Sulfato de alumínio (Al2 (SO4) 3): estrutura, usos, toxicidade - Ciência - 2023

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o sulfato de alumínio é um sal de alumínio inorgânico de fórmula Al₂(SW₄)_3, que geralmente aparece como um sólido branco com cristais brilhantes. A cor do composto será influenciada por sua concentração de ferro e quaisquer outras impurezas. Existem dois tipos principais de sulfato de alumínio: A e B.

A imagem abaixo mostra cristais brancos de sulfato de alumínio hidratado. A ausência de colorações marrons pode ser notada, indicativa de íons de ferro dentro da rede cristalina.

O sulfato de alumínio é um sal muito solúvel em água e, na natureza, é raro encontrá-lo em sua forma anidra. Geralmente é hidratado na forma de sulfato de alumínio octadeca-hidratado [Al₂(SW₄)₃.18H₂O] ou hexadecahidrato [Al₂(SW₄)₃.16H₂OU].

Da mesma forma, pode formar sais duplos com potássio e com amônio, compostos conhecidos como alúmen. Em parte, isso pode ser devido à afinidade da água dentro dos hidratos para reter íons diferentes do alumínio.

O sulfato de alumínio pode ser decomposto pela ação da água em hidróxido de alumínio e ácido sulfúrico. Esta propriedade permite seu uso como acidificante do solo.

Também é um composto tóxico, principalmente quando em contato com sua poeira. No entanto, possui uma miríade de utilizações e aplicações que vão desde a purificação da água pelo método de coagulação, passando pela sua utilização em várias indústrias, até à sua utilização para fins terapêuticos.

Estrutura

O sulfato de alumínio tem uma proporção de dois cátions Al³⁺ para cada três ânions SO₄^2- (imagem superior), que pode ser visto diretamente em sua fórmula química Al₂(SW₄)₃.

Observe que o Al³⁺ são acinzentados, enquanto₄^2- eles são amarelos (para o átomo de enxofre) e vermelhos (para os átomos de oxigênio).

A estrutura ilustrada corresponde à forma anidra de Al₂(SW₄)₃, uma vez que nenhuma molécula de água interage com os íons. Em seus hidratos, no entanto, a água pode ser atraída pelos centros positivos de Al³⁺, ou pelo tetraedro negativo de SO₄^2- por ligação de hidrogênio (HOH- O-SO₃^2-).

Al₂(SW₄)₃∙ 18H₂Ou, por exemplo, contém 18 moléculas de água em sua estrutura sólida. Alguns deles podem estar em contato direto com a Al³⁺ ou com o SO₄^2-. Em outras palavras: o sulfato de alumínio pode ter água coordenada interna ou externa.

Da mesma forma, sua estrutura pode hospedar outros cátions, como Fe³⁺, N / D⁺, K⁺etc. Mas para isso, a presença de mais ânions SO₄^2-. Para que? Para neutralizar o aumento das cargas positivas devido às impurezas metálicas.

O sulfato de alumínio pode ter várias estruturas, embora seus hidratos tendam a adotar o sistema de cristal monoclínico.

Propriedades físicas e químicas

Aparência

Ocorre como um sólido com cristais, grânulos ou pó brancos brilhantes.

Peso molecular

342,31 g / mol (anidro).

Odor

É inodoro

Sabor

Sabor doce moderadamente adstringente.

Ponto de fusão

Forma anidra 770º C (forma octadeca-hidratada 86,5º C)

Solubilidade em água

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

Densidade

2,67 a 2,71 g / cm³.

Solubilidade

Ligeiramente solúvel em álcool etílico.

Pressão de vapor

Essencialmente zero.

Estabilidade

Estável no ar.

Decomposição

Quando aquecido próximo ao ponto de fusão, ele pode se decompor, emitindo principalmente óxido de enxofre, um gás tóxico.

Corrosividade

As soluções de sulfato de alumínio são corrosivas para o alumínio. Além disso, o composto pode corroer metais na presença de umidade.

pKa

3,3 a 3,6. E seu pH é 2,9 ou mais em uma solução aquosa a 5%.

Para que serve (usa)

Coagulação ou floculação de água

-Quando misturado à água (potável, servida ou residual), o sulfato de alumínio produz hidróxido de alumínio, que forma complexos com os compostos e partículas em solução, acelerando sua sedimentação, que na ausência de tratamento com sulfato de alumínio levaria muito tempo.

-Sulfato de alumínio também é utilizado na limpeza de água de piscinas, tornando-as mais atrativas de uso.

-Através do uso de sulfato de alumínio, consegue-se uma água destituída de turbidez e cor, aumentando sua potabilidade ao facilitar a limpeza da água. Infelizmente, esse método de purificação pode levar a um aumento ligeiramente na concentração de alumínio na água.

-O alumínio é um metal muito tóxico que se acumula na pele, no cérebro e nos pulmões, causando graves distúrbios. Além disso, não se sabe qual a função que desempenha nos seres vivos.

-A União Europeia exige que o limite máximo permitido de alumínio na água não exceda 0,2 mg / l. Enquanto isso, a Agência de Proteção Ambiental dos EUA exige que o limite máximo de contaminação da água com alumínio não exceda 0,05-0,2 mg / l.

-O tratamento de água usada ou esgoto com sulfato de alumínio permite a eliminação ou redução do fósforo presente nas mesmas, de forma econômica.

Use como mordente de tinta e na fabricação de papel

-Sulfato de alumínio tem sido utilizado como mordente de corantes ou tintas, auxiliando na fixação no material a ser tingido. Sua ação fixadora é devida ao Al (OH)₃, cuja consistência gelatinosa colabora com a adsorção de corantes nos têxteis.

-Embora tenha sido usado desde aproximadamente 2.000 aC para os fins descritos, apenas os corantes orgânicos requerem mordentes. Os corantes sintéticos, por outro lado, não requerem mordentes para fazer seu trabalho.

-Já foi deslocado da fabricação de papel, mas ainda é utilizado na produção de celulose. Ele remove suas impurezas, assim como também tem sido usado para ligar materiais, neutralizar cargas e calibrar colofônia.

Usos industriais

-É utilizado na indústria da construção para acelerar a pega do concreto. Além disso, é utilizado na impermeabilização de construções.

-Na indústria de sabonetes e gorduras é utilizado na produção de glicerina.

-É utilizado na indústria do petróleo na produção de catalisadores sintéticos utilizados durante sua operação.

-É utilizado na indústria farmacêutica como adstringente na preparação de medicamentos e cosméticos.

- Participa da elaboração de corantes como o carmim. Também é usado como corante na fabricação de borrachas sintéticas de estireno-butadieno.

- Na indústria açucareira é utilizado como purificador do melaço da cana-de-açúcar.

-É utilizado na fabricação de desodorantes. Por quê? Porque provoca o estreitamento dos dutos das glândulas sudoríparas, limitando assim o acúmulo de suor, meio necessário para o crescimento de bactérias causadoras de odores.

-É utilizado no curtimento de couro, processo necessário à sua utilização. Além disso, é utilizado na fabricação de fertilizantes.

-É utilizado como aditivo na preparação de tintas, adesivos e selantes, bem como em produtos de limpeza e conservação de móveis.

Usos medicinais e terapêuticos

-Sulfato de alumínio é um adjuvante imunológico. Portanto, cumpre a função de processar antígenos de tal forma que, ao serem liberados em seu local de ação, produzam uma maior produção de anticorpos aos antígenos inoculados.

-Adjuvante de Freund e BCG, assim como outros adjuvantes, inclusive endógenos como as interleucinas, são inespecíficos para antígenos, permitindo um aumento no raio de ação imune. Isso tem permitido o desenvolvimento de vacinas contra inúmeras doenças.

-A ação coagulante do sulfato de alumínio tem permitido a eliminação de inúmeros vírus na água tratada, entre outros: Q beta, MS2, T4 e P1. Os resultados indicam que o tratamento da água com sulfato de alumínio produz a inativação desses vírus.

-Sulfato de alumínio é utilizado em forma de bastão ou em pó no tratamento de pequenas feridas superficiais ou abrasões produzidas durante o barbear.

-É utilizado na fabricação de acetato de alumínio, composto utilizado no tratamento de algumas afecções do ouvido. Também tem sido usado, sem sucesso significativo, para aliviar as consequências de picadas de formigas de fogo.

-As soluções de sulfato de alumínio são utilizadas, na concentração de 5% a 10%, no tratamento local de úlceras que permitem o controle de suas secreções.

-A ação adstringente do sulfato de alumínio contrai as camadas superficiais da pele, coagulando proteínas e cicatrizando feridas.

Outros usos

-Sulfato de alumínio ajuda no controle do crescimento excessivo de algas em lagoas, lagos e riachos. Também é utilizado na eliminação de moluscos, entre outros a lesma espanhola.

-Os jardineiros aplicam este composto para acidificar solos alcalinos. Em contato com sua água, o sulfato de alumínio se decompõe em hidróxido de alumínio e ácido sulfúrico diluído. Em seguida, o hidróxido de alumínio precipita, deixando o ácido sulfúrico em solução.

-A acidificação dos solos devido ao ácido sulfúrico é visualizada de forma muito criativa, devido à existência de uma planta chamada Hortênsia, cujas flores ficam azuis na presença de um solo ácido; ou seja, eles são sensíveis e respondem às mudanças no pH.

-Sulfato de alumínio está envolvido na fabricação de uma espuma para combater e controlar o fogo. Como? Reage com bicarbonato de sódio, liberando CO₂. Este gás bloqueia o acesso do O₂para o local de combustão do material; e, conseqüentemente, o cessar-fogo que estava se desenvolvendo.

Produção de sulfato de alumínio

O sulfato de alumínio é sintetizado pela reação de um composto rico em alumínio, como o mineral bauxita, com ácido sulfúrico em temperaturas elevadas. A seguinte equação química representa a reação:

Ao₂OU₃ + H₂SW₄ -> Al₂(SW₄)₃ + 3 H₂OU

O sulfato de alumínio também pode ser formado por uma reação de neutralização entre o hidróxido de alumínio e o ácido sulfúrico, de acordo com a seguinte reação:

2 Al (OH)₃ + 3 H₂SW₄ + 12 H₂O -> Al₂(SW₄)₃.18H₂OU

O ácido sulfúrico reage com o alumínio para formar sulfato de amônio e liberar moléculas de hidrogênio como um gás. A reação é descrita da seguinte forma:

2 Al + 3 H₂SW₄ --–> Al₂(SW₄)₃ + 3 H₂

Tipos

O sulfato de alumínio é classificado em dois tipos: tipo A e tipo B. No sulfato de alumínio tipo A, os sólidos são de cor branca e têm uma concentração de ferro inferior a 0,5%.

No sulfato de alumínio do tipo B, os sólidos são de cor marrom e têm uma concentração de ferro inferior a 1,5%.

Existem indústrias produtoras de sulfato de alumínio que possuem diferentes critérios para sua classificação. Assim, uma indústria relata para a preparação de sulfato de alumínio tipo A uma concentração máxima de 0,1% de ferro como óxido férrico.Já para o tipo B, eles indicam uma concentração máxima de ferro de 0,35%.

Toxicidade

-Sulfato de alumínio é um composto que exerce sua ação tóxica pelo contato com sua poeira, causando irritação na pele e, nos casos de contato frequente, dermatites.

- Causa forte irritação aos olhos, causando até lesões permanentes.

-Sua inalação causa irritação no nariz e na garganta, o que pode causar tosse e rouquidão.

-Sua ingestão causa irritação gástrica, náuseas e vômitos.

-Existem efeitos tóxicos que embora não sejam diretamente devidos ao sulfato de alumínio, são indiretamente devidos ao seu uso. É o caso de certos efeitos tóxicos do alumínio, causados pelo uso do sulfato de alumínio na purificação da água.

-Pacientes que são cronicamente dialisados com sais preparados em água purificada, através do uso de sulfato de alumínio, apresentam problemas de saúde muito graves. Esses distúrbios incluem anemia, demência por diálise e aumento de doenças ósseas.

Referências

Wikipedia. (2018). Sulfato de alumínio. Retirado de: en.wikipedia.org
Aris Industrial. Solução de sulfato de alumínio tipo A e B. Retirado de: aris.com.pe
Christopher Boyd. (9 de junho de 2014). Principais usos industriais para sulfato de alumínio. Retirado de: chemservice.com
PubChem. (2018). Sulfato de Alumínio Anidro. Retirado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Andesia Chemicals. (20 de agosto de 2009). Folha de segurança de sulfato de alumínio. [PDF]. Retirado de: andesia.com
Livro Químico. (2017). Sulfato de Alumínio. Retirado de: chemicalbook.com