Was ist Aluminiumsulfat?
Aluminiumsulfat ist ein Sulfat von Aluminium.
Aluminiumsulfat wird auch als Alaunsulfat, Alaun oder Alanit bezeichnet. Aluminiumsulfat kommt in vielen Hydraten und Anhydriden vor, wobei die 14-18-Hydrate am häufigsten vorkommen.
Wässrige Lösungen von Aluminiumsulfat sind sauer und adstringierend und die Neutralisation führt zur Ausfällung von Aluminiumhydroxid.
Anwendungen von Aluminiumsulfat
Aluminiumsulfat wird in großem Umfang als Wasserreiniger (Koagulierungsmittel) für städtische Wasser- und Abwassersysteme, Industriewasser und Industrieabwässer verwendet. Es kann auch in vielen anderen Bereichen eingesetzt werden, z. B. als Färbehilfsmittel, Bodenneutralisator, Arzneimittel, Pigmente, Baustoffe, Betonabschreckmittel und Gerbstoff für Leder.
Aluminiumsulfat wird in der Papierindustrie als Leimungsmittel verwendet. Es dient der Verbesserung der Papierqualität, indem es das Eindringen von Flüssigkeiten wie Tintenflecken verhindert, das Flockieren verhindert und die Glätte erhöht.
Aluminiumsulfat wird als Feuerlöschmittel in Schaumfeuerlöschern verwendet und kann auch als Rohstoff für Tonerde, Alaun, etc. eingesetzt werden.
Eigenschaften von Aluminiumsulfat
Das Anhydrat von Aluminiumsulfat ist an der Luft stabil; beim Erhitzen auf 770 °C zersetzt es sich zu SO3, SO2 und Al2O3. Bei etwa 850 °C ist die thermische Zersetzung abgeschlossen und es bildet sich Aluminiumoxid.
Aluminiumsulfat ist in Wasser löslich. Bei 0 °C lösen sich 86,9 g in 100 g Wasser, bei 20 °C 107,4 g in 100 g Wasser. Aluminiumsulfat bildet in wässriger Lösung Komplexsalze, die [Al(H2O)6]3+ enthalten. Wässrige Lösungen von Aluminiumsulfat sind wesentlich saurer, da sie unter Bildung von [Al(OH)(H2O)5]2+ und H3O+ hydrolysieren. Außerdem haben wässrige Lösungen einen sauren oder adstringierenden Geschmack.
Aluminiumsulfat ist auch in verdünnten Säuren löslich, nicht jedoch in Ethanol. Seine Eigenschaft, leicht Komplexsalze zu bilden, wird als Ausgangsstoff für andere Aluminiumsalze verwendet.
Struktur von Aluminiumsulfat
Die chemische Formel für das Anhydrid des Aluminiumsulfats lautet Al2(SO4)3, mit einem Formelgewicht von 342,14 g/mol. Wasserfreies Aluminiumsulfat ist ein farbloser Kristall mit einer Dichte von 2,71 g/cm3.
Die chemische Formel von Aluminiumsulfat-Hexahydrat lautet Al2(SO4)3-16H2O. Es ist ein farbloser, nadelförmiger Kristall mit einem spezifischen Gewicht von 1,96.
Weitere Informationen zu Aluminiumsulfat
1. Synthese von Aluminiumsulfat
Aluminiumsulfat wird industriell durch die Behandlung von Bauxit oder Ton mit Schwefelsäure zur Entfernung von Verunreinigungen gewonnen. Ein hochreines Produkt, das keine Eisenionen enthält, wird als Aluminiumsulfathexahydrat durch Konzentrieren und Abkühlen einer schwefelsauren Lösung von Aluminiumhydroxid gewonnen.
Das Aluminiumsulfat-Hexahydrat verliert beim sanften und kontinuierlichen Erhitzen unter Blasenbildung sein Kristallwasser und geht bei 350 °C in ein Anhydrat über. Kristallisiert man aus wässriger Lösung, erhält man Aluminiumsulfat-Hexahydrat bei -19-95 °C. Andere bekannte Hydrate von Aluminiumsulfat sind die Hydrate 6, 10, 18 und 27.
2. Aluminiumsulfat als säurehaltiges Papier
Saures Papier, das im Herstellungsprozess aus Aluminiumsulfat gewonnen wird, nennt man Säurepapier (englisch: acid paper). Die Sulfatwurzeln verbleiben im Papier und erhöhen den Säuregehalt des Papiers, so dass es nach einigen Jahrzehnten anfällig für Verfall ist. Die langfristige Lagerung von saurem Papier ist daher problematisch.
3. Mit Aluminiumsulfat verwandte Verbindungen
Kaliumalaun (englisch: potassium alum), auch bekannt als Kaliumaluminiumsulfat, ist eine Art von Alaun. Es handelt sich um ein Kristallsalz, das Sulfat-, Kalium- und hydratisierte Aluminiumionen enthält.
Kaliumalaun entsteht durch die Reaktion einer entsprechenden Menge Aluminiumsulfat mit einer wässrigen Lösung von Kaliumsulfat. Kaliumalaun kann auch durch Auflösen von Aluminium in Kaliumhydroxid und unter Verwendung von Schwefelsäure gewonnen werden.