Сульфат алюминия

Сульфа́т алюми́ния — сложное неорганическое соединение, соль алюминия и серной кислоты с химической формулой Al₂(SO₄)₃. Выглядит как бесцветные кристаллы, может образовывать кристаллогидраты с различным содержанием воды. Применяется при очистке воды, крашении тканей, дублении кож, как реактив в фотографии, для получения квасцов.

Сульфат алюминия
${\displaystyle \mathrm {\ {\Biggl [}} }$ ${\displaystyle \mathrm {\ \!\ {\Biggr ]}_{2}} }$ ${\displaystyle \mathrm {\ {\Biggl [}} }$ ${\displaystyle \mathrm {\ \!\ {\Biggr ]}_{3}} }$
Общие
Традиционные названия	сернокислый алюминий
Хим. формула	Al2O12S3
Рац. формула	Al2(SO4)3
Физические свойства
Состояние	твердое
Молярная масса	342,15 г/моль
Плотность	2,710 г/см³ (безв.) 1,690 г/см³ (18-водн.)
Термические свойства
Температура
• плавления	700 °C[1]
• кипения	1600 °C[2]
• разложения	580 °C
Классификация
Рег. номер CAS	10043-01-3
PubChem	24850, 75366293 и 16694118
Рег. номер EINECS	233-135-0
SMILES	O=S1(=O)O[Al]2OS(=O)(=O)O[Al](O1)OS(=O)(=O)O2
InChI	InChI=1S/2Al.3H2O4S/c;;3*1-5(2,3)4/h;;3*(H2,1,2,3,4)/q2*+3;;;/p-6 DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H
Кодекс Алиментариус	E520
RTECS	BD1700000
ChEBI	74768
ChemSpider	23233
Безопасность
Токсичность	малотоксично
NFPA 704	0 1 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Физические свойства

Бесцветные кристаллы, пластинки или порошок. Имеет орторомбическую решетку. Плотность — 2,710 г/см³, удельная теплоёмкость при постоянном давлении — 259,6 Дж/(моль К). Плохо растворим в спиртах, хорошо растворим в воде, гигроскопичен. Устойчив при обычной температуре^[3][4].

Образует кристаллогидрат с формулой Al₂(SO₄)₃ · 18H₂O, выглядящий как бесцветные кристаллы, плавящиеся при 86,5 °C (с разложением) и с плотностью 1,690 г/см³. При длительном хранении 18-водный кристаллогидрат может частично выветриваться до содержания 14—14,5 молекул воды. 18-водный кристаллогидрат теряет воду при нагревании, образуя формы^[3]:

• 150 °C — Al₂(SO₄)₃ · 14 H₂O,
• 160 °C — Al₂(SO₄)₃ · 10 H₂O,
• 250 °C — Al₂(SO₄)₃ · 3 H₂O,
• 420 °C — полностью безводную.

Химические свойства

• Сульфат алюминия разлагается при температуре выше 580 °C на γ-модификацию окиси алюминия и серный ангидрид^[3]:

${\displaystyle {\mathsf {Al_{2}(SO_{4})_{3}\ {\xrightarrow {580\ ^{\circ }C}}\ Al_{2}O_{3}+3SO_{3}}}}$

• Задубливает желатиновые фотослои, что используется в производстве фотографических материалов для повышения механической прочности слоев фотоэмульсии, а в цветной фотографии также для предохранения красителей от гидролитического распада. Механизм дубления обусловлен связыванием ионами алюминия ионизированных карбоксильных групп желатины^[4][5].

• Гидролизуется горячей водой:

${\displaystyle {\mathsf {Al_{2}(SO_{4})_{3}+6H_{2}O\ \xrightarrow {100^{o}C} \ 2Al(OH)_{3}\downarrow +3H_{2}SO_{4}}}}$

• При сплавлении со щелочами образует алюминаты:

${\displaystyle {\mathsf {Al_{2}(SO_{4})_{3}+8NaOH\ \xrightarrow {900-1000^{o}C} \ 2NaAlO_{2}+3Na_{2}SO_{4}+4H_{2}O}}}$

• В холодном концентрированном растворе аммиака образует осадок гидроксида, а в горячем – метагидроксида алюминия^[6]:

${\displaystyle {\mathsf {Al_{2}(SO_{4})_{3}+6NH_{3}*H_{2}O\ \xrightarrow {} \ 2Al(OH)_{3}\downarrow +3(NH_{4})_{2}SO_{4}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Al_{2}(SO_{4})_{3}+6NH_{3}*H_{2}O\ \xrightarrow {t} \ 2AlO(OH)\downarrow +3(NH_{4})_{2}SO_{4}+2H_{2}O}}}$

Получение

Сульфат алюминия получают взаимодействием гидроксида алюминия с серной кислотой:

${\displaystyle {\mathsf {2Al(OH)_{3}+3H_{2}SO_{4}\longrightarrow \ Al_{2}(SO_{4})_{3}+6H_{2}O}}}$

Также сульфат алюминия получают взаимодействием алюминия с серной кислотой:

${\displaystyle {\mathsf {2Al+3H_{2}SO_{4}\longrightarrow \ Al_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}\uparrow }}}$

Применение

Сульфат алюминия применяется как коагулянт для очистки воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения и используется в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Используется в качестве пищевой добавки E520^[7].

В фотографии входит в составы стабилизирующих растворов и дубящих фиксажей^[4].

Примечания

1. Aluminum sulfate (англ.)
2. Aluminum sulfate
3. Волохов, 1988.
4. Гурлев, 1988, с. 285.
5. Джеймс, 1980, с. 83.
6. Лидин, 2000, с. 85.
7. E-520 (Е-520) Сульфат алюминия  (неопр.). Дата обращения: 30 марта 2010. Архивировано 15 сентября 2011 года.

Литература

• Волохов Ю. А. Алюминия сульфат : статья // Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — М. : Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А—Дарзана. — С. 121. — 623 с.
• Гурлев Д. С. Справочник по фотографии (обработка фотоматериалов). — К.: Тэхника, 1988. — 335 с. — ISBN 5-335-00125-4.
• Джеймс Т. Теория фотографического процесса = The theory of the photographic process / пер. 4-го американского изд. под ред. Картужанского А. Л.. — 2-е русское изд. — Л.: «Химия». Ленинградское отделение., 1980. — 672 с.
• Лидин Р. А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.