Aluminijeva struktura polilorida, lastnosti, pridobivanje, uporabe

Je poklican Aluminijast poliklorid do razreda anorganskih produktov vodne topne aluminija, ki nastane z delno reakcijo aluminijevega klorida Alll₃ Z bazo. Je trdna od bele do rumene. Njegova splošna formula je pogosto izražena kot_n(OH)_mCl_(3n-m). Znani so tudi kot PAC ali PACL (kratica za angleščino Polialuminijev klorid).

PAC -ji so oblikovani na način, ki vsebuje visoko kationske polimere (sklope več molekul s številnimi pozitivnimi obremenitvami), ki jih tvorijo aluminijasti ioni (Al³⁺), kloridni ioni (Cl^-), hidroksilni ioni (OH)^- in molekule vode (h₂Da).

Aluminijev poliklorid (PAC) se uporablja za odpravljanje organske in anorganske vode v flokulatorjih čistilnih naprav. Avtor: Kubinger. Vir: Pixabay.

Najpomembnejši kationski polimer teh vrst je tako imenovan₁₃ ali keggin-al13, ki je zelo učinkovit pri čiščenju vode ter v industriji proizvodnje celuloze in papirja.

V teh aplikacijah se PAC -ji držijo površine delcev, zaradi česar se združijo in usedlin, torej padejo proti dnu in jih je mogoče filtrirati.

Prav tako je bil uspešno preizkušen za izboljšanje lastnosti portlandskega cementa, saj spreminja ali spremeni svojo strukturo na mikro ravni, zaradi česar je cement bolj odporen.

[TOC]

Struktura

PAC ali PACL tvori niz vrst, ki segajo od monomerov (ena sama molekula), premere (dve združeni molekuli), oligomere (tri do pet vezanih molekul) do polimerov (številne vezane molekule).

Njegova splošna formula je_n(OH)_mCl_(3n-m). Ko se raztopijo v vodi³⁺, Oh hidroksilni ioni^-, Ioni cloruro cl^- in molekule vode h₂Tudi.

V vodni raztopini je njegova splošna formula do_x(OH)_in(H₂Da)_n^(3x-y)+ ali tudi do_xTudi_z(OH)_in(H₂Da)_n^(3x-y-2Z)+.

Najbolj uporabna od teh polimerov je tako imenovana₁₃ ali keggin-al13, katerega formula je al₄Do₁₂(OH)_{24. 24}(H₂Da)₁₂⁷⁺. Vrsta al₁₃ Ima tridimenzionalno obliko.

Ocenjuje se, da je predhodnik tega polika AL (OH)₄^-, ki predstavlja tetraedrsko konformacijo in se nahaja v središču konstrukcije.

Nomenklatura

- Aluminijast poliklorid

- PAC (kratica za angleščino Poly aluminijev klorid)

- PACL (angleška kratica Poly aluminijev klorid)

- Polialuminski klorid

- Polihidroksiklorid aluminija

- Aluminij ali ACH hidroklorid (angleška kratica Aluminijev klorhidrat).

Lastnosti

Fizično stanje

Trdna (prah) od bele do rumene, ki jo dobimo tudi v obliki vodnih raztopin različnih koncentracij.

Topnost

Topno v vodi.

Značilnosti komercialnih PACS

Različni PAC se med seboj razlikujejo predvsem z dvema stvarma:

Lahko vam služi: dibenzalacetona: lastnosti, reakcijski mehanizem, uporabe, tveganja

- Njegova moč, izražena kot % glinice do₂Tudi_3.

- Njegova bazičnost, ki kaže na količino polimernega materiala v PAC -u in se lahko giblje med 10% (nizka osnovna), 50% (srednje osnovna), 70% (visoka bazičnost) in 83% (najvišja osnovna, kar ustreza aluminiju ali ach klorid).

Kemične lastnosti

PAC je razred vodnih topnih aluminijastih izdelkov. Njegova splošna formula je pogosto izražena kot_n(OH)_mCl_(3n-m).

Ker se pojavijo pri reakciji aluminijevega klorida (ALCL₃) Z osnovo je osnovna vrsta izdelkov odvisna od relativne količine OH ionov^- v primerjavi s količino aluminija (AL).

V skladu s formulo_n(OH)_mCl_(3n-m), Basicy je opredeljena kot m/3n.

Je flokulant. Ima lastnosti kot enostavnost adsorpcije nad drugimi nasprotnimi delci obremenitve (drži se površine teh), koagulacijo (zveza več delcev, na katerih je bila adsorbirana) in padavine teh skupin združenih delcev.

PAC -ji so lahko nestabilni, ker so odvisni od pH. Lahko so korozivni.

PAC vedenje v vodi

Ko raztapljamo PAC v vodi in glede na pH, nastanejo različne vrste aluminija-hidroksila (Al-OH).

Hidrolizira ali reagira z vodo, da tvori monomere (enotne molekule), oligomere (zveza med 3 in 6 molekulami) in polimerov (več kot 6 združenih molekul).

Najpomembnejša vrsta je polimer s 13 aluminijastimi atomi, ki se imenuje keggin-al13.

PAC deluje kot flokulant

Polimer Keggin-Al13 je adsorbiran na delcih, ki so prisotni v vodi, to je, da se drži na površini teh in si drug drugemu oblikujeta floke.

Floke so kompleti zelo majhnih ali združenih zelo majhnih delcev, ki tvorijo večje strukture, ki lahko usedlijo, to je, da gredo na dno vodne raztopine.

Ko tvorijo floke, ko so dovolj velike, gredo v ozadje in vodna raztopina je čista.

Flokulacija in sedimentacijske rezervoarje čistilne naprave, kjer je mogoče uporabiti aluminijev poliklorid (PAC). Qualit-e v angleški Wikipediji [javna domena]. Vir: Wikimedia Commons.

Pridobivanje

Raztopine PACL ali PACL na splošno dobimo z dodajanjem alkalne podlage ali raztopine v raztopino aluminijevega klorida (ALCL₃).

Pridobiti veliko količino polimerov₁₃ Osnova ali alkalija, ki se doda, ne bi smela zagotavljati OH ionov^- Prehitro ali prepočasi.

Nekatere študije kažejo, da je težko ustvariti visoko stabilno koncentracijo al₁₃ Uporaba NAOH, ker to sprošča OH ione^- Prehitro v vodi.

Zaradi tega so prednostne osnovne kalcijeve spojine (CA), ki imajo nizko topnost vode in s tem sproščajo OH ione^- počasi. Ena od teh osnovnih kalcijevih spojin je Cao kalcijev oksid.

Lahko vam služi: kalcijev nitrat (CA (NO3) 2)

Pod koraki, ki se pojavijo za tvorbo PAC.

Hidroliza

Ko se aluminijeve soli (III) raztopijo v vodi, pride do spontane reakcije hidrolize, v kateri aluminijasti kation v³⁺ Vzemite oh hidroksilne ione^- vode in se jim pridruži, pri čemer pusti protone h⁺ Prost:

Do³⁺ + H₂O → to (OH)²⁺ + H⁺

Do³⁺ + 2 h₂O → to (OH)₂⁺ + 2 h⁺

To je naklonjeno dodajanju alkalij, to je OH ions^-. Aluminijev ion do³⁺ Vse pogosteje se pridružuje OH Anions^-:

Do³⁺ → do (OH)²⁺ → do (OH)₂⁺ → do (OH)₃⁰ → do (OH)₄^-

Poleg tega vrste, kot je Al (h₂Da)₆³⁺, to je povezan ali usklajen aluminijast ion s šestimi molekulami vode.

Polimerizacija

Nato se med temi vrstami oblikujejo sindikati, ki tvorijo premere (sklopi 2 molekul) in obrezovanje (sklopi 3 molekul), ki se pretvorijo v oligomere (sklopi od 3 do 5 molekul) in polimerov (sklopi številnih združenih molekul).

Al (OH)₂⁺ → Al₂(OH)₂⁴⁺ → Al₃(OH)₅⁴⁺ → Al₆(OH)₁₂⁶⁺ → Al₁₃(OH)₃₂⁷⁺

Te vrste vrst se pridružijo OH mostovi med seboj in z AL (H₂Da)₆³⁺ Oblikovanje kompletov molekul, imenovanih hidroksikompleksa ali polipi ali hidroksipolimeri.

Splošna formula teh kationskih polimerov je_x(OH)_in(H₂Da)_n^(3x-y)+ ali tudi do_xTudi_z(OH)_in(H₂Da)_n^(3x-y-2Z)+.

Pomen polimera

Misli se, da je najbolj uporabna od teh polimerov tako imenovana₁₃ katere formula je al₄Do₁₂(OH)_{24. 24}(H₂Da)₁₂⁷⁺, In znan je tudi kot keggin-al13.

Gre za vrsto s 7 pozitivnimi naboji (to je heptavalentno kation) s 13 aluminijastimi atomi, 24 enot OH, 4 kisikove atome in 12 enot vode H₂Tudi.

Prijave

- Pri čiščenju vode

PACL je komercialni izdelek za zdravljenje vode in jo pije (čist in pitljiv). Omogoča tudi zdravljenje odpadkov in industrijcev.

Voda je lahko pitna, če jo obdelamo z aluminijevim polikloridom (PAC). Avtor: ExplorerBob. Vir: Pixabay.

Uporablja se kot sredstvo za koagulacijo v procesih za izboljšanje voda. Je učinkovitejši od aluminijevega sulfata. Njegova uspešnost ali vedenje je odvisno od prisotnih vrst, ki je odvisna od pH.

Kako deluje

PACL omogoča organski material in mineralne delce. Koagularni pomeni, da spojine, ki jih je treba odpraviti, preidejo od raztopljenega do trdnih. To ga doseže z interakcijami njihovih pozitivnih nabojev z negativnimi materiali za koagularne.

Verjame se, da vrsta₁₃, Z posedovanjem toliko pozitivnih nabojev (+7) je najučinkovitejši za nevtralizacijske obremenitve. Potem se tvorba mostov pojavi med delci, ki so aglomerani in tvorijo flocculus.

Vam lahko služi: mehanske in fizikalne lastnosti jekla

Te floke so zelo težke, da se obori ali usedli, to je, da gredo na dno posode, ki vsebuje vodo, ki se obdelava. Na ta način jih je mogoče odstraniti s filtracijo.

Aluminijev poliklorid (PAC) služi za usedline organske in anorganske snovi v čistilnih napravah. Ali.S. Fotografija inženirskega korpusa [javna domena]. Vir: Wikimedia Commons.

Prednosti

PAC je boljši od aluminijevega sulfata, ker ima boljši nizkotemperaturni donos, pušča manj aluminijevih ostankov, proizvede manj volumna blata, manjši učinek na pH vode in hitrejše in večje floke nastanejo. Vse to olajša usedline za kasnejšo filtracijo.

Voda bazena lahko očistimo z aluminijevim polikloridom (PAC). Avtor: Kalhh. Vir: Pixabay.

-V industriji proizvodnje celuloze in papirja

PAC je še posebej učinkovit pri spreminjanju koloidnih obremenitev v proizvodnji papirja. Koloidne obremenitve so obremenitve trdnih snovi, obešenih v mešanicah, da naredijo papirno kašo.

Omogoča pospešitev hitrosti odtoka (odstranjevanje vode), zlasti v nevtralnih in alkalnih pogojih, in pomaga pri zadrževanju trdnih snovi. Trdne snovi so tiste, ki kasneje pri sušenju oblikujejo papir.

V tej aplikaciji se PAC uporablja z nizko osnovno (0-17%) in sredstvi (17-50%).

V tovarnah celuloze in papirja se za pomoč pri sedimentaciji uporablja aluminijev poliklorid (PAC). Avtor: 151390. Vir: Pixabay.

- Za izboljšanje cementa

Pred kratkim (2019) je dokazano, da doda PACL v Portland Cement. Ugotovljeno je bilo, da prisotnost ionov klorida Cl^- in aluminijastih polimernih skupin spreminja strukturo cementa. Ocenjuje se, da nastanejo zapletene skodelice formule 3.Do₂Tudi₃.Cacl₂.10H₂Tudi.

Gradbeni cement je mogoče izboljšati z aluminijevim polikloridom (PAC). Skeeze [CC0]. Vir: Wikimedia Commons.

Rezultati kažejo, da PACL izboljša lastnosti cementa, zmanjša število mikroporosov (zelo majhnih lukenj), matrica.

Učinek se poveča s povečanjem vsebnosti PACL. Študija potrjuje, da z dodajanjem PACL v Portland Cement dobimo mešanico z vrhunskimi mehanskimi in mikrostrukturnimi lastnostmi.

Z aluminijevim polikloridom se poroznost cementa zmanjšuje in to postane bolj odporno. Blackblack111 [CC by-S (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/4.0)]. Vir: Wikimedia Commons.

Reference

1. Kim, t. et al. (2019). Raziskovanje učinkov polialuminijevega klorida na lastnosti navadnega portlandskega cementa. Materiali 2019, 12, 3290. MDPI se je okreval.com.
2. Li, in. et al. (2019). Optimizacija polialuminijevega klorid-kitozanskega flokulanta za zdravljenje svinjske biopline z uporabo metode površinske odzivne površine. Int. J. Okolje. Govedina. Javno zdravje 2019, 16, 996. MDPI se je okreval.com.
3. Hubbe, m. Polialuminijev klorid (PAC). Mini-anenciclopedia papirjenja mokrega kemije. Okreval od projektov.NCSU.Edu.
4. Tang, h. et al. (2015). Specifikacije, stabilnost in koagulacijske mehanizme hidroksilnih aluminijevih grozdov, ki jih tvorita PACL in STUDS: Kritični pregled. Adv Colloid Interface Sci 2015; 226 (Pt A): 78–85. NCBI si je opomogel.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov.
5. Bottero, j.In. et al. (1980). Študije hidroliziranih raztopin aluminijevega klorida. 1. Narava aluminijastih vrst in sestava vodnih raztopin. The Journal of Physical Chemistry, Vol. 84, ne. 22, 1980. Okrevani iz lokalov.Acs.org.
6. Zhao, h.-Z. et al. (2009). Polialuminijev klorid z visoko koncentracijo: priprava in učinki koncentracije do porazdelitve in transformacije AL vrst. Chemical Engineering Journal 155 (2009) 528–533. Okrevano od Scientirect.com.
7. Jia, z. et al. (2004). Sinteza polialuminijevega klorida z membranskim reaktorjem: učinki delovnih parametrov in reakcijske poti. Ind. Eng. Kem. Govedina. 2004, 43, 12-17. Okrevani iz lokalov.Acs.org.
8. Geo Specialty Chemicals. Polialuminijev klorid (PAC). Okreval od geosc.com.