واکنش‌های سولفات آلومینیوم (Al₂(SO₄)₃) با ترکیبات مختلف

سولفات آلومینیوم (Al₂(SO₄)₃) یک نمک معدنی است که در تصفیه آب، صنایع کاغذسازی و رنگ‌رزی استفاده می‌شود. این ترکیب در تماس با آب و برخی مواد قلیایی مانند کلسیم هیدروکسید (Ca(OH)₂) واکنش‌های مهمی انجام می‌دهد.

---

1. واکنش سولفات آلومینیوم با آب

زمانی که سولفات آلومینیوم در آب حل می‌شود، هیدرولیز شده و یون‌های آلومینیوم و سولفات آزاد می‌شوند:

معادله واکنش:

Al2(SO4)3→2Al3++3SO42−Al₂(SO₄)₃ \rightarrow 2Al^{3+} + 3SO₄^{2-}Al2​(SO4​)3​→2Al3++3SO42−​

اثر بر pH آب:

• محلول حاصل اسیدی است زیرا یون‌های آلومینیوم (Al³⁺) با مولکول‌های آب واکنش داده و هیدروکسید آلومینیوم (Al(OH)₃) و یون‌های H⁺ را آزاد می‌کنند:

Al3++3H2O→Al(OH)3↓+3H+Al^{3+} + 3H₂O \rightarrow Al(OH)₃ \downarrow + 3H^+Al3++3H2​O→Al(OH)3​↓+3H+

• این باعث کاهش pH آب شده و آن را اسیدی می‌کند.

کاربرد این واکنش در تصفیه آب:

• سولفات آلومینیوم به‌عنوان یک منعقدکننده قوی عمل می‌کند.
• ذرات معلق موجود در آب را جذب کرده و به ته‌نشینی آنها کمک می‌کند.
• در سیستم‌های تصفیه آب شهری و صنعتی برای حذف ناخالصی‌ها استفاده می‌شود.

---

2. واکنش سولفات آلومینیوم با کلسیم هیدروکسید (Ca(OH)₂) (آهک هیدراته)

وقتی سولفات آلومینیوم با کلسیم هیدروکسید واکنش می‌دهد، هیدروکسید آلومینیوم (Al(OH)₃) به‌صورت رسوب و سولفات کلسیم (CaSO₄) تشکیل می‌شود.

معادله واکنش:

Al2(SO4)3+3Ca(OH)2→2Al(OH)3↓+3CaSO4Al₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ \rightarrow 2Al(OH)₃ \downarrow + 3CaSO₄Al2​(SO4​)3​+3Ca(OH)2​→2Al(OH)3​↓+3CaSO4​

ویژگی‌های این واکنش:

✅ تشکیل رسوب هیدروکسید آلومینیوم:

• هیدروکسید آلومینیوم (Al(OH)₃) به‌صورت یک رسوب ژل‌مانند سفید در آب ظاهر می‌شود.
• این ماده در تصفيه آب برای حذف مواد معلق و آلاینده‌ها کاربرد دارد.

✅ تشکیل سولفات کلسیم (CaSO₄):

• این ماده در آب نسبتاً نامحلول است و ممکن است به‌صورت جامد باقی بماند.

---

کاربرد واکنش سولفات آلومینیوم و کلسیم هیدروکسید در تصفیه آب

1. خنثی‌سازی خاصیت اسیدی سولفات آلومینیوم:
   • سولفات آلومینیوم pH آب را کاهش می‌دهد، اما اضافه کردن کلسیم هیدروکسید (آهک هیدراته) باعث خنثی شدن آن و حفظ pH متعادل می‌شود.
2. تصفیه آب و حذف ناخالصی‌ها:
   • هیدروکسید آلومینیوم که به‌عنوان رسوب تشکیل می‌شود، به جذب و حذف ذرات معلق و مواد آلاینده کمک می‌کند.
3. بهبود انعقاد و لخته‌سازی در سیستم‌های تصفیه آب:
   • ترکیب این دو ماده در تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب برای حذف فلزات سنگین و آلودگی‌های معلق استفاده می‌شود.

---

نتیجه‌گیری

1. واکنش سولفات آلومینیوم با آب باعث تولید یون‌های Al³⁺ و SO₄²⁻ شده و pH محلول را کاهش می‌دهد.
2. افزودن کلسیم هیدروکسید به سولفات آلومینیوم باعث تشکیل رسوب هیدروکسید آلومینیوم (Al(OH)₃) و سولفات کلسیم (CaSO₄) می‌شود.
3. این واکنش‌ها در تصفیه آب، صنعت و حذف ناخالصی‌های محلول کاربرد زیادی دارند.