Hoá chất Phèn nhôm sunfat Al2(SO4)3. 18H20

Phèn đơn hay còn được biết đến với cái tên là phèn đơn nhôm sunfat là một hợp chất vô cơ dạng ngậm nước có công thức hóa học Al₂(SO₄)₃. 18H₂0. Ứng dụng chủ yếu của phèn đơn là dùng trong xử lý nước thải, nước cấp với vai trò là chất keo tụ.

Công thức hóa học : Al₂(SO₄)₃. 18H₂0

1. Tính chất vật lý

• Ngoại quan: dạng bột mịn, màu trắng đục, hút ẩm tốt và tan dễ dàng trong nước nhưng lại không hòa tan trong ancol và các axit loãng. Công thức hóa học của phèn đơn là Al₂(SO₄)₃
• Khối lượng mol của phèn nhôm là 258.205 g/mol
• Khối lượng riêng của phèn nhôm là 1.725 g/cm³
• Tỷ trọng của phèn nhôm là 1.760 kg/m3
• Phèn nhôm có nhiệt độ nóng chảy là 92 – 93 °C, nhiệt độ sôi là 200 °C
• Phân tử gam là 258.207 g/mol
• Độ hòa tan trong nước của phèn nhôm là 14.00 g/100 ml ở nhiệt độ 20 °C và 36.80 g/100 ml ở 50 °C.

2. Tính chất hóa học

Phèn nhôm mang đầy đủ tính chất hóa học của một muối sunfat, đó là:

• Al₂(SO₄)₃tác dụng với dung dịch bazo để tạo ra muối mới và bazo mới

Al₂(SO₄)₃ + 6KOH(vừa đủ) → 3K₂SO₄ + 2Al(OH)₃

• Al₂(SO₄)₃tác dụng với dung dịch muối khác để tạo ra 2 muối mới

Al₂(SO₄)₃ + Ba(NO₃)₂ → 3BaSO₄↓ + 2Al(NO₃)₃

• Al₂(SO₄)₃phản ứng với kim loại mạnh hơn để tạo ra muối mới và kim loại mới

3Mg + Al₂(SO₄)₃ → 3MgSO₄ + 2Al

3. Ứng dụng

Nhôm sunfat (phèn nhôm) có công dụng chủ yếu trong công nghiệp giấy, nhuộm, thuộc da và làm chất keo tụ để làm trong nước. Những công dụng này đều xuất phát từ chỗ muối nhôm thuỷ phân khá mạnh ở trong nước tạo thành nhôm hydroxit.

– Trong xử lý nước: Có tác dụng keo tụ làm trong nước là do hyđroxit đó, với bề mặt rất phát triển, hấp phụ các chất lơ lửng ở trong nước kéo chúng cùng lắng xuống dưới.

– Trong nhuộm vải: khi nhuộm hyđroxit đó được sợi vải hấp phụ và giữ chặt trên sợi sẽ kết hợp với phẩm nhuộm tạo thành màu bền, cho nên có tác dụng là chất gắn màu.

– Trong công nghiệp giấy: Nhôm sunfat được cho vào bột giấy cùng với muối ăn. Nhôm clorua được tạo nên do phản ứng trao đổi, bị thuỷ phân mạnh hơn tạo nên hyđroxit. Hydroxit này sẽ kết dính những sợi xenlulo với nhau làm cho giấy không bị nhoè mực khi viết.

Ứng dụng đầu tiên và cũng là ứng dụng quan trọng nhất của phèn đơn là trong lĩnh vực xử lý nước thải. Tương tự như hóa chất trợ lắng PAC, phèn đơn cũng được dùng để xử lý nước thải thông qua cơ chế keo tụ các chất chất thải rắn lơ lửng trong nước để tạo bông to hơn và khiến các chất này bị lắng xuống dưới đáy bể. Điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc xử lý bùn sau này, đồng thời cũng làm cho nước trong hơn.

4. Ưu và nhược điểm của phèn

* Ưu điểm :

• Về mặt năng lực keo tụ ion nhôm (và cả sắt(III)), nhờ điện tích 3+, có khả năng keo tụ thuộc loại cao nhất (quy tắc Shulz-Hardy) trong số các loại muối ít độc hại mà loài người biết.
• Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ.
• Công nghệ keo tụ bằng phèn nhôm là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểmsoát, phổ biến rộng rãi.
• Phèn chua (nhôm) còn được ứng dụng rất nhiều trong các phương pháp trị liệu chữa bệnh hằng ngày

* Nhược điểm :

• Làm giảm pH đáng kể, phải dùng NaOH để hiệu chỉnh lại độ pH dẫn đến chi phí sản xuất tăng.
• Khi quá liều lượng cần thiết thì hiện tượng keo tụ bị phá huỷ làm nước đục trở lại.
• Phải dùng thêm phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng.
• Hàm lượng Al dư trong nước lớn hơn so với khi dùng chất keo tụ khác và có thể lớn hơn tiêu chuẩn với (0,2mg/lit).
• Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và ko tan cùng các kim loại nặng thường hạn chế.
• Ngoài ra, có thể làm tăng lượng SO42- trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đối với vi sinh vật.
• Nhôm sunfat Al2(SO4)3 có công dụng chủ yếu trong công nghiệp giấy, nhuộm, thuộc da và làm chất keo tụ để làm trong nước. Những công dụng này đều xuất phát từ chỗ muối nhôm thuỷ phân khá mạnh ở trong nước tạo thành nhôm hydroxit.