Solfato di Alluminio

I sali di alluminio vengono generalmente preparati, negli homelab, a partire dal metallo che si usa comunemente in cucina. Rimangono spesso tracce di ferro trivalente in quanto presente sempre in piccole quantità nell’alluminio. In questa sintesi si sfrutta la proprietà anfotera dell’alluminio per ottenere un sale privo di ferro. È possibile usare altri acidi al posto di quello solforico per ottenere il cloruro, nitrato ecc. Reagenti: Alluminio in fogli (“carta stagnola”), Idrossido di sodio, acqua deionizzata, acido solforico 1:1, acido solforico 4M (F. 1) Attrezzatura: Beaker di varie misure, beuta 500ml, imbuto, cotone, carta da filtro, anella da filtrazione e sostegno, piastra riscaldante/Bunsen, essiccatore, pasteur, bacchetta di vetro, cilindro graduato. Procedimento: Pesare 7,75g di alluminio (0,29 mol). In una beuta da 500 ml aggiungere circa 40-60ml di acqua e, cautamente, 11,60g di NaOH (0,29 mol)(F.2). Aggiungere il metallo poco alla volta. Quando la reazione rallenta eccessivamente portare a circa 200 ml con acqua e scaldare fino a live ebollizione. Mantenere in questo stato (rabboccando con acqua distillata) fino a quando il metallo non è sciolto.  L’alluminio reagisce secondo la reazione: 2 Al + 2 NaOH + 2 H2O ---> 2 NaAlO2 + 3 H2  In realtà NaAlO2 in acqua forma il complesso [Al(OH)4] –. Quindi la reazione è 2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H2O(l) ---> 2 Na+  + 2[Al(OH)4] –(aq) + 3H2(g) Al termine della reazione si filtra su cotone per eliminare i solidi non reagiti (Fe). Si neutralizza l’eccesso di NaOH che tiene in soluzione l’idrossido di alluminio con 36 ml di H2SO4 4M, precipita Al(OH)3, solido bianco gelatinoso(F.3). Si lascia digerire su piastra o Bunsen per 5-10 minuti e si filtra con carta da filtro (io ho usato filtri per il caffè perché gli altri che possiedo hanno pori troppo piccoli). Si lava il precipitato ripetutamente con piccole porzioni di acqua calda per eliminare il solfato di sodio. Trasferire più solido possibile in una beuta da 500 ml, mettere a scaldare e, goccia a goccia, aggiungere acido solforico 1:1. Quando rimane solo pochissimo precipitato indisciolto filtrare su carta e ridurre a piccolo volume il filtrato. Quando il liquido diventa viscoso e l'ebollizione rallenta trasferire velocemente il liquido in un beaker. Una volta raffreddato rimane una massa abbatanza dura che si può frantumare con una spatola e poi, eventualmente ridurre in polvere in un mortaio(F.4). Il sale dovrebbe essere octadecaidrato (Al2(SO4)3*18H2O). La resa è di 53.47g, del 54,87%. Note: la resa è, a mio parere,  abbastanza bassa per questo dipo di reazione. La colpa la posso attribuire al mio lavoro non esattamente meticoloso (la procedura è mia e sono andato un po' a tentoni...). Se il prodotto fosse anidro la resa sarebbe circa del 100%, ma escludo l'assenza di acqua. Forse ho sbagliato a calcolare il volume di H2SO4 4M che in largo eccesso causa una perdita di Al come solfato e in difetto come alluminato. Per un prodotto più puro conviene togliere l'ultimo filtrato dal calore prima che la soluzione diventi viscosa (di fatto il sale octadecaidrato fuso) lasciando poi cristallizzare. Inutile dire che questo passaggio abbassa la resa ulteriormente. Il numero di molecole d'acqua di idratazione è quello di Wikipedia, non ho altre fonti. Aspetto con ansia critiche e correzioni.

Hai dimenticato un coefficiente 2 davanti allo ione [Al(OH)4]-.

2 Al(s) + 2 NaOH(aq) + 6 H2O(l) ---> 2 Na[Al(OH)4](aq) + 3 H2(g)

2 Na[Al(OH)4](aq) + H2SO4(aq) --> 2 Al(OH)3(s) + Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)

2 Al(OH)3(s) + 3 H2SO4 --> Al2(SO4)3(s) + 6 H2O

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2 Al(s) + 2 NaOH(aq) + 4 H2SO4(aq) --> Al2(SO4)(s) + 3 H2 + Na2SO4 + 2 H2O

I calcoli dei reagenti sono corretti.

La resa teorica di Al2(SO4)3 è:

n Al2(SO4)3 = n Al/2 = 0,145 mol

m Al2(SO4)3 = 0,145 mol · 342 g/mol = 49,6 g

Bel lavoro. Ripeterai l'esperienza partendo da lattine di alluminio ? Mi hai fatto venire una idea su come trasformare quel rifiuto in qualcosa di utile.

zodd01 ha scritto:

Bel lavoro. Ripeterai l'esperienza partendo da lattine di alluminio ? Mi hai fatto venire una idea su come trasformare quel rifiuto in qualcosa di utile.

Immagino si possa fare anche con le lattine, in quel caso procederei tagliandole in pezzi più piccoli e lavorando con un eccesso di NaOH per mantenere la concentrazione di base alta fino alla fine della reazione. Non penso però di provarci perché non mi serve parecchio Al2(SO4)3