Алюминат - Aluminate

В химии, алюминат представляет собой соединение , содержащее оксианион из алюминия , такие как алюминат натрия . В названии неорганических соединений это суффикс, который указывает на многоатомный анион с центральным атомом алюминия.

Алюминатные оксианионы

Оксид алюминия (глинозем) амфотерный: растворяется как в основаниях, так и в кислотах. При растворении в основаниях он образует ионы гидроксиалюмината так же, как гидроксид алюминия или соли алюминия. Гидроксиалюминат или гидратированный алюминат можно осаждать, а затем прокаливать с получением безводных алюминатов. Алюминаты часто формулируют как комбинацию основного оксида и оксида алюминия, например, формула безводного алюмината натрия NaAlO 2 может быть представлена ​​как Na 2 O · Al 2 O 3 . Известен ряд алюминатоксианионов:

  • Самым простым является приблизительно тетраэдрический AlO 5-
    4     обнаружен в соединении Na 5 AlO 4 ,
  • каркас AlO -
    2     ионы в безводном алюминате натрия NaAlO 2 и алюминате монокальция CaAl 2 O 4, состоящих из тетраэдров {AlO 4 }, разделенных углом .
  • Кольцевой анион, циклический Al
    6     О 18-
    18     анион, обнаруженный в трехкальциевом алюминате , Ca 3 Al 2 O 6 , который можно рассматривать как состоящий из 6 тетраэдров {AlO 4 } с общими углами .
  • Ряд анионов с бесконечной цепью в соединениях Na 7 Al 3 O 8, которые содержат кольца, связанные с образованием цепей, Na 7 Al 13 O 10 и Na 17 Al 5 O 16, которые содержат анионы дискретной цепи.

Смешанные оксиды, содержащие алюминий

Есть много смешанных оксидов, содержащих алюминий, в которых отсутствуют дискретные или полимерные алюминат-ионы. В шпинели с общей формулой А 2+
B 3+
2 О 2-
4 которые содержат алюминий в виде Al 3+ , такие как сама минеральная шпинель , MgAl 2 O 4 представляют собой смешанные оксиды с кубическими плотноупакованными атомами O и алюминием Al 3+ в октаэдрических положениях.

BeAl 2 O 4 , хризоберил , изоморфный оливину , имеет гексагональные плотноупакованные атомы кислорода с алюминием в октаэдрических положениях и бериллием в тетраэдрических положениях.

Некоторые оксиды с общей формулой MAlO 3, иногда называемые алюминатами или ортоалюминатами, такие как YAlO 3 , ортоалюминат иттрия, являются смешанными оксидами и имеют структуру перовскита . Некоторые оксиды, такие как Y 3 Al 5 O 12 , обычно называемые YAG , имеют структуру граната .

Гидроксоалюминаты

Al (OH) -
4 анион известен в растворах Al (OH) 3 с высоким pH .

Алюминатные стекла

Сам по себе глинозем нелегко сделать стекловидным с помощью современных технологий, однако с добавлением второго соединения можно образовать много типов алюминатных стекол. Полученные очки демонстрируют ряд интересных и полезных свойств, таких как высокий показатель преломления, хорошая прозрачность в инфракрасном диапазоне и высокая температура плавления, а также способность удерживать активные и флуоресцентные ионы лазера . Аэродинамическая левитация - ключевой метод, используемый для изучения и производства многих алюминатных стекол. Левитация позволяет поддерживать высокую чистоту расплава при температурах, превышающих 2000 К (1700 ° C).

Некоторые материалы, которые, как известно, образуют стекло в бинарной комбинации с оксидом алюминия: оксиды редкоземельных элементов, оксиды щелочноземельных металлов (CaO, SrO, BaO), оксид свинца и диоксид кремния.

Кроме того, было обнаружено , что система Al 2 O 3 (алюминат) образует сапфировую стеклокерамику. Часто эта способность основана на композициях, в которых взаимодействие между стеклообразующей способностью и стабильностью стекла приблизительно сбалансировано.

Применение алюминатов

Алюминат натрия , NaAlO 2 , используется в промышленности при крашении для образования протравы, а гидратированные формы используются для очистки воды, проклейки бумаги и производства цеолитов, керамики и катализаторов в нефтехимической промышленности . В процессе изомеризации алкенов и аминов алюминаты кальция являются важными ингредиентами цементов.

Li 5 AlO 4 используется в атомной энергетике.

Суффикс алюмината, используемый в наименованиях неорганических соединений

Примеры:

Алюминаты из нового сырья

Многие недавние исследования были сосредоточены на эффективном решении для обработки отходов. Это привело к превращению некоторых остатков в новое сырье для многих отраслей промышленности. Такое достижение обеспечивает сокращение использования энергии и природных ресурсов, снижение негативного воздействия на окружающую среду и создание новых сфер деятельности.

Хороший пример - металлургическая промышленность, особенно алюминиевая промышленность. Вторичная переработка алюминия является полезным для окружающей среды видом деятельности, поскольку позволяет извлекать ресурсы как из производственных, так и из бытовых отходов. Шлак и лом, которые раньше считались отходами, теперь являются сырьем для некоторых новых высокорентабельных производств. Материалы, изготовленные с использованием остатков алюминия, которые в настоящее время считаются опасными отходами, имеют дополнительную ценность. Текущие исследования изучают возможность использования этих отходов для производства стекла, стеклокерамики, бемита и алюмината кальция.

Ноты