Natri Aluminat

1. Natri Aluminat là gì?

NaAlO2 (Natri Aluminat) là một hóa chất vô cơ thương mại, có công thức phân tử là NaAlO2 hoặc Na[Al(OH)4]. Nguyên chất dạng khan là chất rắn kết tinh màu trắng. Ngoài ra chất này còn có các tên gọi khác như: Natri aluminium oxide, Natri metaaluminate, Aluminate, Sodium Aluminate.

2. Tính chất hóa lý của NaAlO2

Tính chất vật lý của NaAlO2

Một số tính chất vật lý điển hình của hợp chất này được thể hiện như sau:

• Tồn tại ở dạng chất rắn
• Màu trắng
• Không mùi
• Tan tốt trong nước cho dung dịch không màu.
• Điểm sôi: 12850C
• Điểm nóng chảy: 10100C
• Khối lượng mol: 101,96g/mol
• Độ hòa tan trong nước ở 200C: 200g/l
• Độ hòa tan trong axit: Dễ tan.
• Độ hòa tan trong bazơ: Dễ tan.
• Độ hòa tan trong etanol ở 200C: 6,7g/l
• Độ độc: An toàn.
• Độ bền nhiệt: Phân hủy ở nhiệt độ cao, ổn định ở nhiệt độ thường.
• Độ dẫn điện: Tốt.

Natri Aluminat có kết tủa không?

• Do NaAlO2 nguyên chất là chất rắn màu trắng và hòa tan tốt trong nước. Vì vậy NaAlO2 là chất không kết tủa

Dấu hiệu nhận biết

Để nhận biết hợp chất này, chúng ta sẽ sục CO2 vào dung dịch. Sau phản ứng sẽ có kết tủa keo trắng

Phương trình hóa học để NaAlO2 ra Al(OH)3:

• 2H2O + NaAlO2 + CO2 → Al(OH)3↓ + NaHCO3

Tính chất hóa học

Hợp chất này tác dụng với axit và tạo kết tủa:

• 2H2O + NaAlO2 + CO2 → Al(OH)3↓ + NaHCO3
• H2O + HCl + NaAlO2 → Al(OH)3↓ + NaCl

 Là chất điện li mạnh hay yếu

Trong thực tế thì phân tử Natri Aluminat có thể được hòa tan hoàn toàn trong nước. Vì vậy đây là chất điện ly mạnh.

Phương trình điện ly của NaAlO2:

• NaAlO2 –> Na(+) + AlO2(-)

3. Các phương pháp tổng hợp Natri Aluminat

Natri Aluminat được tổng hợp bằng nhiều phương pháp khác nhau. Tùy theo từng cách mà độ kết tinh, kích thước hay độ tinh khiết sẽ có sự khác biệt. Bao gồm:

 Tổng hợp Sol Gel

Phương pháp tổng hợp Sol Gel là quá trình chuyển đổi thành vật liệu dạng gel rắn từ dung dịch tiền chất. Trong quá trình tổng hợp NaAlO2, Nhôm và Natri có tiền chất là Alkoxide bị Polyme hóa và thủy phân. Để phản ứng xảy ra hoàn toàn cần phải được xử lý nhiệt. Kết quả thu được tinh thể NaAlO2. Trong đó, độ xốp và các đặc tính của chất sẽ được kiểm soát chặt chẽ.

Tổng hợp NaAlO2 trực tiếp

NaAlO2 được tổng hợp thông qua phản ứng Nhôm Hydroxit và Natri Hydroxit ở điều kiện nhiệt độ cao. Kết thúc phản ứng chưa thu được NaAlO2 ngay mà cần xử lý thêm một số công đoạn để Natri Aluminat tinh khiết nhất.

 Tổng hợp thủy nhiệt

Yêu cầu đối với phương pháp tổng hợp thủy nhiệt đó chính là áp suất và nhiệt độ cao. Khi đó, phản ứng sẽ được thúc đẩy diễn ra nhanh và hiệu quả hơn. Các cấu trúc tinh thể có đặc tính nâng cao được hình thành sau khi kết thúc phản ứng.

Quy trình sản xuất NaAlO2

Ngoài những cách tổng hợp Natri Aluminat, còn có thể điều chế sản xuất NaAlO2 khi cho Nhôm tác dụng với Natri Hydroxit. Kết thúc phản ứng sẽ có khí H2 được giải phóng và sinh nhiều nhiệt. Các ion trong dung dịch có thể tồn tại ở dạng [Al(OH)4]− hoặc [Al(H2O)2(OH)4]−.

Phương trình phản ứng:

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2

4. Ứng dụng của Natri Aluminat

 Dùng để sản xuất pin và lưu trữ năng lượng

NaAlO2 có đặc điểm giống như một vật liệu điện cực dùng trong công nghệ lưu trữ năng lượng. Đặc tính này mang đến hiệu quả trong việc thay thế hệ thống Lithium truyền thống, nhất là đối với siêu tụ điện và pin natri ion.

Dùng để sản xuất thủy tinh Aluminosilicate

Natri Aluminat được biết đến với vai trò là chất trơ trong công nghiệp thủy tinh. Nhờ có NaAlO2, quá trình sản xuất Aluminosilicate được diễn ra ở nhiệt độ thấp. Vì thế năng lượng tiêu thụ sẽ giảm đi, giúp giảm bớt chi phí sản xuất.

NaAlO2 được ứng dụng trong sản xuất thủy tinh Aluminosilicate

Dùng để tổng hợp chất hữu cơ

Sử dụng NaAlO2 để tổng hợp các chất hữu cơ không còn xa lạ. Với độ xốp tốt, diện tích bề mặt cao và khả năng trao đổi ion tối ưu nên quá trình hoạt động của Natri Aluminat có tính chọn lọc. Vì thế, chúng là một phần quan trọng trong các phản ứng oxy hóa, chuyển hóa Est hoặc phản ứng Este hóa.

 Loại bỏ chất gây ô nhiễm nước

NaAlO2 có khả năng hấp phụ tốt nên được sử dụng để xử lý nước. Chúng có thể loại bỏ các chất gây ô nhiễm nguồn nước, ion của kim loại nặng,…

 Ứng dụng trong xây dựng

Natri Aluminat có khả năng hóa rắn tốt. Vì thế, ngành xây dựng đã tận dụng tính chất này để đẩy nhanh quá trình đóng rắn của bê tông.

 Ứng dụng khác

Natri Aluminat được sử dụng trong ngành công nghiệp như: Sản xuất Alumina, sản xuất các loại gạch chịu nhiệt, sản xuất giấy. Đồng thời, hóa chất này còn là thành phần trung gian cho quá trình sản xuất Zeolit.

Ứng dụng trong tương lai

Với đặc tính vượt trội của NaAlO2 nên hiện tại và tương lai có nhiều nghiên cứu liên quan đến loại hóa chất này. Thông qua các phương pháp tổng hợp khác nhau, chúng có thể được cân nhắc, lựa chọn để ứng dụng trong việc làm sạch và bảo vệ môi trường.

NaAlO2 có nhiều phương pháp tổng hợp với khả năng ứng dụng đa dạng. Vì thế, loại hóa chất này sẽ rất cần thiết với cuộc sống của con người trong thời gian tới. Nếu cần tìm hiểu nhiều hơn về NaAlO2, các bạn có thể liên hệ với VietChem để được nhân viên tư vấn và hỗ trợ tận tình.