Is genaamd aluminium polychloride tot een klasse van in water oplosbare anorganische aluminiumproducten, gevormd door de gedeeltelijke reactie van aluminiumchloride AlCl3 met een basis. Het is een witte tot gele vaste stof. De algemene formule wordt vaak uitgedrukt als Aln(OH)mCl(3n-m). Ze zijn ook bekend als PAC of ook wel PACl (acroniem van Engels Polyaluminiumchloride.
PAC's zijn zo geformuleerd dat ze zeer kationische polymeren bevatten (samenstellingen van verschillende moleculen met veel positieve ladingen) die bestaan uit aluminiumionen (Al3+), chloride-ionen (Cl-), hydroxylionen (OH)- en watermoleculen (H.tweeOF).
Het belangrijkste kationische polymeer van deze soort heet Al13 o Keggin-Al13 dat zeer effectief is in waterbehandeling en in de pulp- en papierverwerkende industrie.
Bij deze toepassingen hechten de PAC's zich aan het oppervlak van de deeltjes waardoor ze aan elkaar binden en kunnen bezinken, dat wil zeggen naar de bodem vallen en kunnen worden gefilterd..
Het is ook met succes getest om de eigenschappen van Portland-cement te verbeteren, aangezien het de structuur op microniveau wijzigt of verandert en dit het cement meer resistent maakt..
Artikel index
PAC of PACl bestaat uit een reeks soorten, variërend van monomeren (een enkel molecuul), dimeren (twee moleculen samengevoegd), oligomeren (drie tot vijf moleculen samengevoegd) tot polymeren (veel moleculen samengevoegd).
De algemene formule is Aln(OH)mCl(3n-m). Opgelost in water bevatten deze soorten Al-ionen3+, hydroxylionen OH-, chloride-ion Cl- en watermoleculen HtweeOF.
In waterige oplossing is de algemene formule AlX(OH)Y(H.tweeOF)n(3x-y)+ of ook AlXOFz(OH)Y(H.tweeOF)n(3x-y-2z)+.
De meest bruikbare van deze polymeren wordt Al genoemd13 of Keggin-Al13 waarvan de formule AlO is4Naar de12(OH)24(H.tweeOF)127+. De soort Al13 heeft een driedimensionale vorm.
Geschat wordt dat de voorloper van dit polykation Al (OH) is4-, die een tetraëdrische conformatie vertoont en zich in het midden van de structuur bevindt.
- Aluminium polychloride
- PAC (afkorting van Engels Polyaluminiumchloride
- PACl (afkorting van Engels Polyaluminiumchloride
- Polyaluminiumchloride
- Aluminium polyhydroxychloride
- Aluminiumhydrochloride of ACH (acroniem van Engels Aluminium Chloor Hydraat.
Witte tot gele vaste stof (poeder) die ook wordt verkregen in de vorm van waterige oplossingen met verschillende concentraties.
Oplosbaar in water.
De verschillende PAC's verschillen voornamelijk van elkaar door twee dingen:
- De sterkte ervan, uitgedrukt als% aluminiumoxide AltweeOF3.
- De basiciteit ervan, die de hoeveelheid polymeer materiaal in de PAC aangeeft, en kan variëren tussen 10% (lage basiciteit), 50% (gemiddelde basiciteit), 70% (hoge basiciteit) en 83% (hoogste basiciteit, wat overeenkomt met aluminiumhydrochloride of ACH).
PAC is een soort in water oplosbare aluminiumproducten. De algemene formule wordt vaak uitgedrukt als Aln(OH)mCl(3n-m).
Omdat ze worden geproduceerd door aluminiumchloride (AlCl3) met een basis, hangt de basiciteit van dit type product af van de relatieve hoeveelheid OH-ionen- vergeleken met de hoeveelheid aluminium (Al).
Volgens de formule Aln(OH)mCl(3n-m), basiciteit wordt gedefinieerd als m / 3n.
Het is een vlokmiddel. Het heeft eigenschappen zoals gemakkelijke adsorptie op andere deeltjes met tegengestelde lading (het hecht aan het oppervlak hiervan), coagulatie (vereniging van verschillende deeltjes waarop het is geadsorbeerd) en precipitatie van deze groepen verenigde deeltjes.
PAC's kunnen onstabiel zijn omdat ze afhankelijk zijn van de pH. Ze kunnen bijtend zijn.
Bij het oplossen van de PAC in water en afhankelijk van de pH, worden verschillende soorten aluminiumhydroxyl (Al-OH) gevormd.
Hydrolyseert of reageert met water om monomeren (unitaire moleculen), oligomeren (binding van 3 tot 6 moleculen) en polymeren (meer dan 6 moleculen binding) te vormen.
De belangrijkste soort is een polymeer met 13 aluminiumatomen, dat Keggin-Al13 wordt genoemd.
Het Keggin-Al13-polymeer adsorbeert aan de deeltjes die in het water aanwezig zijn, dat wil zeggen, het plakt aan het oppervlak hiervan en zorgt ervoor dat ze aan elkaar worden toegevoegd en vlokken vormen.
Vlokken zijn groepen van zeer kleine deeltjes die geagglutineerd of verenigd zijn om grotere structuren te vormen die kunnen sedimenteren, dat wil zeggen, naar de bodem van de waterige oplossing gaan..
Na het vormen van vlokken, als ze groot genoeg zijn, gaan ze naar de bodem en is de waterige oplossing schoon.
PAC- of PACl-oplossingen worden over het algemeen verkregen door een base- of alkalische oplossing toe te voegen aan een oplossing van aluminiumchloride (AlCl3.
Om een grote hoeveelheid Al-polymeren te verkrijgen13 de toegevoegde base of base mag geen OH-ionen opleveren- te snel, niet te langzaam.
Studies tonen aan dat het moeilijk is om een stabiele hoge concentratie Al te produceren13 NaOH gebruiken omdat het OH-ionen afgeeft- te snel in het water.
Om deze reden hebben basische calcium (Ca) -verbindingen de voorkeur, die een lage oplosbaarheid in water hebben en dus OH-ionen afgeven.- langzaam. Een van deze basische calciumverbindingen is calciumoxide CaO.
Hier zijn de stappen die plaatsvinden voor de vorming van de PAC.
Wanneer de aluminiumzouten (iii) oplossen in water, treedt spontaan een hydrolysereactie op waarbij het aluminiumkation Al3+ neemt hydroxylionen OH- van water en bindt zich aan hen, waardoor protonen H achterblijven+ vrij:
Naar de3+ + H.tweeO → Al (OH)twee+ + H.+
Naar de3+ + 2 uurtweeO → Al (OH)twee+ + 2 uur+
Dit wordt bevorderd door een alkali toe te voegen, dat wil zeggen OH-ionen.-. Aluminium Al-ion3+ bindt zich steeds meer aan OH-anionen-
Naar de3+ → Al (OH)twee+ → Al (OH)twee+ → Al (OH)30 → Al (OH)4-
Bovendien kunnen soorten zoals Al (HtweeOF)63+, dat wil zeggen, een aluminiumion gebonden of gecoördineerd met zes watermoleculen.
Vervolgens worden bindingen gevormd tussen deze soorten, waarbij dimeren (sets van 2 moleculen) en trimeren (sets van 3 moleculen) worden gevormd die worden omgezet in oligomeren (sets van 3 tot 5 moleculen) en polymeren (sets van veel samengevoegde moleculen).
Al (OH)twee+ → Altwee(OH)twee4+ → Al3(OH)54+ → Al6(OH)126+ → Al13(OH)327+
Dit type soort is door OH-bruggen met elkaar en met de Al (HtweeOF)63+ het vormen van sets van moleculen die hydroxycomplexen of polykationen of hydroxypolymeren worden genoemd.
De algemene formule van deze kationische polymeren is AlX(OH)Y(H.tweeOF)n(3x-y)+ of ook AlXOFz(OH)Y(H.tweeOF)n(3x-y-2z)+.
Aangenomen wordt dat de meest bruikbare van deze polymeren Al wordt genoemd13 wiens formule is AlO4Naar de12(OH)24(H.tweeOF)127+, en het is ook bekend als Keggin-Al13.
Het is een soort met 7 positieve ladingen (dat wil zeggen een zevenwaardig kation) met 13 aluminiumatomen, 24 OH-eenheden, 4 zuurstofatomen en 12 H-watereenheden.tweeOF.
PACl is een commercieel product om water te behandelen en drinkbaar (schoon en drinkbaar) te maken. Het maakt ook de behandeling van afval en industrieel water mogelijk.
Het wordt gebruikt als stollingsmiddel in waterverbeteringsprocessen. Het is effectiever dan aluminiumsulfaat. Zijn prestatie of gedrag hangt af van de aanwezige soort, die afhangt van de pH.
Met PACl kunnen organisch materiaal en minerale deeltjes worden gecoaguleerd. Coaguleren betekent dat de te verwijderen verbindingen van opgelost naar vast gaan. Dit wordt bereikt door de wisselwerking van de positieve ladingen met de negatieve van de te coaguleren materialen..
De soort Al13, omdat het zoveel positieve ladingen heeft (+7), is het het meest effectief bij het neutraliseren van ladingen. Dan is er de vorming van bruggen tussen de deeltjes die agglomereren en vlokken vormen.
Deze vlokken, die erg zwaar zijn, hebben de neiging om neer te slaan of te bezinken, dat wil zeggen om naar de bodem van de container te gaan die het water bevat dat wordt behandeld. Op deze manier kunnen ze worden verwijderd door middel van filtratie.
PAC is beter dan aluminiumsulfaat omdat het betere prestaties bij lage temperaturen heeft, minder aluminiumresten achterlaat, minder slibvolume produceert, minder effect op de pH van het water en sneller en grotere vlokken worden gevormd. Dit alles vergemakkelijkt sedimentatie voor latere filtratie..
PAC is vooral effectief bij het modificeren van colloïdale vulstoffen bij het maken van papier. Colloïdale ladingen zijn de ladingen van de gesuspendeerde vaste stoffen in de mengsels om papierpulp te maken..
Het maakt het mogelijk om de afvoersnelheid (verwijdering van water) te versnellen, vooral in neutrale en alkalische omstandigheden, en helpt bij het vasthouden van vaste stoffen. De vaste stoffen zijn die stoffen die later, bij het drogen, het papier vormen.
In deze toepassing worden PAC met lage (0-17%) en gemiddelde (17-50%) basiciteiten gebruikt.
Onlangs (2019) is het toevoegen van PACl aan portlandcement getest. Er werd vastgesteld dat de aanwezigheid van chloride-ionen Cl- en van de polymere groepen aluminium verandert de structuur van het cement. Er wordt geschat dat er complexe zouten met formule 3CaO worden gevormd.tweeOF3.CaCltwee.10HtweeOF.
De resultaten geven aan dat de PACl de eigenschappen van het cement verbetert, het aantal microporiën (zeer kleine gaatjes) vermindert en de matrix dichter en compacter wordt, waardoor de weerstand tegen compressie toeneemt..
Het effect neemt toe naarmate het gehalte aan PACl toeneemt. De studie bevestigt dat door PACl toe te voegen aan portlandcement een mengsel met superieure mechanische en microstructurele eigenschappen wordt verkregen..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.