偏铝酸钠

偏铝酸钠（Sodium Aluminate），又称铝酸钠，是一种无机化合物，分子式为NaAlO₂。偏铝酸钠的外观为白色无定形结晶粉末，易溶于水，不溶于乙醇，水溶液呈强碱性。其可发生水解反应产生氢氧化铝和游离的氢氧化钠，水溶液呈强碱性，可与酸反应生成白色沉淀。

偏铝酸钠的分子形式有：NaAlO₂，Na₂Al₂O₄，Na₂O·Al₂O₃。水合物分子式为NaAlO₂·H₂O，Na[Al(OH)₄]。其外形为白色无定形结晶粉末，有吸湿性，密度在25℃时为1.55g/cm³，熔点为1650℃，折射率为1.566、 1.595、1.580，可溶于水，不溶于乙醇。

偏铝酸钠水解可产生氢氧化铝和游离的氢氧化钠：

与强酸（如盐酸）反应。反应先生成白色沉淀，后沉淀消失，反应方程式如下：

与弱酸（如碳酸）反应生成Al(OH)₃沉淀：CO₂过量时：

CO₂少量时：

水玻璃可与偏铝酸钠反应生成硅胶和硅酸铝盐：

偏铝酸钠溶液是离子真溶液，铝或氢氧化铝在苛性碱溶液中形成偏铝酸钠，并完全解离为钠离子和铝酸根离子。一般所说的偏铝酸钠溶液的结构，指的是铝酸根离子的组成及结构。偏铝酸钠溶液具有如下特点：在中等浓度的偏铝酸钠溶液中，铝酸根离子以[Al(OH)₄]形式存在；在稀溶液中且温度较低时，以水化离子([Al(OH)₄])(H₂O)_x形式存在；在较浓的溶液中或浓度较高时，发生[Al(OH)₄]脱水，并能形成[Al₂(OH)₆]二聚离子，在150℃下，这两种形式的离子可同时存在；偏铝酸钠溶液是一种缔合型电解质溶液，在碱浓度较高时，溶液中将存在大量缔合离子对，且浓度越高，越有利于缔合离子对的形成。一般生产条件下，都以[Al(OH)₄]表示铝酸根离子。

偏铝酸钠可用于工业用水和自来水的净化，可降低水的硬度和加快悬浮物的固体沉降。例如，地面水源的水总是含有一定数量的机械杂质，在水处理时，会采用沉淀的方法，也就是让水在沉淀池内停留一段时间，让其中所悬浮的大的固体颗粒在自身重力作用下沉淀下来，在这个过程中，会使用偏铝酸钠作为凝聚剂。

偏铝酸钠与水玻璃反应生成凝胶物质硅胶和硅酸铝盐，胶结土壤、砂粒，充填煤层和地层裂缝，起到加固、堵水、隔绝空气灭火等的作用。偏铝酸钠还可用作石油烃转化的催化剂和载体，用来制造无定型氧化铝催化剂，还可用在玻璃和陶瓷蚀刻用的碱洗涤溶液抑制剂、造纸工业的填充剂、钢表面处理的保护剂、土壤硬化剂、肥皂制造、燃料工业等。在建筑工程中，偏铝酸钠被应用于加速混凝土的凝固。

用拜尔法生产偏铝酸钠时，先将铝矾土与苛性钠溶液混合，经高温、高压，再经分离、蒸发得到产品。主要化学反应式为：

工艺流程为：

拜耳法工艺流程图

用烧结法制备偏铝酸钠时，一般将铝硅比为3~6的铝矾土破碎，和石灰石混合，按比例在球磨机中进行湿磨，同时加入纯碱溶液。磨细后的料浆按一定比例加以混合调配，加入砖窑，在1200~1250℃的温度下进行烧结。烧结后的熟料经湿磨溶出后，形成有残渣的偏铝酸钠溶液，经沉降和分离等工序后，得到产品。涉及到的主要化学反应式为：

联合法是指拜耳法和烧结法同时并用的方法。当氧化硅的含量大于5%时，可采用联合法制作偏铝酸钠。

氢氧化铝溶解于过量的氢氧化钠溶液，可形成偏铝酸钠：

该反应是可逆的，当有能减少OH离子浓度的任何试剂存在时，均足以使反应方向由右向左，并有氢氧化铝沉淀形成。此时，加入大量的酸可以引起已沉淀的氢氧化铝再次溶解。

使用金属铝与氢氧化钠为原料，可生成水溶性的偏铝酸钠：

偏铝酸钠的结构如下图所示：

偏铝酸钠结构图

铝酸根离子[Al(OH)₄]具有配位数为4的典型四面体结构，其中三个OH离子以正常价键与中心离子Al结合，第四个OH离子则是以配价健与Al离子结合。

偏铝酸钠为不燃物，受潮时对铝、锌及锡有腐蚀性，对皮肤、粘膜及眼睛有刺激性及腐蚀性。该物质在空气中的颗粒物可通过吸入其气溶胶和食入被吸收到体内，长期或反复接触会对健康产生影响。这种情况，可以通过使用呼吸防护装置进行预防。

腐蚀性物品

运输和保存时，应保持通风、干燥，并不得掺入杂物，与酸分开存放。因其不可食用，接触后可能造成皮肤、眼睛等损伤，因此尽量不要与食物和饲料存放在一起，并注明危险等级和说明。

偏铝酸钠接触皮肤时，应脱掉被污染的衣服，用大量水或淋浴冲洗皮肤，并及时转诊就医；偏铝酸钠不慎进入眼睛后，首先用大量水冲洗几分钟（如果容易的话，摘下隐形眼镜），然后就医；误食偏铝酸钠后，不要催吐，及时漱口，并转诊就医。

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