El aluminato de sodio es un compuesto químico inorgánico que se utiliza como una fuente eficaz de hidróxido de aluminio para muchas aplicaciones industriales y técnicas. El aluminato de sodio puro ( anhidro ) es un sólido cristalino blanco que tiene una fórmula que se da de diversas formas como NaAlO 2 , NaAl(OH) 4 ( hidratado ), [3] Na 2 O·Al 2 O 3 o Na 2 Al 2 O 4 . El aluminato de sodio comercial está disponible como una solución o un sólido.
Otros compuestos relacionados, a veces llamados aluminato de sodio, preparados por reacción de Na 2 O y Al 2 O 3 son Na 5 AlO 4 que contiene aniones discretos AlO 4 5− , Na7Al3O8 y Na 17 Al 5 O 16 que contienen aniones poliméricos complejos, y NaAl 11 O 17 , una vez creído erróneamente que era β-alúmina, una fase de óxido de aluminio . [4] [5]
El aluminato de sodio anhidro, NaAlO 2 , contiene una estructura tridimensional de tetraedros de AlO 4 unidos por vértices . La forma hidratada NaAlO 2 ·5/4H 2 O tiene capas de tetraedros de AlO 4 unidos en anillos y las capas se mantienen unidas por iones de sodio y moléculas de agua que forman enlaces de hidrógeno con átomos de O en los tetraedros de AlO 4 . [6]
El aluminato de sodio se fabrica disolviendo hidróxido de aluminio (Al(OH) 3 ) en una solución de sosa cáustica (NaOH). El hidróxido de aluminio ( gibbsita ) se puede disolver en una solución acuosa de NaOH al 20-25% a una temperatura cercana al punto de ebullición. El uso de soluciones de NaOH más concentradas conduce a un producto semisólido. El proceso debe llevarse a cabo en recipientes calentados con vapor de níquel o acero , y el hidróxido de aluminio debe hervirse con aproximadamente un 50% de sosa cáustica acuosa hasta que se forme una pulpa. La mezcla final debe verterse en un tanque y enfriarse; luego se forma una masa sólida que contiene aproximadamente un 70% de NaAlO2 . Después de triturarlo, este producto se deshidrata en un horno rotatorio. El producto resultante contiene un 90% de NaAlO2 y un 1% de agua, junto con un 1% de NaOH libre.
El aluminato de sodio también se forma por la acción del hidróxido de sodio sobre el aluminio elemental, que es un metal anfótero . La reacción es altamente exotérmica una vez establecida y va acompañada de una rápida evolución de gas hidrógeno. La reacción a veces se escribe así:
Sin embargo, es probable que las especies producidas en solución contengan el ion [Al(OH) 4 ] − o quizás el ion [Al(H 2 O) 2 (OH) 4 ] − . [7]
En el tratamiento del agua se utiliza como complemento a los sistemas de ablandamiento de agua, como coadyuvante coagulante para mejorar la floculación y para eliminar sílice y fosfatos disueltos .
En tecnología de la construcción, el aluminato de sodio se utiliza para acelerar la solidificación del hormigón , principalmente cuando se trabaja en condiciones de heladas.
El aluminato de sodio también se utiliza en la industria del papel , para la producción de ladrillos refractarios , la producción de alúmina, etc.
Las soluciones de aluminato de sodio son intermediarios en la producción de zeolitas . [8] [9]