En química, un aluminato es un compuesto que contiene un oxianión de aluminio , como el aluminato de sodio . En la denominación de compuestos inorgánicos, es un sufijo que indica un anión poliatómico con un átomo de aluminio central. [1]
El óxido de aluminio (alúmina) es anfótero: se disuelve tanto en bases como en ácidos. Cuando se disuelve en bases forma iones de hidroxialuminato del mismo modo que el hidróxido de aluminio o las sales de aluminio. El hidroxialuminato o aluminato hidratado puede precipitarse y luego calcinarse para producir aluminatos anhidros. Los aluminatos a menudo se formulan como una combinación de óxido básico y óxido de aluminio; por ejemplo, la fórmula del aluminato de sodio anhidro NaAlO 2 se mostraría como Na 2 O · Al 2 O 3 . Se conocen varios oxianiones de aluminato:
Hay muchos óxidos mixtos que contienen aluminio donde no hay iones de aluminato discretos o poliméricos. Las espinelas con fórmula genérica A2+
B3+
2oh2-4
que contienen aluminio como Al 3+ , como el propio mineral espinela , MgAl 2 O 4 son óxidos mixtos con átomos cúbicos de O compactos y aluminio Al 3+ en posiciones octaédricas. [7]
BeAl 2 O 4 , crisoberilo , isomorfo con olivino , tiene átomos de oxígeno hexagonales muy empaquetados con aluminio en posiciones octaédricas y berilio en posiciones tetraédricas. [8]
Algunos óxidos con la fórmula general de MAlO 3 a veces llamados aluminatos u ortoaluminatos como YAlO 3 , ortoaluminato de itrio son óxidos mixtos y tienen estructura de perovskita . [9] Algunos óxidos como el Y 3 Al 5 O 12 , generalmente llamado YAG , tienen estructura de granate . [7]
El Al(OH)−
4El anión es conocido en soluciones de alto pH de Al(OH) 3 . [6]
La alúmina por sí sola no puede volverse vítrea fácilmente con las técnicas actuales; sin embargo, con la adición de un segundo compuesto se pueden formar muchos tipos de vidrios de aluminato. Los vidrios producidos muestran una variedad de propiedades interesantes y útiles, como un alto índice de refracción, buena transparencia infrarroja y un alto punto de fusión, así como la capacidad de albergar iones fluorescentes y activos láser . La levitación aerodinámica es un método clave utilizado para estudiar y producir muchos vidrios de aluminato. La levitación permite mantener una alta pureza en la masa fundida a temperaturas superiores a 2000 K (1700 °C). [10]
Algunos materiales que se sabe que forman vidrio en combinación binaria con óxido de aluminio son: óxidos de tierras raras , óxidos alcalinotérreos (CaO, SrO, BaO), óxido de plomo y dióxido de silicio .
Además, se ha descubierto que el sistema Al 2 O 3 (aluminato) forma cerámicas de vidrio similares al zafiro. A menudo, esta capacidad se basa en composiciones en las que la interacción entre la capacidad de formación del vidrio y la estabilidad del vidrio está aproximadamente equilibrada. [11]
El aluminato de sodio , NaAlO 2 , se utiliza industrialmente en teñidos para formar un mordiente y las formas hidratadas se utilizan en la purificación de agua, encolado de papel y en la fabricación de zeolitas, cerámicas y catalizadores en la industria petroquímica . En el proceso de isomerización de alquenos y aminas [12] Los aluminatos de calcio son ingredientes importantes de los cementos. [6]
Li 5 AlO 4 se utiliza en la industria de la energía nuclear. [13]
Ejemplos son:
Muchos estudios de investigación recientes se han centrado en una solución eficaz para el tratamiento de residuos. Esto ha llevado a que algunos residuos se conviertan en nuevas materias primas para muchas industrias. Este logro garantiza una reducción en el uso de energía y recursos naturales, una disminución del impacto ambiental negativo y la creación de nuevos campos de trabajo.
Un buen ejemplo proviene de la industria del metal, en particular la industria del aluminio. El reciclaje de aluminio es una actividad beneficiosa para el medio ambiente, ya que recupera recursos tanto de los residuos de fabricación como de los consumidores. La escoria y la chatarra, que antes se consideraban residuos, ahora son materia prima para nuevas industrias altamente rentables. Existe un valor añadido en los materiales elaborados a partir de un residuo de aluminio que actualmente se considera un residuo peligroso. Las investigaciones actuales estudian el uso de estos residuos para fabricar vidrio, vitrocerámica, boehmita y aluminato de calcio. [14]