Sulfato de aluminio: fórmula, masa molar y producción

Agua limpia

El agua limpia es esencial para una vida saludable. Se estima que cada persona necesita alrededor de 5 galones de agua limpia por día. El agua dulce del grifo podría provenir de una planta de tratamiento de agua donde se podría haber utilizado sulfato de aluminio en parte del proceso de tratamiento del agua. Aprendamos sobre el sulfato de aluminio.

El sulfato de aluminio es un sólido blanco.

Fórmula

El sulfato de aluminio es un compuesto iónico , que es una combinación de iones positivos y negativos. Un ion es un átomo o molécula que tiene carga porque tiene demasiados o muy pocos electrones. Los iones son monoatómicos (que constan de un átomo) poliatómicos (que constan de más de un átomo). Muchos de los compuestos iónicos más comunes tienen un ion positivo que consta de un átomo metálico y un ion negativo que es poliatómico. No es una regla, pero es un patrón útil.

El ion positivo en el sulfato de aluminio es el aluminio, Al +3 . El sulfato es el ion negativo y poliatómico (SO 4 ) -2 .

Todos los compuestos iónicos tienen que ser eléctricamente neutros, por lo que tenemos que juntar los iones de aluminio y sulfato en la proporción correcta para que se cancelen sus cargas eléctricas. Hay un truco para determinar esa proporción; se llama método “entrecruzado”. Vamos a ver cómo funciona.

Método entrecruzado

Observe que invertimos el signo del ion sulfato. Luego, todo lo que hicimos fue poner las cargas como subíndices en el ion opuesto.

La fórmula del sulfato de aluminio es Al 2 (SO 4 ) 3 . Tenemos que usar esta fórmula para determinar la masa molar del sulfato de aluminio. Hagámoslo ahora.

Masa molar

La masa molar es la masa de un mol de una sustancia. En este caso, nuestra sustancia es sulfato de aluminio, por lo que vamos a determinar la masa de un mol de ella. Aquí es donde entra en juego la tabla periódica. Cada elemento de la tabla periódica tiene su masa molar listada. Para obtener la masa molar de un compuesto, sumamos las masas de cada elemento en el compuesto. Dado que tenemos la fórmula para el sulfato de aluminio, necesitamos identificar cuántos de cada elemento componen el compuesto.

Cantidad de cada elemento en el compuesto

Multiplicamos cada elemento en el ion sulfato por 3. El cuadro 1 muestra la cantidad de cada átomo en el compuesto.

Gráfico 1

Ahora podemos multiplicar la cantidad de cada elemento por su masa molar en la tabla periódica.

Las masas molares de aluminio, azufre y oxígeno están en rojo.

Multiplicar la cantidad de cada elemento por su masa molar y luego sumarlo todo nos dará la masa molar de sulfato de aluminio. El cuadro 2 muestra la masa molar total de cada elemento.

Gráfico 2

Ahora todo lo que tenemos que hacer es sumar todas las masas.

Masa molar total de sulfato de aluminio

¡Veamos ahora cómo se produce el sulfato de aluminio!

Producción

La producción de sulfato de aluminio requiere dos pasos. El primer paso es la reacción química que crea el compuesto, y el segundo paso es convertir el sólido en granos de diferentes tamaños. Comencemos con la reacción química que lo crea.

Reacción química

La reacción que forma sulfato de aluminio es una reacción de neutralización entre un ácido y una base. El hidróxido de aluminio (una base) se mezcla con ácido sulfúrico (un ácido) y agua produciendo un hidrato de sulfato de aluminio. Un hidrato es un compuesto que tiene moléculas de agua unidas físicamente.

Reacción que produce sulfato de aluminio.

El sulfato de aluminio sólido se coloca en bandejas de fundición donde se seca. Cuando el producto está seco, se somete a diferentes pasos de trituración. Los filtros se utilizan para controlar el tamaño de grano.

Usos

El sulfato de aluminio en polvo se utiliza en la industria del papel y la pulpa porque facilita que la tinta marque el papel. También ayuda a aumentar su durabilidad.

El sulfato de aluminio se usa comúnmente para aumentar la acidez del suelo. Se separa en hidróxido de aluminio y ácido sulfúrico diluido. Luego, las plantas pueden absorber el ácido. Esto es útil para las personas que cultivan arándanos, a quienes les gusta que el suelo sea bastante ácido, o que intentan hacer que sus hortensias se vuelvan azules, lo que solo ocurre en suelos ácidos con aluminio. Si bien algunos jardineros han cambiado a formulaciones más suaves, el sulfato de aluminio todavía se puede encontrar en muchos centros de jardinería.

También se utiliza en el proceso de purificación de agua. Cuando se agrega al agua, el sulfato de aluminio se disocia (se rompe) en iones de aluminio positivos e iones de sulfato negativos. Las pequeñas partículas cargadas negativamente en el agua no tratada, como las arcillas, son atraídas eléctricamente por los iones de aluminio y se depositan fuera de la solución.

El sulfato de aluminio de grado alimenticio se usa en decapado y horneado, y el sulfato de aluminio de grado de jardín se usa en el curtido tradicional de pieles. ¡Hay una gran variedad de usos para este compuesto versátil!

Resumen de la lección

El sulfato de aluminio es un compuesto iónico , que es una combinación de iones positivos y negativos.

Los iones son átomos cargados y pueden ser iones monoatómicos (átomos individuales) o poliatómicos (múltiples átomos combinados para formar una partícula cargada). El aluminio forma un ion +3, Al +3 , y el sulfato es el ión poliatómico -2, (SO 4 ) -2 .

La fórmula química del sulfato de aluminio es Al 2 (SO 4 ) 3 .

La masa molar es la masa de un mol de una sustancia. La masa molar de sulfato de aluminio es 342,14 g / mol.

La producción de sulfato de aluminio implica la reacción de hidróxido de aluminio, ácido sulfúrico y agua. La reacción produce un hidrato de sulfato de aluminio. Un hidrato es un compuesto que tiene agua físicamente unida.

El sulfato de aluminio se utiliza en el tratamiento del agua para eliminar las arcillas y en la fabricación de papel para que el papel sea más duradero y tenga la capacidad de absorber mejor la tinta. También tiene muchos otros usos.