Hliníková štruktúra polyloridu, vlastnosti, získanie, použitie, použitia

Sa volá hliníkový polychlorid do triedy anorganických produktov vo vodnom rozpustnom hliníku, tvorené čiastočnou reakciou chloridu hlinitého alll₃ So základňou. Je to tuhá z bielej po žltú. Jeho všeobecný vzorec sa často vyjadruje ako_n(Oh)_mCl_(3n-m). Sú tiež známe ako PAC alebo PACL (skratka pre angličtinu Chlorid polyaluminum).

PAC sú formulované spôsobom, ktorý obsahuje vysoko katiónové polyméry (sady niekoľkých molekúl s mnohými pozitívnymi zaťaženiami) tvorené hliníkovými iónmi (AL³⁺), chloridové ióny (CL^-), hydroxyl ióny (OH)^- a molekuly vody (h₂Buď).

Hliníkový polychlorid (PAC) sa používa na odstránenie organickej a anorganickej vody vo flokulátoroch čistiacich prostriedkov na odpadové vody. Autor: Kubinger. Zdroj: Pixabay.

Najdôležitejším katiónovým polymérom týchto druhov je So -Called₁₃ alebo Keggin-AL13, ktorý je veľmi účinný pri úrade vody a v priemysle výroby buničiny a papiera.

V týchto aplikáciách PAC priľne na povrch častíc, čo spôsobuje, že sa spájajú a sedimenty, to znamená, že spadnú dole a môžu sa filtrovať.

Bol tiež úspešne testovaný na zlepšenie vlastností portlandského cementu, pretože modifikuje alebo mení svoju štruktúru na mikroúrovni, a to robí cement odolnejším.

[TOC]

Štruktúra

PAC alebo PACL je tvorené sériou druhov, ktoré siahajú od monomérov (jediná molekula), priemermi (dve jednotné molekuly), oligomérov (tri až päť viazaných molekúl) po polyméry (mnoho viazaných molekúl).

Jeho všeobecným vzorec_n(Oh)_mCl_(3n-m). Keď sa rozpustia vo vode, tieto druhy obsahujú ióny do³⁺, OH hydroxyl ióny^-, Cloruro CL ióny^- a molekuly vody h₂Ani.

Vo vodnom roztoku je jeho všeobecný vzorec_X(Oh)_a(H₂Buď)_n^(3x-y)+ alebo tiež_XAni_z(Oh)_a(H₂Buď)_n^(3x-y-2z)+.

Najužitočnejšie z týchto polymérov je So -Called₁₃ alebo Keggin-Al13, ktorého vzorec je al₄Do₁₂(Oh)₂₄(H₂Buď)₁₂⁷⁺. Druh al₁₃ Má trojrozmernú formu.

Odhaduje sa, že prekurzorom tejto polycy je Al (OH)₄^-, ktorá predstavuje tetraedrálnu konformáciu a je umiestnená v strede štruktúry.

Menovanie

- Hliníkový polychlorid

- PAC (skratka pre angličtinu Chlorid poly -hliníka)

- Pacl (anglická skratka Chlorid poly -hliníka)

- Chlorid poliamínu

- Polyhydroxychlorid hliníka

- Hliník alebo ach hydrochlorid (anglická skratka Hliníkový chlorhydrát).

Vlastnosti

Fyzický stav

Pevná (prach) z bielej do žltej, ktorá sa získa tiež vo forme vodných roztokov rôznych koncentrácií.

Rozpustnosť

Rozpustný vo vode.

Charakteristiky komerčných PAC

Rôzne PAC sa navzájom líšia hlavne dvoma vecami:

Môže vám slúžiť: dibenzalacetona: vlastnosti, reakčný mechanizmus, použitie, riziká

- Jeho sila, vyjadrená ako % hlinitého₂Ani_3.

- Jeho základnosť, ktorá naznačuje množstvo polymérneho materiálu v PAC a môže sa meniť medzi 10% (nízka základnosť), 50% (stredná základná), 70% (vysoká základnosť) a 83% (najvyššia základná príslušnosť, ktorá zodpovedá hliníkovému alebo ACH hydrochlorid).

Chemické vlastnosti

PAC je trieda hliníkových výrobkov rozpustných vo vode. Jeho všeobecný vzorec sa často vyjadruje ako_n(Oh)_mCl_(3n-m).

Pretože sa vyskytujú pri reagovaní chloridu hliníka (ALCL₃) Pri základni závisí zásaditosť tohto typu produktov od relatívneho množstva OH iónov^- V porovnaní s množstvom hliníka (AL).

Podľa vzorca do_n(Oh)_mCl_(3n-m), Základnosť je definovaná ako m/3n.

Je to flokulant. Má vlastnosti ako ľahkú adsorpciu nad ostatnými časticami opačného záťaže (priľne k povrchu), koaguláciu (spojenie niekoľkých častíc, na ktorých bola adsorbovaná) a zrážanie týchto skupín United častíc.

PAC môžu byť nestabilné, pretože závisia od pH. Môžu byť korozívne.

PAC správanie vo vode

Pri rozpustení PAC vo vode a v závislosti od pH sa tvoria rôzne druhy hliníka hydroxylu (al-oh).

Je hydrolyzovaný alebo reaguje s vodou za vzniku monomérov (jednotkové molekuly), oligoméry (spojenie medzi 3 a 6 molekulami) a polymérov (viac ako 6 molekúl United)).

Najdôležitejším druhom je polymér s 13 atómami hliníka, ktorý sa nazýva Keggin-Al13.

PAC funguje ako flokulant

Polymér Keggin-AL13 je adsorbovaný na časticiach prítomných vo vode, to znamená, že sa drží na povrch.

FLOC sú sady veľmi malých alebo zjednotených veľmi malých častíc tvoriacich väčšie štruktúry, ktoré môžu sedimentovať, to znamená, že idete na dno vodného roztoku.

Po vytvorení vlkov, keď sú dostatočne veľké, idú na pozadie a vodný roztok je čistý.

Fokulačné a sedimentačné nádrže z úpravy vody, kde sa môže použiť hliníkový polychlorid (PAC). Kvalita-e na anglickom wikipédii [verejná doména]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Získanie

Roztoky PACL alebo PACL sa všeobecne získajú pridaním alkalickej bázy alebo roztoku do roztoku chloridu hlinitého (ALCL₃).

Na získanie vysokého množstva polymérov do₁₃ Základná alebo alkali, ktorá sa pridáva, by nemali poskytovať OH ióny^- Príliš rýchle alebo príliš pomalé.

Niektoré štúdie naznačujú, že je ťažké produkovať vysokú stabilnú koncentráciu al₁₃ Používanie NaOH, pretože to uvoľňuje OH ióny^- Príliš rýchlo vo vode.

Z tohto dôvodu sa uprednostňujú základné zlúčeniny vápnikového (CA), ktoré majú nízku rozpustnosť vo vode, a tak uvoľňujú OH ióny^- pomaly. Jednou z týchto základných vápnikových zlúčenín je oxid vápenatý CAO.

Môže vám slúžiť: dusičnan vápenatý (CA (NO3) 2)

Pod krokmi, ktoré sa vyskytujú pri formácii PAC.

Hydrolýza

Keď sa hliníkové soli (III) rozpustia vo vode, dochádza k spontánnej hydrolýznej reakcii, v ktorej katión hliníka do³⁺ Vezmite OH Hydroxyl ióny^- vody a pripojí sa k nim, opúšťajúc protóny h⁺ Zadarmo:

Do³⁺ + H₂O → TO (OH)²⁺ + H⁺

Do³⁺ + 2 h₂O → TO (OH)₂⁺ + 2 h⁺

To je uprednostňované pridaním alkaliho, to znamená, oh ióny^-. Hliníkový ión na³⁺ Stále viac sa spája s aniónmi OH^-:

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

Okrem druhov ako al (h (h₂Buď)₆³⁺, to znamená spojený alebo koordinovaný hliníkový ión so šiestimi molekulami vody.

Polymerizácia

Potom sa medzi týmito druhmi vytvoria odbory, vytvárajúc priemery (sady 2 molekúl) a zastrihávač (súpravy 3 molekúl), ktoré sa transformujú na oligoméry (sady 3 až 5 molekúl) a polymérov (súpravy mnohých Spojených molekúl).

Al (oh)₂⁺ → al₂(Oh)₂⁴⁺ → al₃(Oh)₅⁴⁺ → al₆(Oh)₁₂⁶⁺ → al₁₃(Oh)₃₂⁷⁺

Tieto typy druhov sa spájajú s OH mostmi medzi sebou a s AL (H (H₂Buď)₆³⁺ formujúce sady molekúl nazývaných hydroxykomplexy alebo polypy alebo hydroxypolyméry.

Všeobecný vzorec týchto katiónových polymérov je_X(Oh)_a(H₂Buď)_n^(3x-y)+ alebo tiež_XAni_z(Oh)_a(H₂Buď)_n^(3x-y-2z)+.

Polymér

Predpokladá sa, že najužitočnejším z týchto polymérov je So -Called₁₃ ktorého vzorec je al₄Do₁₂(Oh)₂₄(H₂Buď)₁₂⁷⁺, A je tiež známy ako Keggin-AL13.

Je to druh so 7 pozitívnymi nábojmi (to znamená heptavalentný katión) s 13 atómami hliníka, 24 jednotiek OH, 4 atómy kyslíka a 12 jednotiek vody H₂Ani.

Žiadosti

- Vo vode úpravy

PACL je komerčný produkt na ošetrenie vody a na výrobu pitia (čistý a pitný). Umožňuje tiež liečiť odpad a priemyselníkov.

Voda môže byť pitná, ak je ošetrená hliníkovým polychloridom (PAC). Autor: ExploreBob. Zdroj: Pixabay.

Používa sa ako koagulačné činidlo v procesoch zlepšovania vôd. Je účinnejší ako síran hliník. Jeho výkon alebo správanie závisí od prítomných druhov, ktorý závisí od pH.

Ako to funguje

PACL umožňuje organické materiály a minerálne častice. Koagulárne znamená, že zlúčeniny, ktoré sa majú eliminovať. To to dosahuje prostredníctvom interakcií ich pozitívnych nábojov s negatívmi materiálov na koagulárne.

Predpokladá sa, že tento druh₁₃, Vlastnením toľkých pozitívnych nábojov (+7) je to najúčinnejšie pre neutralizačné zaťaženia. Potom dochádza k tvorbe mostov medzi časticami, ktoré sú aglomerát a tvoria flokulus.

Môže vám slúžiť: mechanické a fyzikálne vlastnosti ocele

Tieto vločky sú veľmi ťažké, majú tendenciu zrážať sa alebo sedimenty, to znamená ísť na spodok nádoby, ktorá obsahuje ošetrenú vodu. Týmto spôsobom sa môžu odstrániť filtráciou.

Hliníkový polychlorid (PAC) slúži na sedimenty organickej a anorganickej hmoty v čistiarňach odpadových vôd. Alebo.Siež. Armádny zbor inžinierov Photo [verejná doména]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Výhody

PAC je lepší ako síran z hliníka, pretože má lepší výťažok nízkej teploty, opúšťa menej zvyškov hliníka, vytvára menší objem bahna, menší účinok na pH vody a rýchlejšie a väčšie vločky sa vytvárajú. To všetko uľahčuje sedimentáciu pre neskoršiu filtráciu.

Voda pri bazéne je možné purifikovať hliníkovým polychloridom (PAC). Autor: Kalhh. Zdroj: Pixabay.

-V priemysle výroby buničiny a papiera

PAC je obzvlášť účinný pri modifikácii koloidného zaťaženia vo výrobe papiera. Koloidné zaťaženie sú zaťaženie tuhých látok zavesených v zmesiach, aby sa vytvorila papierová buničina.

Umožňuje urýchliť rýchlosť odtoku (odstránenie vody), najmä v neutrálnych a alkalických podmienkach a pomáha pri zadržiavaní tuhých látok. Pevné látky sú tie, ktoré neskôr, pri sušení, tvoria papier.

V tejto aplikácii sa PAC používajú s nízkymi základnými (0-17%) a prostriedkami (17-50%).

V továrňach na buničinu a papieri sa hliníkový polychlorid (PAC) používa na pomoc pri sedimentačnom procese. Autor: 151390. Zdroj: Pixabay.

- Zlepšenie cementu

Nedávno (2019) sa preukázalo, že pridáva PACL do Portland Cement. Bolo stanovené, že prítomnosť iónov chloridu Cl^- a skupín hliníkových polymérov mení štruktúru cementu. Odhaduje sa, že sa tvoria komplexné vzorce 3 šálky.Do₂Ani₃.Kacl₂.10 hod₂Ani.

Konštrukčný cement sa môže zlepšiť pomocou hliníkového polychloridu (PAC). Skeeze [CC0]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Výsledky naznačujú, že PACL zlepšuje vlastnosti cementu, znižuje počet mikroporov (veľmi malé diery) a matrica sa stáva hustejšou a kompaktnejšou, zvyšuje sa rezistencia na kompresiu.

Účinok sa zvyšuje zvýšením obsahu PACL. Štúdia potvrdzuje, že pridaním PACL do portlandského cementu sa získa zmes s vynikajúcimi mechanickými a mikroštruktúrnymi vlastnosťami.

Pri hliníkovom polychloride sa pórovitosť cementu znižuje, a to sa stáva odolnejším. BlackBlack111 [CC By-S (https: // creativecommons.Org/licencie/By-SA/4.0)]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Odkazy

1. Kim, T. a kol. (2019). Skúmanie účinkov chloridu polyaluminum na vlastnosti obyčajného portlandského cementu. Materiály 2019, 12, 3290. MDPI sa zotavila.com.
2. Li, a. a kol. (2019). Optimalizácia polyalumínu chlorid-chitosan flokulant na ošetrenie kalu bioplyn ošípaných pomocou metódy povrchu odozvy v boxe-behnken. Int. J. Prostredie. Hovädzie mäso. Verejné zdravie 2019, 16, 996. MDPI sa zotavila.com.
3. Hubbe, m. Polyaluminum chlorid (PAC). Mini-encyklopédia chémie v mokrej chémii papiera. Zotavené z projektov.Ncsu.Edu.
4. Tang, h. a kol. (2015). Mechanizmy špekulácie, stability a koagulácie klastrami hydroxyl -hliníkových tvorcov vytvorených PACL a študentmi: Kritický prehľad. Adv Colloid Interface SCI 2015; 226 (PT A): 78-85. NCBI sa zotavila.NLM.NIH.Vláda.
5. Bottero, J.A. a kol. (1980). Štúdie hydrolizovaných roztokov chloridu hliníka. 1. Povaha hliníkových druhov a zloženie vodných roztokov. The Journal of Physical Chemistry, zv. 84, nie. 22, 1980. Získané z krčiem.ACS.orgán.
6. Zhao, h.-Z. a kol. (2009). Chlorid polyalumínu s vysokou koncentráciou: Príprava a účinky koncentrácie na distribúciu a transformáciu druhov AL. Chemical Engineering Journal 155 (2009) 528-533. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
7. Jia, z. a kol. (2004). Syntéza chloridu polyalumínu s membránovým reaktorom: účinky prevádzkového parametra a reakčné dráhy. Indiánsky. Breh. Chem. Hovädzie mäso. 2004, 43, 12-17. Získané z krčiem.ACS.orgán.
8. Geo špeciálne chemikálie. Polyaluminum chlorid (PAC). Zotavený z geosu.com.