Phèn nhôm là hoá chất làm trong nước an toàn, hiệu quả được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Vậy sản phẩm này là gì và có những đặc điểm đặc trưng nào? Hãy cùng khám phá những điều thú vị về nó ngay trong bài viết này nhé.

Phèn Nhôm Là Gì?

Với tên gọi hóa học là nhôm sunfat, đây là một hợp chất vô cơ quan trọng với công thức phèn nhôm là Al2(SO4)3. Trên thị trường, sản phẩm này được bán ở hai dạng chính: dạng khan (không chứa nước) và dạng ngậm nước (chứa một số phân tử nước trong cấu trúc tinh thể).

Trong các loại phèn nhôm ngậm nước, Al2(SO4)3.18H2O là phổ biến nhất, thường được gọi là phèn chua. Vậy công thức phèn chua và phèn nhôm có gì khác biệt? Thực tế, công thức của nhôm sunsat khá đa dạng, tùy thuộc vào loại phèn.

Để hiểu rõ hơn, chúng ta cần tìm hiểu về phèn nhôm công thức là gì khi ở các loại khác nhau. Ngoài phèn chua (Al2(SO4)3.18H2O), còn có nhiều loại phèn chứa nhôm khác như (KAl(SO4)2.12H2O) hay (NH4Al(SO4)2.12H2O).

Nhôm sunfat tồn tại ở dạng hạt tinh thể màu trắng có ánh vàng nhẹ

Đặc Trưng Lý Hoá Từ Công Thức Hoá Học Của Phèn Nhôm Là Gì ?

Xét về tính chất vật lý, nhôm sunfat thường tồn tại ở dạng tinh thể, màu trắng hoặc trong suốt, đôi khi có ánh vàng nhẹ. Tinh thể của nó có vị chua đặc trưng, dễ tan trong nước, tạo thành dung dịch trong suốt. Khối lượng mol của phèn chứa nhôm là 342.15 g/mol, một thông số quan trọng trong các tính toán hóa học liên quan. Trong khi đó, điểm nóng chảy của nhôm sunfat khan (không chứa nước kết tinh) là 770°C.

Vậy phèn nhôm có công thức hoá học là Al2(SO4)3 như đã đề cập ở trên sẽ có những tính chất hoá học nào? Hoá chất này thể hiện rõ tính axit khi hòa tan trong nước với pH < 7, do đó nó có khả năng phản ứng với các bazơ.

Khi được hòa tan trong nước, nhôm sunfat phân ly thành các ion Al3+ và SO42-. Ion Al3+ Ion này có khả năng thủy phân, phản ứng với nước để tạo thành kết tủa Al(OH)3, hay nhôm hydroxit.

Phèn chứa nhôm cũng phản ứng với muối cacbonat để tạo thành kết tủa nhôm hydroxide, khí cacbonic và muối sunfat theo phương trình sau:

Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4.

Phèn nhôm có công thức là Al2(SO4)3 trong cấu tạo hoá học

Các Phương Pháp Sản Xuất Nhôm Sunfat

Về cơ bản, nguyên lý hóa học điều chế phèn nhôm đều dựa trên phản ứng hóa học giữa một hợp chất chứa nhôm (như boxit, hydroxit nhôm,…) với axit sulfuric (H2SO4) để tạo thành dung dịch (Al2(SO4)3). Sau đó, dung dịch nhôm sunfat được kết tinh để thu được sản phẩm phèn chứa nhôm. Mỗi sản phẩm thu được sẽ có ưu nhược điểm của phèn nhôm riêng, phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau.

Từ Quặng Boxit

Boxit là một loại quặng nhôm phổ biến, chứa hàm lượng lớn nhôm oxit (Al2O3). Phương pháp sản xuất phèn chứa nhôm từ quặng boxit bao gồm các bước chính sau:

Nghiền và hòa tan: Quặng boxit được nghiền nhỏ và hòa tan trong axit sulfuric (H2SO4) đậm đặc. Phản ứng hóa học xảy ra tạo thành dung dịch nhôm sunfat (Al2(SO4)3).
Lọc tạp chất: Dung dịch nhôm sunfat thu được chứa nhiều tạp chất như oxit sắt, silic oxit,… cần được loại bỏ bằng các phương pháp lọc.
Kết tinh: Dung dịch nhôm sunfat sau khi lọc được cô đặc và để nguội. Phèn chứa nhôm sẽ kết tinh dưới dạng tinh thể ngậm nước Al2(SO4)3.18H2O.

Quặng Boxit là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất nhôm sunfat

Từ Hydroxit Nhôm

Hydroxit nhôm (Al(OH)3) là một hợp chất có thể được điều chế từ nhiều nguồn khác nhau, ví dụ như từ quá trình sản xuất nhôm từ quặng boxit hoặc từ các quá trình hóa học khác. Phương pháp sản xuất nhôm sunfat từ hydroxit nhôm bao gồm:

Phản ứng với axit sunfuric: Hydroxit nhôm được phản ứng với axit sulfuric (H2SO4) loãng. Phản ứng này tạo thành dung dịch nhôm sunfat (Al2(SO4)3).
Cô đặc và kết tinh: Dung dịch nhôm sunfat thu được sau đó được cô đặc để loại bỏ bớt nước và để nguội. Phèn chứa nhôm sẽ kết tinh dưới dạng tinh thể ngậm nước.

Từ Các Nguồn Nguyên Liệu Khác

Ngoài quặng boxit và hydroxit nhôm, nhôm sunfat cũng có thể được sản xuất từ một số nguồn nguyên liệu khác như:

Đất sét: Một số loại đất sét chứa hàm lượng nhôm oxit nhất định và có thể được sử dụng để sản xuất Al2(SO4)3.
Phế thải công nghiệp: Một số loại phế thải từ các ngành công nghiệp như sản xuất nhôm, sản xuất giấy,… có thể chứa nhôm và được tận dụng để sản xuất nhôm sunfat.

Ứng Dụng Của Phèn Nhôm Trong Công Nghiệp Và Đời Sống

Xử Lý Nước

Phèn nhôm được dùng để làm trong nước vì khả năng keo tụ tuyệt vời. Ion Al3+ khi hòa tan trong nước sẽ thủy phân, tạo thành kết tủa Al(OH)3 dạng keo. Hợp chất này có khả năng hấp phụ và kết dính các chất bẩn lơ lửng, vi sinh vật, và tạp chất khác, tạo thành bông cặn lớn hơn, dễ dàng loại bỏ bằng lọc hoặc lắng.

Công Nghiệp Giấy

Nhôm sunfat cũng được sử dụng để tăng độ bền và độ cứng của giấy, đồng thời giúp giấy chống thấm nước. Ngoài ra, hoá chất này còn được sử dụng trong sản xuất một số loại giấy in để cải thiện chất lượng in ấn, giúp mực in bám dính tốt hơn và tạo ra hình ảnh sắc nét.

Nhôm Sunfat có vô vàn ứng dụng trong công nghiệp và đời sống

Công Nghiệp Dệt Nhuộm

Trong ngành dệt nhuộm, người ta dùng phèn tạo thành bởi nhôm làm chất cầm màu, giúp thuốc nhuộm bám dính tốt hơn vào sợi vải. Quá trình này đảm bảo màu sắc của vải bền đẹp, không bị phai màu sau nhiều lần giặt. Phèn chứa nhôm cũng giúp điều chỉnh độ pH của dung dịch nhuộm, tạo điều kiện tối ưu cho quá trình nhuộm.

Y Tế

Đối với lĩnh vực y tế, phèn Al2(SO4)3 được ứng dụng trong một số loại thuốc trị hôi nách nhờ khả năng làm se khít lỗ chân lông và giảm tiết mồ hôi. Ngoài ra,nó cũng có thể được sử dụng để cầm máu tạm thời trong các trường hợp chảy máu nhẹ, giúp vết thương nhanh lành.

Tác Động Của Nhôm Sunfat Đến Môi Trường Và Giải Pháp

Mặc dù có nhiều ứng dụng quan trọng, việc sử dụng phèn chứa hôm cũng đặt ra những lo ngại về tác động của nó đến môi trường.

Một trong những tác động đáng chú ý là khả năng axit hóa đất và nước. Khi nhôm sunfat hòa tan trong nước, nó có thể tạo ra môi trường axit, làm giảm độ pH của đất và nước. Điều này có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái, do chúng có thể không thích nghi được với môi trường có độ pH thấp.

Dùng phèn chứa nhôm sai cách có thể làm ô nhiễm môi trường

Hơn nữa, việc sử dụng phèn có nguyên tố nhôm trong xử lý nước có thể tạo ra một lượng lớn bùn thải chứa nhôm. Nếu không được xử lý đúng cách, bùn thải này có thể gây ô nhiễm môi trường.

Vậy làm thế nào để sử dụng hoá chất này an toàn hiệu quả? Để giảm thiểu tác động tiêu cực, cần sử dụng phèn chứa nhôm hợp lý, tuân thủ liều lượng và hướng dẫn. Nước thải chứa nhôm sunfat cần được xử lý trước khi thải ra môi trường bằng các phương pháp như kết tủa, lọc. Bùn thải cần được quản lý và xử lý đúng cách, có thể tái sử dụng sau khi xử lý.

Lời Kết

Hy vọng bài viết này cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về phèn nhôm. Đây là một hợp chất hóa học quan trọng, có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và đời sống. Liên hệ với Hanimex nếu có bất kì thắc mắc hoặc muốn tư vấn thêm về sản phẩm này.