Популярная химия

Натрий-алюминий - так называют вещество, которое является неорганическим соединением и имеет химическую формулу NaAlO₂.  Другое название натрий-алюминия - алюминат натрия.

Алюминат натрия - сложный окисел натрия и алюминия. Внешне представляет собой белую массу, похожую на эмаль. Алюминат натрия – это аморфное вещество. Как у всех аморфные веществ, атомы и молекулы алюмината натрия не упорядочены, то есть не имеют кристаллической структуры. Примерами аморфных веществ являются резина, стекло, некоторые виды пластмасс.

Как получить алюминат натрия

Алюминат натрия можно получить путем сплава оксида алюминия с соединениями натрия.

1. Сплав при температуре 1200˚С  оксида натрия с оксидом алюминия

Na₂O + Al₂O₃ → 2NaAlO₂

2. Сплав  гидроксида натрия с оксидом алюминия при температуре  900 ˚С

2NaOH + Al₂O₃ → 2NaAlO ₂ + H₂O

3. Сплав оксида алюминия с карбонатом при температуре 1000˚С

Na₂CO₃ + Al₂O₃ → 2NaAlO ₂ + CO₂

Алюминат натрия получается также:

растворением алюминия в расплавленном при температуре 400˚С гидроксиде натрия

2(NaOH * H₂O) + 2Al → 2NaAlO ₂ + 3H₂ ;

растворением металлического алюминия или оксида алюминия Al₂O₃ в щелочах:

Al + 2NaOH + 6Н₂О = 2Na[Al(OH)₄] + ЗН₂

Известные соединение натрия и алюминия –  тетрагидроксоалюминат натрия  Na[Al(OH)₄] и гексагидроксоалюминат натрия Na₃[Al(OH)₆]

Обезвоживая тетрагидроксоалюминат натрия при температуре 800 ˚С, также получают алюминат натрия

Na[Al(OH)₄] → NaAlO ₂ + 2H₂O

Свойства алюмината натрия

Алюминат натрия хорошо растворяется в воде. Причём, чем выше температура воды, тем быстрее происходит процесс растворения. Также хорошо растворяется алюминат натрия в содовых и  алюминатно-щелочных растворах. Если же алюминат натрия входит в твердый состав с ферритом натрия, то в этом случае он растворяется гораздо медленнее. И чем меньше концентрация NaAlO₂ в растворе, тем медленнее происходит процесс растворения. На воздухе алюминат натрия разрушается.

Применение алюмината натрия

Алюминат натрия может иметь вид белого растворимого в воде порошка, пасты или водного раствора.

Используется алюминат натрия в производстве лаков, бумаги, в качестве наполнителя для мыла, в производстве стекла. В текстильной промышленности его применяют в качестве протравы для тканей. Раствор алюмината натрия в  промышленном производстве используется для ионно-обменной очистки воды, для смягчения жесткой воды. Также его раствор может быть использован для очистки стоков в коммунальном хозяйстве и промышленности.

В строительстве и в производстве пластмасс алюминат натрия выполняет функции ингибитора, то есть препятствует воспламенению. Также он добавляется в растворы для штукатурки, что придаёт этим растворам водонепроницаемость. Такими растворами штукатурят сырые поверхности из кирпича и бетона, а также заделывают отверстия в бетоне. Арматура при нанесении таких растворов не подвергается коррозии. Эти растворы возможно наносить как вручную, так и машинами. Добавляют алюминат натрия в бетон, чтобы ускорить его отвердевание. Это особенно эффективно для строительных работ, которые выполняются в зимнее время.

В природе алюминат натрия содержится в  глинозёме. Глинозём – это смесь оксидов различных металлов: алюминия, калия, натрия, магния. Оксид алюминия имеет химическую формулу  Al₂O₃. При получении оксида алюминия алюминат натрия используется как промежуточный продукт.

В алюминиевой промышленности широко используется метод австрийского химика Карла Иосифа Байера, который изобрёл способ получения чистого глинозема из бокситов, в основе которого лежат два его открытия.

Байер изобрёл способ получения чистого глинозема из бокситов. Он установил, что раствор алюмината натрия разлагается самопроизвольно, если к нему добавить гидрат глинозема. При этом выделяется гидроокись алюминия. Второе открытие Байера касалось получения алюмината натрия обработкой глинозема в бокситах раствором едкой щелочи. Байер сделал свои открытия, занимаясь разработками для текстильной промышленности. Однако впоследствии его разработки были использованы для нужд алюминиевой промышленности.