Qu’est-ce que le sulfate d’aluminium ?
Le sulfate d’aluminium est également connu sous le nom d'”alun” et d'”alanite”. Le sulfate d’aluminium existe sous la forme de nombreux hydrates et anhydrides, mais les hydrates 14-18 sont les plus courants.
Les solutions aqueuses de sulfate d’aluminium sont acides et astringentes. La neutralisation entraîne la précipitation de l’hydroxyde d’aluminium.
Utilisations du sulfate d’aluminium
Le sulfate d’aluminium est largement utilisé comme purificateur d’eau (coagulant) pour les systèmes d’eau et d’égouts urbains, l’eau industrielle et les eaux usées industrielles. Il peut également servir dans un grand nombre d’autres domaines, notamment comme adjuvant de teinture, neutralisateur de sol, produits pharmaceutiques, pigments, matériaux de construction, agent de trempe du béton et agent de tannage du cuir.
Le sulfate d’aluminium sert d’agent d’encollage dans l’industrie du papier. Il permet d’améliorer la qualité du papier, notamment en empêchant la pénétration de liquides tels que les taches d’encre et en prévenant le peluchage, ainsi qu’en conférant du lissé.
Il sert également d’agent extincteur dans les extincteurs à mousse et de matière première pour le blanc d’alumine, l’alun, etc.
Propriétés du sulfate d’aluminium
L’anhydrate de sulfate d’aluminium est stable dans l’air ; lorsqu’il est chauffé à 770°C, il se décompose en SO3, SO2 et Al2O3. À environ 850 °C, la décomposition thermique est complète et l’alumine se forme.
Il est soluble dans l’eau. Plus précisément, 86,9 g sont dissous dans 100 g d’eau à 0 °C et 107,4 g dans 100 g d’eau à 20 °C. En tant que solution aqueuse, le sulfate d’aluminium forme des sels complexes contenant [Al(H2O)6]3+. Celles-ci sont considérablement plus acides car elles s’hydrolysent pour former [Al(OH)(H2O)5]2+ et H3O+. De plus, ces solutions ont un goût aigre ou astringent.
Le sulfate d’aluminium est également soluble dans les acides dilués, mais pas dans l’éthanol. Sa propriété de former facilement des sels complexes est utilisée comme matière première pour d’autres sels d’aluminium.
Structure du sulfate d’aluminium
La formule chimique de l’anhydride du sulfate d’aluminium est Al2(SO4)3, avec un poids moléculaire de 342,14 g/mol. Le sulfate d’aluminium anhydre est un cristal incolore d’une densité de 2,71 g/cm3.
La formule chimique du sulfate d’aluminium hexahydraté est exprimée par Al2(SO4)3-16H2O. Il s’agit d’un cristal incolore en forme d’aiguille dont la densité est de 1,96.
Autres informations sur le sulfate d’aluminium
1. Synthèse du sulfate d’aluminium
Le sulfate d’aluminium est obtenu industriellement en traitant la bauxite ou l’argile avec de l’acide sulfurique. Cela permet d’en éliminer les impuretés. Un produit de haute pureté ne contenant pas d’ions de fer est obtenu sous forme de sulfate d’aluminium hexahydraté par concentration et refroidissement d’une solution d’acide sulfurique d’hydroxyde d’aluminium.
Lorsqu’il est chauffé doucement et continuellement, l’hexahydrate de sulfate d’aluminium perd son eau cristalline en bouillonnant et se transforme en anhydrate à 350 °C. Lorsqu’il est cristallisé à partir d’une solution aqueuse, il peut être obtenu à -19-95°C. D’autres hydrates de sulfate d’aluminium connus sont les hydrates 6, 10, 18 et 27.
2. Le sulfate d’aluminium comme papier acide
Le papier acide fabriqué à partir de sulfate d’aluminium dans le processus de fabrication est appelé papier acide (anglais : acid paper). Les racines de sulfate restent dans le papier et augmentent son acidité, ce qui le rend susceptible de se détériorer en quelques décennies. Le stockage à long terme du papier acide est donc problématique.
3. Composés apparentés au sulfate d’aluminium
L’alun de potassium (anglais : potassium alum) est un type d’alun. Il s’agit d’un cristal de sel composé contenant des ions de sulfate, de potassium et d’aluminium hydraté.
Il est formé par la réaction d’une quantité équivalente de sulfate d’aluminium avec une solution aqueuse de sulfate de potassium. Il peut également être obtenu en dissolvant de l’aluminium dans de l’hydroxyde de potassium et en utilisant de l’acide sulfurique.