كبريتات الألومنيوم عبارة عن ملح غير عضوي يستخدم عادة كعامل تخثر في عمليات معالجة المياه وكعامل تلبد في تنقية السوائل.
| اسم الأيوباك | كبريتات الألومنيوم |
| الصيغة الجزيئية | آل2(SO4)3 |
| CAS رقم | 10043-01-3 |
| المرادفات | كبريتات الألومنيوم، كبريتات ثنائي الألومنيوم، الشب الكيك، الشب مطحنة الورق، الشب المرشح |
| إنتشي | InChI=1S/2Al.3H2O.14H2SO4/c;;31-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2+3;/p-3 |
صيغة كبريتات الألومنيوم
الصيغة الكيميائية لكبريتات الألومنيوم هي Al2(SO4)3. تمثل هذه الصيغة نسبة الذرات في كبريتات الألومنيوم وتستخدم للإشارة إلى تركيب المركب. يمكن أيضًا استخدام الصيغة في الحسابات الكيميائية، مثل تحديد الكتلة المولية أو عدد مولات كبريتات الألومنيوم في عينة معينة. توفر الصيغة الكيميائية لكبريتات الألومنيوم طريقة ملائمة لتمثيل تركيبة المادة ومعترف بها على نطاق واسع في المجتمع العلمي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الصيغة للتنبؤ بالخصائص الكيميائية والفيزيائية لكبريتات الألومنيوم، مثل قابليته للذوبان في الماء، وتفاعله مع المركبات الأخرى، وثباته تحت ظروف مختلفة.
كبريتات الألومنيوم الكتلة المولية
الكتلة المولية لكبريتات الألومنيوم هي 342.15 جم / مول. هذه القيمة مهمة في مختلف الحسابات الكيميائية والفيزيائية، بما في ذلك تحديد التركيزات المولية، وكيمياء التفاعلات، وقانون الغاز المثالي. يتم حساب الكتلة المولية عن طريق إضافة الأوزان الذرية لجميع الذرات الموجودة في الصيغة الكيميائية لكبريتات الألومنيوم، وهي Al2(SO4)3. يمكن أيضًا استخدام الكتلة المولية لتحويل الكتلة إلى عدد الشامات لعينة معينة من كبريتات الألومنيوم.
درجة غليان كبريتات الألومنيوم
لم يتم تحديد نقطة غليان كبريتات الألومنيوم بشكل جيد لأنها تتحلل قبل الغليان. كبريتات الألومنيوم عبارة عن ملح مائي، وعندما يتم تسخينها فإنها تفقد الماء المرطب الخاص بها وتتحلل إلى أكسيد الألومنيوم وحمض الكبريتيك. يمكن أن تتراوح درجة حرارة التحلل من 120 درجة مئوية إلى 140 درجة مئوية، اعتمادًا على درجة الماء. يمكن أن يؤثر وجود الشوائب في العينة أيضًا على درجة حرارة التحلل.
نقطة انصهار كبريتات الألومنيوم
تبلغ درجة انصهار كبريتات الألومنيوم حوالي 1200 درجة مئوية. ترجع درجة الحرارة المرتفعة هذه إلى الروابط الأيونية القوية بين أيونات الألومنيوم والكبريت. كبريتات الألومنيوم هي مادة صلبة بلورية في درجة حرارة الغرفة ولها بنية بلورية محددة جيدا، مما يساهم في ارتفاع نقطة انصهارها. تعتبر نقطة انصهار كبريتات الألومنيوم مهمة في تحديد ظروف المعالجة المطلوبة لتخليق المادة وتنقيتها.
كثافة كبريتات الألومنيوم جم/مل
كثافة كبريتات الألومنيوم هي 1.8 إلى 2.0 جم / مل. يمكن أن تختلف هذه القيمة اعتمادًا على درجة الترطيب ووجود الشوائب في العينة. تعد كثافة كبريتات الألومنيوم خاصية فيزيائية مهمة يمكن استخدامها لحساب حجم كتلة معينة من المادة. تعد كثافة كبريتات الألومنيوم مفيدة أيضًا في تحديد تركيز المحلول، لأنها تتيح للمرء حساب كتلة المذاب لكل وحدة حجم من المذيب.
كبريتات الألومنيوم الوزن الجزيئي
نحدد أن الوزن الجزيئي لكبريتات الألومنيوم هو 342.15 جم/مول عن طريق إضافة الأوزان الذرية لجميع الذرات في صيغتها الكيميائية Al2(SO4)3. تعمل هذه القيمة بمثابة الوزن الجزيئي والكتلة المولية وتلعب دورًا حاسمًا في الحسابات الكيميائية، بما في ذلك تحديد التركيزات المولية وقياس العناصر المتفاعلة للتفاعل.
هيكل كبريتات الألومنيوم
تحتوي كبريتات الألومنيوم على بنية بلورية تتكون من كاتيونات الألومنيوم (Al3+) وأنيونات الكبريتات (SO4^2-). تنسق كاتيونات الألومنيوم مع ستة أنيونات من الكبريتات في ترتيب سداسي محكم، متماسكة معًا بواسطة روابط أيونية قوية. يؤثر التركيب البلوري لكبريتات الألومنيوم على خصائصه الفيزيائية، مثل نقطة الانصهار والذوبان.
| مظهر | بلورية صلبة |
| جاذبية معينة | 1.8 إلى 2.0 جم/مل |
| لون | أبيض |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 342.15 جرام/مول |
| كثافة | 1.8 إلى 2.0 جم/مل |
| نقطة الانصهار | 770 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | ينهار قبل الغليان |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | يذوب في الماء |
| الذوبان | يذوب في الماء |
| ضغط البخار | غير محددة بشكل جيد |
| كثافة بخار | غير محددة بشكل جيد |
| pKa | غير محددة بشكل جيد |
| الرقم الهيدروجيني | حيادي |
السلامة ومخاطر كبريتات الألومنيوم
كبريتات الألومنيوم مادة خطرة يجب التعامل معها بحذر. استنشاق غبارها قد يسبب تهيج الجهاز التنفسي والسعال. قد يسبب ملامسة الجلد أو العينين احمرارًا وحكة وحرقان. تناول كبريتات الألومنيوم قد يسبب تهيج الجهاز الهضمي، بما في ذلك الغثيان والقيء والإسهال. إذا تم تناوله بكميات كبيرة، فإنه يمكن أن يؤدي إلى مشاكل صحية أكثر خطورة، مثل اكتئاب الجهاز العصبي المركزي وتلف الكلى. ولذلك، من المهم ارتداء معدات الحماية الشخصية، مثل القفازات والنظارات الواقية، عند التعامل مع كبريتات الألومنيوم. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون منطقة العمل جيدة التهوية لتقليل خطر استنشاق الغبار. في حالة ملامسة الجلد أو العينين، يجب شطف المنطقة المصابة بكمية كبيرة من الماء لمدة 15 دقيقة على الأقل ويجب طلب العناية الطبية على الفور.
| رموز الخطر | شي – مزعج |
| وصف الأمان | S24/25 – تجنب ملامسة الجلد والعينين |
| معرفات | UN3077 – المخاطر البيئية |
| رمز النظام المنسق | 2833.30.00 |
| فئة الخطر | 8- مادة أكالة |
| مجموعة التعبئة | ثالثا |
| تسمم | سمية منخفضة إلى متوسطة إذا تم تناولها أو استنشاقها أو ملامستها للجلد أو العينين |
طرق تصنيع كبريتات الألومنيوم
يمكن تصنيع كبريتات الألومنيوم بطرق مختلفة، بما في ذلك الترسيب والتفاعل مع حمض الكبريتيك.
إحدى طرق التوليف هي طريقة الترسيب، والتي تتضمن خلط محلول من أملاح الألومنيوم مع حمض الكبريتيك. وينتج عن هذا التفاعل تكوين كبريتات الألومنيوم، التي تترسب من المحلول في صورة صلبة. يمكن بعد ذلك ترشيح المادة الصلبة وغسلها وتجفيفها للحصول على كبريتات الألومنيوم النقية.
طريقة أخرى للتخليق هي طريقة التفاعل، والتي تتضمن خلط هيدروكسيد الألومنيوم أو أكسيد الألومنيوم مع حمض الكبريتيك. وينتج عن هذا التفاعل تكوين كبريتات الألومنيوم والماء. ويمكن بعد ذلك تنقية المنتج عن طريق الغسيل والتجفيف.
في كلتا الطريقتين، يمكن تحسين نقاء المنتج النهائي باستخدام مواد أولية عالية النقاء والتحكم بعناية في ظروف التفاعل. يمكن التحقق من نقاء كبريتات الألومنيوم من خلال تحليل خواصها الفيزيائية والكيميائية، مثل كتلتها المولية، ونقطة الانصهار، والذوبان في الماء.
بشكل عام، يعد تصنيع كبريتات الألومنيوم عملية بسيطة نسبيًا يمكن إجراؤها في المختبر أو في بيئة صناعية، اعتمادًا على حجم الإنتاج المطلوب. يعتمد اختيار طريقة التوليف على توفر المواد الخام، والنقاء المطلوب للمنتج، وحجم الإنتاج المطلوب.
استخدامات كبريتات الألومنيوم
تستخدم الصناعات كبريتات الألومنيوم لتعدد استخداماتها في تطبيقات مختلفة مثل معالجة المياه وإنتاج الورق والزراعة. وفي معالجة المياه، تعمل المادة كمخثر وتنقي مياه الشرب عن طريق التسبب في تجمع الشوائب وتشكيل جزيئات أكبر يمكن تصفيتها بسهولة. تستخدم صناعة إنتاج الورق كبريتات الألومنيوم كمادة حشو وموثق لتحسين قوة الورق ولمعانه وتنظيم مستويات الرقم الهيدروجيني في اللب. في الزراعة، تعمل كبريتات الألومنيوم على خفض درجة حموضة التربة وزيادة الحموضة، مما يوفر للنباتات العناصر الغذائية الأساسية مثل الكبريت والألمنيوم. لكبريتات الألومنيوم أيضًا استخدامات أخرى، بما في ذلك دباغة الجلود والمنسوجات المقاومة للحريق وكمندد في معالجة مياه الصرف الصحي. وهكذا تلعب كبريتات الألومنيوم دورا هاما في الحياة الحديثة من خلال خدمة عدة أغراض في مختلف الصناعات.
أسئلة:
ما هي صيغة كبريتات الألومنيوم؟
الصيغة الكيميائية لكبريتات الألومنيوم هي Al2(SO4)3.
هل كبريتات الألومنيوم قابلة للذوبان؟
نعم، كبريتات الألومنيوم قابلة للذوبان في الماء. يذوب في الماء ليشكل محلول من أيونات الألومنيوم والكبريتات والهيدروكسيد. تعتمد قابلية ذوبان كبريتات الألومنيوم في الماء على درجة الحرارة، مما يعني أنها أكثر قابلية للذوبان في درجات حرارة أعلى وأقل قابلية للذوبان في درجات حرارة منخفضة. في درجة حرارة الغرفة، تذوب كبريتات الألومنيوم بسهولة في الماء، مع قابلية ذوبان تبلغ حوالي 20 جرامًا لكل 100 ملليلتر من الماء.