Hlinitany - Aluminate

V chemii, An hlinitan je sloučenina, obsahující oxyaniontového z hliníku , jako je hlinitan sodný . Při pojmenování anorganických sloučenin se jedná o příponu, která označuje polyatomový anion s centrálním atomem hliníku.

Aluminátové oxyanionty

Oxid hlinitý (alumina) je amfoterní: rozpouští se v zásadách i v kyselinách. Po rozpuštění v zásadách tvoří hydroxyaluminátové ionty stejným způsobem jako hydroxid hlinitý nebo jeho soli. Hydroxyaluminát nebo hydratovaný hlinitan lze vysrážet a poté kalcinovat za vzniku bezvodých hlinitanů. Alumináty jsou často formulovány jako kombinace bazického oxidu a oxidu hlinitého, například vzorec bezvodého hlinitanu sodného NaAlO 2 by byl uveden jako Na 2 O · Al 2 O 3 . Je známa řada hlinitanových oxyaniontů:

  • Nejjednodušší je přibližně čtyřboká AlO5-
    4    nachází se ve sloučenině Na 5 AlO 4 ,
  • rámec AlO-
    2    ionty v bezvodém hlinitanu sodného NaAlO 2 a monokalcium aluminát , CaAl 2 O 4 skládá z rohové sdílení {AIO 4 } čtyřstěnů.
  • Kruhový aniont, cyklický Al
    6    Ó18-
    18    anion, nalezený v hlinitanu vápenatém, Ca 3 Al 2 O 6 , který lze považovat za sestávající ze 6 rohových sdílení {AlO 4 } čtyřstěnů.
  • Řada aniontů nekonečného řetězce ve sloučeninách Na 7 Al 3 O 8, které obsahují kruhy spojené za vzniku řetězců, Na 7 Al 13 O 10 a Na 17 Al 5 O 16, které obsahují diskrétní anionty řetězce.

Směsné oxidy obsahující hliník

Existuje mnoho směsných oxidů obsahujících hliník, kde nejsou žádné diskrétní nebo polymerní hlinitanové ionty. Tyto spinely s obecným vzorcem A,2+
B3+
2Ó2-
4, které obsahují hliník jako Al 3+ , jako je samotný minerální spinel , MgAl 2 O 4 jsou smíšené oxidy s kubickými těsně zabalenými atomy O a hliník Al 3+ v polostředních polohách.

BeAl 2 O 4 , chrysoberyl , izomorfní s olivínem , má šestihranné těsně nabité atomy kyslíku s hliníkem v polostředních polohách a berylium ve čtyřbokých polohách.

Některé oxidy s obecným vzorcem Malo 3 někdy nazývané hlinitany nebo orthoaluminates, jako YAlO 3 , yttrium ortho-hlinitan jsou směsné oxidy a mají perovskitových strukturu . Některé oxidy, jako například Y 3 Al 5 O 12 , obvykle nazývané YAG , mají granátovou strukturu.

Hydroxoalumináty

AI (OH)-
4anion je znám v roztokech Al (OH) 3 s vysokým pH .

Hliníkové brýle

Alumina sama o sobě nemůže být při současných technikách snadno vyrobena jako sklovina, avšak s přídavkem druhé sloučeniny může být vytvořeno mnoho druhů hlinitanových skel. Vyráběná skla vykazují řadu zajímavých a užitečných vlastností, jako je vysoký index lomu, dobrá infračervená průhlednost a vysoká teplota tání, stejně jako schopnost hostovat laserově aktivní a fluorescenční ionty. Aerodynamická levitace je klíčovou metodou používanou ke studiu a výrobě mnoha hliníkových skel. Levitace umožňuje udržovat vysokou čistotu v tavenině při teplotách vyšších než 2 000 K (1 700 ° C).

Některé materiály, o nichž je známo, že tvoří sklo v binární kombinaci s oxidem hlinitým, jsou: oxidy vzácných zemin, oxidy alkalických zemin (CaO, SrO, BaO), oxid olovnatý a oxid křemičitý.

Rovněž byl objeven systém Al 2 O 3 (hlinitan), který vytváří safírové sklo. Tato schopnost je často založena na kompozicích, ve kterých je souhra mezi schopností tvarovat sklo a stabilitou skla přibližně vyvážená.

Aplikace hlinitanů

Aluminát sodný , NaAlO 2 , se průmyslově používá při barvení za vzniku mořidla a hydratované formy se používají při čištění vody, klížení papíru a při výrobě zeolitů, keramiky a katalyzátorů v petrochemickém průmyslu . V procesu izomerizace alkenů a aminů jsou hlinitany vápenaté důležitou složkou cementů.

Li 5 AlO 4 se používá v jaderné energetice.

Aluminátová přípona použitá při pojmenovávání anorganických sloučenin

Příklady:

Hlinitany vyrobené z nových surovin

Mnoho nedávných výzkumných studií se zaměřilo na efektivní řešení pro zpracování odpadu. To vedlo k tomu, že některé zbytky byly zpracovány na nové suroviny pro mnoho průmyslových odvětví. Takový úspěch zajišťuje snížení spotřeby energie a přírodních zdrojů, snížení negativních dopadů na životní prostředí a vytváření nových pracovních oblastí.

Dobrý příklad pochází z kovozpracujícího průmyslu, zejména z hliníku. Recyklace hliníku je prospěšná pro životní prostředí, protože využívá zdroje jak z výroby, tak ze spotřebitelského odpadu. Struska a šrot, které byly dříve považovány za odpad, jsou nyní surovinou pro některá vysoce výnosná nová průmyslová odvětví. Přidanou hodnotu mají materiály vyrobené z hliníkového zbytku, který je v současné době považován za nebezpečný odpad. Současný výzkum zkoumá využití tohoto odpadu k výrobě skla, sklokeramiky, boehmitu a hlinitanu vápenatého.

Poznámky