Struktur aluminium polyloride, sifat, memperoleh, menggunakan

Disebut aluminium poliklorida ke kelas produk anorganik aluminium yang larut dalam air, dibentuk oleh reaksi parsial aluminium klorida alll₃ Dengan alas. Itu adalah padatan dari putih ke kuning. Formula umumnya sering dinyatakan sebagai_N(OH)_MCl_(3n-m). Mereka juga dikenal sebagai PAC atau PACL (akronim untuk bahasa Inggris Polyaluminum klorida).

PAC diformulasikan dengan cara yang mengandung polimer yang sangat kationik (set beberapa molekul dengan banyak beban positif) yang dibentuk oleh ion aluminium (AL³⁺), ion klorida (CL^-), ion hidroksil (OH)^- dan molekul air (h₂SALAH SATU).

Aluminium poliklorida (PAC) digunakan untuk menghilangkan air organik dan anorganik di flokkulator pabrik pengolahan air limbah. Penulis: Kubinger. Sumber: Pixabay.

Polimer kationik terpenting dari spesies ini adalah yang disebut₁₃ atau KEGGIN-AL13 yang sangat efektif dalam pengolahan air dan di industri pembuatan kertas dan kertas.

Dalam aplikasi ini, PAC melekat pada permukaan partikel yang menyebabkan mereka bergabung bersama dan sedimen, yaitu, jatuh ke bawah dan dapat disaring.

Ini juga telah berhasil diuji untuk meningkatkan sifat semen Portland, karena memodifikasi atau mengubah strukturnya di tingkat mikro dan ini membuat semen lebih tahan.

[TOC]

Struktur

PAC atau PACL dibentuk oleh serangkaian spesies yang berkisar dari monomer (molekul tunggal), diameter (dua molekul bersatu), oligomer (tiga hingga lima molekul terikat) ke polimer (banyak molekul terikat).

Formula umumnya adalah_N(OH)_MCl_(3n-m). Ketika mereka larut dalam air, spesies ini mengandung ion ke³⁺, Oh ion hidroksil^-, Ion Cloruro CL^- dan molekul air h₂SALAH SATU.

Dalam larutan berair, formulanya umumnya adalah untuk_X(OH)_Dan(H₂SALAH SATU)_N^(3x-y)+ atau juga untuk_XSALAH SATU_z(OH)_Dan(H₂SALAH SATU)_N^(3x-y-2z)+.

Yang paling berguna dari polimer ini adalah yang disebut₁₃ atau KEGGIN-AL13 yang formulanya adalah Al₄Ke₁₂(OH)₂₄(H₂SALAH SATU)₁₂⁷⁺. Spesies al₁₃ Ini memiliki bentuk tiga dimensi.

Diperkirakan bahwa prekursor polycy ini adalah al (OH)₄^-, yang menyajikan konformasi tetrahedral dan terletak di tengah struktur.

Tata nama

- Aluminium poliklorida

- PAC (akronim untuk bahasa Inggris Poly aluminium klorida)

- PACL (akronim Inggris Poly aluminium klorida)

- Polialumin klorida

- Polyhydroxychloride dari aluminium

- Aluminium atau ACH hidroklorida (akronim Inggris Aluminium chlorhydrate).

Properti

Keadaan fisik

Solid (debu) dari putih ke kuning yang juga diperoleh dalam bentuk larutan air dari konsentrasi yang berbeda.

Kelarutan

Larut dalam air.

Karakteristik PAC komersial

Berbagai PAC berbeda satu sama lain terutama oleh dua hal:

Itu dapat melayani Anda: dibenzalacetona: sifat, mekanisme reaksi, penggunaan, risiko

- Kekuatannya, dinyatakan sebagai % dari alumina₂SALAH SATU_3.

- Basisitasnya, yang menunjukkan jumlah material polimer dalam PAC, dan dapat bervariasi antara 10% (basa -basi rendah), 50% (medium basic), 70% (basa -basi tinggi) dan 83% (basa -basi tertinggi, yang sesuai dengan aluminium atau ACH hidroklorida).

Sifat kimia

PAC adalah kelas produk aluminium yang larut dalam air. Formula umumnya sering dinyatakan sebagai_N(OH)_MCl_(3n-m).

Karena mereka terjadi saat bereaksi aluminium klorida (ALCL₃) Dengan basis, kebasaan produk jenis ini tergantung pada jumlah relatif ion OH^- dibandingkan dengan jumlah aluminium (AL).

Menurut formula ke_N(OH)_MCl_(3n-m), Basisity didefinisikan sebagai m/3n.

Itu adalah flokulan. Ini memiliki sifat sebagai kemudahan adsorpsi atas partikel beban berlawanan lainnya (melekat pada permukaan ini), koagulasi (penyatuan beberapa partikel yang telah diadsorpsi) dan presipitasi kelompok -kelompok partikel bersatu ini ini.

PACS bisa tidak stabil, karena mereka bergantung pada pH. Mereka bisa menjadi korosif.

Perilaku Pac di Air

Saat melarutkan PAC dalam air dan tergantung pada pH, berbagai spesies aluminium-hidroksil (al-OH) terbentuk.

Dihidrolisis atau bereaksi dengan air untuk membentuk monomer (unit molekul), oligomer (persatuan antara 3 dan 6 molekul) dan polimer (lebih dari 6 molekul bersatu).

Spesies yang paling penting adalah polimer dengan 13 atom aluminium, yang disebut KEGGIN-AL13.

Fungsi PAC sebagai flokulan

Polimer Keggin-Al13 diserap pada partikel yang ada di dalam air, yaitu, menempel pada permukaan ini, dan saling membuat satu sama lain membentuk flok.

Flok adalah set partikel yang sangat kecil atau bersatu sangat kecil membentuk struktur yang lebih besar yang dapat sedimen, yaitu, pergi ke bagian bawah larutan berair.

Setelah membentuk flok, ketika ini cukup besar, mereka pergi ke latar belakang dan larutan berair bersih.

Tangki flokulasi dan sedimentasi dari pabrik pengolahan air di mana aluminium poliklorida (PAC) dapat digunakan. Qualit-E di Bahasa Inggris Wikipedia [Domain Publik]. Sumber: Wikimedia Commons.

Memperoleh

Larutan PACL atau PACL umumnya diperoleh dengan menambahkan basis alkali atau larutan ke larutan aluminium klorida (ALCL₃).

Untuk mendapatkan polimer dalam jumlah tinggi₁₃ Basis atau alkali yang ditambahkan tidak boleh menyediakan ion OH^- terlalu cepat atau terlalu lambat.

Studi tertentu menunjukkan bahwa sulit untuk menghasilkan konsentrasi AL yang stabil tinggi₁₃ menggunakan naoh karena ini melepaskan ion OH^- Terlalu Cepat di Air.

Untuk alasan ini, senyawa kalsium dasar (CA) lebih disukai, yang memiliki kelarutan air rendah dan dengan demikian melepaskan ion OH^- perlahan-lahan. Salah satu senyawa kalsium dasar ini adalah CaO kalsium oksida.

Itu dapat melayani Anda: kalsium nitrat (ca (no3) 2)

Di bawah langkah -langkah yang terjadi untuk pembentukan PAC.

Hidrolisis

Saat garam aluminium (iii) larut dalam air, reaksi hidrolisis spontan terjadi di mana kation aluminium ke dalam³⁺ Ambil ion oh hidroksil^- air dan bergabung dengan mereka, meninggalkan proton h⁺ Bebas:

Ke³⁺ + H₂O → ke (OH)²⁺ + H⁺

Ke³⁺ + 2 h₂O → ke (OH)₂⁺ + 2 h⁺

Ini disukai dengan menambahkan alkali, yaitu, oh ion^-. Ion aluminium untuk³⁺ Semakin banyak oh anion^-:

Ke³⁺ → ke (oh)²⁺ → ke (oh)₂⁺ → ke (oh)₃⁰ → ke (oh)₄^-

Selain itu spesies seperti al (h₂SALAH SATU)₆³⁺, yaitu, ion aluminium yang terhubung atau terkoordinasi dengan enam molekul air.

Polimerisasi

Kemudian serikat pekerja terbentuk di antara spesies ini, membentuk diameter (set 2 molekul) dan pemangkas (set 3 molekul) yang diubah menjadi oligomer (set 3 hingga 5 molekul) dan polimer (set banyak molekul bersatu).

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

Jenis spesies ini bergabung dengan jembatan OH satu sama lain dan dengan AL (h₂SALAH SATU)₆³⁺ Membentuk set molekul yang disebut hidroksicomplex atau polip atau hidroksypolimer.

Formula umum dari polimer kationik ini adalah_X(OH)_Dan(H₂SALAH SATU)_N^(3x-y)+ atau juga untuk_XSALAH SATU_z(OH)_Dan(H₂SALAH SATU)_N^(3x-y-2z)+.

Polimer penting

Diperkirakan bahwa polimer ini yang paling berguna adalah yang disebut₁₃ Formulanya Al₄Ke₁₂(OH)₂₄(H₂SALAH SATU)₁₂⁷⁺, Dan juga dikenal sebagai KEGGIN-AL13.

Ini adalah spesies dengan 7 muatan positif (yaitu, kation heptavalen) dengan 13 atom aluminium, 24 unit OH, 4 atom oksigen dan 12 unit air h₂SALAH SATU.

Aplikasi

- Dalam pengolahan air

PACL adalah produk komersial untuk mengolah air dan membuatnya bisa diminum (bersih dan diminum). Ini juga memungkinkan untuk mengobati limbah dan industrialis.

Air dapat diminum jika diobati dengan aluminium poliklorida (PAC). Penulis: Explorerbob. Sumber: Pixabay.

Ini digunakan sebagai agen koagulasi dalam proses peningkatan perairan. Itu lebih efektif daripada aluminium sulfat. Kinerja atau perilakunya tergantung pada spesies yang ada, yang tergantung pada pH.

bagaimana cara kerjanya

Pacl memungkinkan bahan organik dan partikel mineral. Coagular berarti senyawa yang harus dihilangkan berubah dari larut menjadi padat. Ini mencapainya melalui interaksi tuduhan positif mereka dengan negatif material menjadi coagular.

Diyakini bahwa spesies tersebut₁₃, Dengan memiliki begitu banyak muatan positif (+7), ini adalah yang paling efektif untuk menetralkan beban. Kemudian pembentukan jembatan terjadi antara partikel -partikel yang bersifat aglomerat dan membentuk flokulus.

Dapat melayani Anda: sifat mekanik dan fisik baja

Flok ini sangat berat cenderung mengendap atau sedimen, yaitu, untuk pergi ke bagian bawah wadah yang mengandung air yang diolah. Dengan cara ini mereka dapat dihapus dengan penyaringan.

Aluminium poliklorida (PAC) berfungsi untuk sedimen bahan organik dan anorganik di pabrik pengolahan air limbah. ATAU.S. Foto Korps Insinyur Angkatan Darat [Domain Publik]. Sumber: Wikimedia Commons.

Keuntungan

PAC lebih baik dari aluminium sulfat karena memiliki hasil suhu rendah yang lebih baik, meninggalkan residu aluminium yang lebih sedikit, menghasilkan lebih sedikit volume lumpur, lebih sedikit efek pada pH air dan flok yang lebih cepat dan lebih besar terbentuk. Yang semuanya memfasilitasi sedimentasi untuk penyaringan selanjutnya.

Air kolam dapat dimurnikan dengan aluminium poliklorida (PAC). Penulis: Kalhh. Sumber: Pixabay.

-Di industri manufaktur pulp dan kertas

PAC sangat efektif dalam modifikasi beban koloid dalam pembuatan kertas. Beban koloid adalah beban padatan yang tersuspensi dalam campuran untuk membuat bubur kertas.

Ini memungkinkan untuk mempercepat kecepatan drainase (penghapusan air) terutama dalam kondisi netral dan alkali, dan membantu dalam retensi padatan. Padatan adalah yang kemudian, saat mengering, membentuk kertas.

Dalam aplikasi ini, PAC digunakan dengan rendah dasar (0-17%) dan berarti (17-50%).

Di pabrik pulp dan kertas, aluminium poliklorida (PAC) digunakan untuk membantu dalam proses sedimentasi. Penulis: 151390. Sumber: Pixabay.

- Untuk meningkatkan semen

Baru -baru ini (2019) telah terbukti menambahkan PACL ke semen Portland. Ditentukan bahwa keberadaan ion klorida cl^- dan kelompok polimer aluminium mengubah struktur semen. Diperkirakan cangkir formula 3 yang kompleks terbentuk.Ke₂SALAH SATU₃.CACL₂.10h₂SALAH SATU.

Semen konstruksi dapat ditingkatkan dengan aluminium poliklorida (PAC). Skeeze [CC0]. Sumber: Wikimedia Commons.

Hasilnya menunjukkan bahwa PACL meningkatkan sifat semen, mengurangi jumlah mikroporo (lubang yang sangat kecil) dan matriks menjadi lebih padat dan lebih kompak resistansi kompresi meningkat.

Efeknya meningkat dengan meningkatkan konten PACL. Studi ini menegaskan bahwa dengan menambahkan PACL ke semen Portland, campuran dengan sifat mekanik dan mikrostruktur yang unggul diperoleh.

Dengan aluminium poliklorida, porositas semen berkurang dan ini menjadi lebih tahan. BlackBlack111 [CC BYS-S (https: // CreateVecommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)]. Sumber: Wikimedia Commons.

Referensi

1. Kim, t. et al. (2019). Menyelidiki efek polyaluminum klorida pada sifat semen portland biasa. Bahan 2019, 12, 3290. MDPI pulih.com.
2. Li, dan. et al. (2019). Optimalisasi flokulan polyaluminum klorida-kitosan untuk mengobati bubur biogas babi menggunakan metode permukaan respons kotak-behnken. Int. J. Lingkungan. Daging sapi. Kesehatan Masyarakat 2019, 16, 996. MDPI pulih.com.
3. Hubbe, m. Polyaluminum chloride (PAC). Mini -enceClopedia Kimia Basah Pembuatan Papermake. Pulih dari proyek.NCSU.Edu.
4. Tang, h. et al. (2015). Mekanisme spesiasi, stabilitas, dan koagulasi kluster hydroxyl aluminium yang dibentuk oleh PACL dan siswa: Tinjauan Kritis. Adv Colloid Interface SCI 2015; 226 (PT A): 78-85. NCBI pulih.Nlm.Nih.Pemerintah.
5. Bottero, J.DAN. et al. (1980). Studi larutan aluminium klorida terhidrolisasi. 1. Sifat spesies aluminium dan komposisi larutan berair. Jurnal Kimia Fisik, Vol. 84, no. 22, 1980. Pulih dari pub.ACS.org.
6. Zhao, h.-Z. et al. (2009). Polyaluminum klorida konsentrasi tinggi: persiapan dan efek dari konsentrasi pada distribusi dan transformasi spesies Al. Jurnal Teknik Kimia 155 (2009) 528-533. Pulih dari scientedirect.com.
7. Jia, z. et al. (2004). Sintesis polyaluminum klorida dengan reaktor membran: Efek parameter operasi dan jalur reaksi. Ind. Eng. Chem. Daging sapi. 2004, 43, 12-17. Pulih dari pub.ACS.org.
8. Bahan Kimia Khusus Geo. Polyaluminum chloride (PAC). Pulih dari geosc.com.