Hợp chất nhôm hidroxit Al(OH)3 là gì? Tính chất và ứng dụng trong đời sống

1. Nhôm hidroxit là chất gì?

Nhôm hidroxit là một hợp chất hidroxit lưỡng tính có công thức hóa học là Al(OH)₃. Chúng được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng khoáng chất hydragilit (hoặc gibbsite). Đây là loại cấu trúc kim loại hidroxit điển hình có các dạng liên kết hidro được hình thành từ nhiều lớp kép của các nhóm hidroxyl với đa phần là các ion nhôm. Các ion nhôm chiếm tới ⅔ các lỗ trong số lỗ bát diện. 

Nhôm hidroxit là một hợp chất hidroxit lưỡng tính có công thức hóa học là Al(OH)₃

Bên cạnh nguồn gốc dạng khoáng, Al(OH)₃ còn mang tính chất của ba loại chất đa hình hiếm gặp gồm: doyleite, nordstrandite và bayerit. Chính vì ra đời với nhiều nguồn gốc khác nhau, hidroxit vừa mang tính chất của bazơ, vừa mang tính chất của axit. 

2. Tính chất hóa lý của nhôm hidroxit

Chính vì ra đời với nhiều nguồn gốc khác nhau, hidroxit nhôm vừa mang tính chất của bazơ, vừa mang tính chất của axit. Cùng tìm hiểu tính chất hóa lý của Al(OH)₃ cụ thể dưới đây:

2.1 Tính chất vật lý

• Nhôm hidroxit tồn tại dưới dạng một chất rắn màu trắng vô định hình, không hòa tan trong nước

• Khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt của Al(OH)₃ tốt gấp 3 lần so với sắt, bằng ⅔ lần đồng

• Al(OH)₃ có khối lượng mol là 78.00 g/mol

• Khối lượng riêng là 2.42 g/cm3

• Độ hòa tan ở mức 0.0001 g/100 ml, có thể tan axit, alkan,...

2.2 Tính chất hóa học

• Là hợp chất lưỡng tính nên không tan được trong bazơ yếu NH₃

• Al(OH)₃ kém bền với nhiệt độ, vì vậy khi đun nóng chúng sẽ tạo ra Al₂O₃

2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O

• Al(OH)₃ tác dụng với axit mạnh theo phương trình sau:

Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O

• Hidroxit nhôm cũng tác dụng với nhiều dung dịch có tính kiềm mạnh như KOH và NaOH như sau:

Al(OH)₃ + KOH → KAlO₃ + 2H₃O

Al(OH)₃ + KOH → K[Al(OH)₄]

Al(OH)₃ + NaOH → 2H₂0 + NaAlO₂

Chính vì ra đời với nhiều nguồn gốc khác nhau, hidroxit nhôm vừa mang tính chất của bazơ, vừa mang tính chất của axit

3. Nhôm hidroxit có thể thu được bằng cách nào?

Để thu được hợp chất nhôm hidroxit, người ta thường cho kết tủa ion Al³⁺, AlO^2-. Phương trình hóa học của phản ứng này cụ thể như sau:

• Kết tủa AlO^2-

AlO^2- + CO₂ + 2H₂O → Al(OH)₃ + HCO₃^-

AlO^2- + H⁺(mức vừa đủ) + H₂O → Al(OH)₃

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

• Kết tủa Al³⁺

Al³⁺ + 3OH^- (mức vừa đủ) → Al(OH)₃

Al³⁺ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3NH₄⁺

3NaOH + AlCl₃ → 3NaCl + Al(OH)₃

Trong thương mại, hầu như Al(OH)₃ được sản xuất theo quy trình Bayer. Quy trình này có liên quan tới việc phân hủy bauxite trong NaOH ở nhiệt độ cao lên tới 270^oC (tương đương 518^oF). Các chất cặn bô xít và cặn rắn được lấy ra, hidroxit nhôm được kết tủa từ kết quả sót lại của dung dịch natri aluminat. Người ta có thể chuyển đổi Al(OH)₃ này thành oxit nhôm bằng cách nung nóng. 

4.Ứng dụng của nhôm hidroxit

Nhôm hidroxit được ứng dụng vào rất nhiều ngành công nghiệp hiện nay. Đây là một số ứng dụng phổ biến của Al(OH)₃:

4.1 Nhôm hidroxit ứng dụng trong sản xuất PAC

PAC là viết tắt của cụm từ Poly Aluminium Chloride - một polyme vô cơ có khả năng keo tụ chất bẩn, được ứng dụng trong nhiều hoạt động công nghiệp như trợ lắng, xử lý nước, sản xuất giấy, dệt may,... Al(OH)₃ và axit clohiđric phản ứng với nhau tạo ra PAC.

Al(OH)₃ và axit clohiđric phản ứng với nhau tạo ra PAC

Trong quá trình sản xuất PAC công nghiệp, bước đầu tiên là sản xuất Al(OH)₃ từ phản ứng của nước và nhôm oxit. Khi đã có Al(OH)₃ dạng bột kết tinh màu trắng sẽ xử lý thêm để loại bỏ tạp chất, cải thiện chất lượng. Cuối cùng trộn cùng axit clohiđric tạo thành hóa chất PAC.

4.2 Dùng làm nguyên liệu cho các hợp chất nhôm khác

Phần lớn Al(OH)₃ được ứng dụng để sản xuất nhôm kim loại như nhôm sunfat, nhôm kích hoạt, nhôm clorua, zeolit, polyaluminium, natri aluminat, nhôm nitrat,...

4.3 Sản xuất thủy tinh và giấy

Là một thành phần không thể thiếu trong quá trình sản xuất thủy tinh, Al(OH)3 tác dụng với các oxit và silic để tạo độ dẻo, ngăn chặn kết tinh, từ đó hình thành thủy tinh. Trong công nghiệp sản xuất giấy, các gốc hidroxit kết hợp với nhau giúp giấy đẹp và bền hơn, hạn chế nhòe mực. 

Al(OH)₃ là một thành phần không thể thiếu trong quá trình sản xuất thủy tinh 

4.4 Dùng làm chất độn chống cháy

Al(OH)₃ là chất độn chống cháy hiệu quả với khả năng phân hủy ở nhiệt độ cao 180^oC (tương đương 356^oF), trong quá trình chúng tỏa ra hơi nước và hấp thụ một lượng nhiệt đáng kể. Hợp chất này được thêm vào trong các loại polime nhằm giảm khói như cao su, nhựa PVC, epoxy,...

Đông Á là đơn vị tiên phong sản xuất và cung ứng hóa chất PAC. Với quy trình sản xuất hiện đại và nguồn cung ứng nhôm hidroxit uy tín từ tập đoàn Than Khoáng Sản Việt Nam, chúng tôi cung cấp sản phẩm trợ lắng PAC lỏng và PAC bột chất lượng cao được nhiều khách hàng tin dùng. Nếu quý khách có nhu cầu tìm hiểu thêm về hóa chất PAC của Đông Á, hãy truy cập hotline Đông Á để có thêm thông tin nhé.