contatto diretto con Al ³⁺ o SO ₄ ^2- . In altre parole: il solfato di alluminio può avere acqua coordinante interna o esterna.

Allo stesso modo, la sua struttura può ospitare altri cationi come Fe ³⁺ , Na ⁺ , K ⁺ , ecc. Ma per questo, è necessaria la presenza di più anioni SO ₄ ^2- . Per cosa? Per neutralizzare l'aumento delle cariche positive dovute alle impurità metalliche.

Il solfato di alluminio può avere molte strutture, sebbene i suoi idrati tendano ad adottare il sistema cristallino monoclino.

Proprietà fisiche e chimiche

Aspetto

Si presenta come un solido con cristalli bianchi lucenti, granuli o polvere.

Peso molecolare

342,31 g / mol (anidro).

Odore

È inodore

Gusto

Sapore dolce moderatamente astringente.

Punto di fusione

770 ° C forma anidra (86,5 ° C forma ottadecaidrato)

Solubilità dell'acqua

31,2 g / 100 ml a 0 ° C; 36,4 g / 100 ml a 20 ° C e 89 g / 100 ml a 100 ° C.

Densità

Da 2,67 a 2,71 g / cm ³ .

solubilità

Leggermente solubile in alcool etilico.

Pressione del vapore

Essenzialmente zero.

Stabilità

Stabile in aria.

Decomposizione

Quando riscaldato, intorno al punto di fusione, può decomporsi emettendo soprattutto ossido di zolfo, un gas tossico.

Corrosività

Le soluzioni di solfato di alluminio sono corrosive per l'alluminio. Inoltre il composto può corrodere i metalli in presenza di umidità.

pKa

3.3 a 3.6. E il suo pH è 2,9 o più in una soluzione acquosa al 5%.

A cosa serve (usi)

Coagulazione o flocculazione dell'acqua

-Quando miscelato con acqua (potabile, servita o di rifiuto), il solfato di alluminio produce idrossido di alluminio, che forma complessi con i composti e le particelle in soluzione, accelerandone la sedimentazione, che in assenza di trattamento con solfato di alluminio ci vorrebbe molto tempo.

-Il solfato di alluminio viene utilizzato anche per pulire l'acqua della piscina, rendendola più attraente da usare.

-Attraverso l'uso di solfato di alluminio si ottiene un'acqua priva di torbidità e colore, aumentandone la potabilità facilitando la pulizia dell'acqua. Purtroppo questo metodo di purificazione può portare ad un leggero aumento della concentrazione di alluminio nell'acqua.

-L'alluminio è un metallo molto tossico che si accumula nella pelle, nel cervello e nei polmoni, provocando gravi disturbi. Inoltre, non si sa quale funzione svolga negli esseri viventi.

-L'Unione Europea richiede che il limite massimo consentito di alluminio nell'acqua non superi 0,2 mg / l. Nel frattempo, la US Enviromental Protection Agency richiede che il limite massimo di contaminazione dell'acqua con l'alluminio non superi 0,05-0,2 mg / l.

-Il trattamento delle acque usate o di scarico con solfato di alluminio consente l'eliminazione o la riduzione del fosforo in esse contenuto, in modo economico.

Utilizzare come mordente per inchiostro e nella fabbricazione della carta

-Il solfato di alluminio è stato utilizzato come mordente di coloranti o inchiostri, aiutando a fissarsi sul materiale da tingere. La sua azione fissante è dovuta all'Al (OH) ₃ , la cui consistenza gelatinosa collabora con l'adsorbimento dei coloranti sui tessuti.

-Anche se è stato utilizzato dal 2000 aC circa per lo scopo descritto, solo i coloranti organici richiedono mordenti. I coloranti sintetici, d'altra parte, non richiedono mordenti per svolgere il loro lavoro.

-È stato sostituito dalla produzione di carta, ma è ancora utilizzato nella produzione di pasta di carta. Rimuove le sue impurità, così come è stato utilizzato anche per legare i materiali, neutralizzare le cariche e calibrare la colofonia.

Usi industriali

-Utilizzato nel settore edile per accelerare la presa del calcestruzzo. Inoltre, è utilizzato nell'impermeabilizzazione delle costruzioni.

-Nell'industria dei saponi e dei grassi viene utilizzato nella produzione di glicerina.

-Viene utilizzato nell'industria petrolifera nella produzione di catalizzatori sintetici che utilizzano durante il loro funzionamento.

-Viene utilizzato nell'industria farmaceutica come astringente nella preparazione di farmaci e cosmetici.

-Partecipa alla produzione di coloranti come il carminio. Viene anche utilizzato come colorante nella produzione di gomme sintetiche stirene butadiene.

-Nell'industria di produzione dello zucchero viene utilizzato come purificatore della melassa di canna da zucchero.

-È utilizzato nella produzione di deodoranti. Perché? Perché provoca un restringimento dei dotti delle ghiandole sudoripare, limitando così l'accumulo di sudore, mezzo necessario per la crescita dei batteri che provocano cattivi odori.

-Viene utilizzato nella concia della pelle, processo necessario per il suo utilizzo. Inoltre, viene utilizzato nella produzione di fertilizzanti.

-Viene utilizzato come additivo nella preparazione di vernici, adesivi e sigillanti, nonché prodotti per la pulizia e la cura dei mobili.

Usi medicinali e terapeutici

-Il solfato di alluminio è un coadiuvante immunitario. Pertanto, svolge la funzione di processare gli antigeni in modo tale che quando vengono rilasciati nel loro sito di azione, producano una maggiore produzione di anticorpi contro gli antigeni che sono stati inoculati.

-Freund's adiuvante e BCG, così come altri adiuvanti, compresi quelli endogeni come le interleuchine, non sono specifici per gli antigeni, consentendo un aumento del raggio di azione immunitaria. Ciò ha permesso lo sviluppo di vaccini contro numerose malattie.

-L'azione coagulante del solfato di alluminio ha permesso l'eliminazione di numerosi virus nell'acqua trattata, tra gli altri: Q beta, MS2, T4 e P1. I risultati indicano che il trattamento dell'acqua con solfato di alluminio produce un'inattivazione di tali virus.

-Il solfato di alluminio viene utilizzato sotto forma di bastoncino o come polvere nel trattamento di piccole ferite superficiali o abrasioni prodotte durante la rasatura.

-Viene utilizzato nella produzione di acetato di alluminio, un composto utilizzato nel trattamento di alcune condizioni dell'orecchio. È stato anche utilizzato, senza successo significativo, per alleviare le conseguenze delle punture di formiche di fuoco.

-Le soluzioni di solfato di alluminio vengono utilizzate, ad una concentrazione dal 5% al ​​10%, nel trattamento locale delle ulcere che consentono il controllo delle loro secrezioni.

-L'azione astringente del solfato di alluminio contrae gli strati superficiali della pelle, coagulando le proteine ​​e curando le ferite.

Altri usi

-Il solfato di alluminio aiuta a controllare l'eccessiva crescita di alghe in stagni, laghi e torrenti. Viene anche utilizzato nell'eliminazione dei molluschi, tra gli altri la lumaca spagnola.

-I giardinieri applicano questo composto per acidificare i terreni alcalini. A contatto con la loro acqua, il solfato di alluminio si decompone in idrossido di alluminio e acido solforico diluito. Quindi, l'idrossido di alluminio precipita, lasciando l'acido solforico in soluzione.

-L'acidificazione dei terreni dovuta all'acido solforico viene visualizzata in modo molto creativo, grazie all'esistenza di una pianta chiamata Ortensia, i cui fiori diventano blu in presenza di un terreno acido; cioè sono sensibili e rispondono ai cambiamenti di pH.

-Il solfato di alluminio è coinvolto nella produzione di una schiuma per combattere e controllare il fuoco. Come? Reagisce con il bicarbonato di sodio, liberando CO ₂ . Questo gas blocca l'accesso di O ₂ al sito di combustione del materiale; e di conseguenza il cessate il fuoco che si stava sviluppando.

Produzione di solfato di alluminio

Il solfato di alluminio viene sintetizzato facendo reagire un composto ricco di alluminio, come la bauxite minerale, con acido solforico a temperature elevate. La seguente equazione chimica rappresenta la reazione:

Al ₂ O ₃ + H ₂ SO ₄ ---> Al ₂ (SO ₄ ) ₃ + 3 H ₂ O

Il solfato di alluminio può anche essere formato da una reazione di neutralizzazione tra idrossido di alluminio e acido solforico, secondo la seguente reazione:

2 Al (OH) ₃ + 3 H ₂ SO ₄ + 12 H ₂ O ---> Al ₂ (SO ₄ ) ₃ .18H ₂ O

L'acido solforico reagisce con l'alluminio per formare solfato di ammonio e rilasciare molecole di idrogeno come gas. La reazione è delineata come segue:

2 Al + 3 H ₂ SO ₄ ---–> Al ₂ (SO ₄ ) ₃ + 3 H ₂

tipi

Il solfato di alluminio è classificato in due tipi: tipo A e tipo B. Nel solfato di alluminio di tipo A, i solidi sono di colore bianco e hanno una concentrazione di ferro inferiore allo 0,5%.

Nel solfato di alluminio di tipo B, i solidi sono di colore marrone e hanno una concentrazione di ferro inferiore all'1,5%.

Esistono industrie che producono solfato di alluminio che hanno criteri diversi per la sua classificazione. Pertanto, un'industria riporta per la sua preparazione di solfato di alluminio di tipo A una concentrazione massima dello 0,1% di ferro come ossido ferrico. Mentre per il tipo B indicano una concentrazione massima di ferro dello 0,35%.

Tossicità

-Il solfato di alluminio è un composto che esercita la sua azione tossica attraverso il contatto con la sua polvere, provocando così irritazioni alla pelle e, in caso di contatti frequenti, dermatiti.

-Provoca forte irritazione agli occhi, provocando anche lesioni permanenti.

-La sua inalazione produce irritazione al naso e alla gola, che può provocare tosse e raucedine.

-La sua ingestione provoca irritazione gastrica, nausea e vomito.

-Ci sono effetti tossici che, sebbene non siano direttamente dovuti al solfato di alluminio, sono indirettamente dovuti al suo utilizzo. È il caso di alcuni effetti tossici dell'alluminio, causati dall'uso del solfato di alluminio nella purificazione dell'acqua.

-I pazienti che vengono dializzati cronicamente utilizzando sali preparati in acqua purificata, attraverso l'uso di solfato di alluminio, presentano disturbi di salute molto gravi. Questi disturbi includono anemia, demenza da dialisi e aumento della malattia ossea.

Riferimenti

1. Wikipedia. (2018). Solfato di alluminio. Tratto da: en.wikipedia.org
2. Aris Industrial. Soluzione di solfato di alluminio tipo A e B. Tratto da: aris.com.pe
3. Christopher Boyd. (9 giugno 2014). Principali utilizzi industriali del solfato di alluminio. Tratto da: chemservice.com
4. PubChem. (2018). Solfato di alluminio anidro. Tratto da: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Andesia Chemicals. (20 agosto 2009). Foglio di sicurezza del solfato di alluminio. . Tratto da: andesia.com
6. Libro di chimica. (2017). Solfato di alluminio. Tratto da: chemicalbook.com