NaAlO2 được ứng dụng khá phổ biến ở nhiều lĩnh vực nhưng chủ yếu là công nghiệp và kỹ thuật. Vậy NaAlO2 là gì? Đặc điểm và điều chế ra sao? Các bạn hãy cùng theo dõi nội dung dưới đây của VietChem để tìm hiểu câu trả lời chi tiết.

1. NaAlO2 là gì?

NaAlO2 hay Natri Aluminat được gọi bằng nhiều tên khác nhau như: Aluminate, Natri Meta Aluminate, Natri Aluminium Oxide… Đây là hóa chất vô cơ tồn tại ở dạng chất rắn kết tinh màu trắng.

NaAlO2 là hóa chất vô cơ kết tinh màu trắng

2. Tính chất của NaAlO2

Natri Aluminat có tính chất vật lí và hóa học đặc trưng dễ nhận biết.

2.1. Tính chất vật lý

NaAlO2 sở hữu một số tính chất điển hình như: Màu trắng, không mùi, tồn tại dưới dạng chất rắn. Chúng có khả năng tan tốt trong nước tạo thành dung dịch trong suốt không màu.

Đặc điểm khác của NaAlO2:

• Điểm sôi: 12850C
• Điểm nóng chảy: 10100C
• Khối lượng mol: 101,96g/mol
• Độ hòa tan trong nước ở 200C: 200g/l
• Độ hòa tan trong axit: Dễ tan.
• Độ hòa tan trong bazơ: Dễ tan.
• Độ hòa tan trong etanol ở 200C: 6,7g/l
• Độ độc: An toàn.
• Độ bền nhiệt: Phân hủy ở nhiệt độ cao, ổn định ở nhiệt độ thường.
• Độ dẫn điện: Tốt.

2.2. Tính chất hóa học

NaAlO2 có hai tính chất hóa học đặc trưng là kết tủa khi tác dụng với CO2 và axit. Bao gồm:

• Tác dụng với CO2 trong nước có phương trình phản ứng:

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

• Tác dụng với nước tạo kết tủa theo phương trình phản ứng:

H2O + HCl + NaAlO2 → Al(OH)3↓ + NaCl

• NaAlO2 hòa tan dễ dàng trong nước nên đây là chất điện li mạnh. Phương trình điện li như sau:

NaAlO2 -> Na(+) + AlO2(-)

Cấu trúc phân tử của NaAlO2

3. Các phương pháp tổng hợp Natri Aluminat

Natri Aluminat được tổng hợp bằng nhiều phương pháp khác nhau. Tùy theo từng cách mà độ kết tinh, kích thước hay độ tinh khiết sẽ có sự khác biệt. Bao gồm:

3.1. Tổng hợp Sol Gel

Phương pháp tổng hợp Sol Gel là quá trình chuyển đổi thành vật liệu dạng gel rắn từ dung dịch tiền chất. Trong quá trình tổng hợp NaAlO2, Nhôm và Natri có tiền chất là Alkoxide bị Polyme hóa và thủy phân. Để phản ứng xảy ra hoàn toàn cần phải được xử lý nhiệt. Kết quả thu được tinh thể NaAlO2. Trong đó, độ xốp và các đặc tính của chất sẽ được kiểm soát chặt chẽ.

3.2. Tổng hợp NaAlO2 trực tiếp

NaAlO2 được tổng hợp thông qua phản ứng Nhôm Hydroxit và Natri Hydroxit ở điều kiện nhiệt độ cao. Kết thúc phản ứng chưa thu được NaAlO2 ngay mà cần xử lý thêm một số công đoạn để Natri Aluminat tinh khiết nhất.

3.3. Tổng hợp thủy nhiệt

Yêu cầu đối với phương pháp tổng hợp thủy nhiệt đó chính là áp suất và nhiệt độ cao. Khi đó, phản ứng sẽ được thúc đẩy diễn ra nhanh và hiệu quả hơn. Các cấu trúc tinh thể có đặc tính nâng cao được hình thành sau khi kết thúc phản ứng.

4. Quy trình sản xuất NaAlO2

Ngoài những cách tổng hợp Natri Aluminat, còn có thể điều chế sản xuất NaAlO2 khi cho Nhôm tác dụng với Natri Hydroxit. Kết thúc phản ứng sẽ có khí H2 được giải phóng và sinh nhiều nhiệt. Các ion trong dung dịch có thể tồn tại ở dạng [Al(OH)4]− hoặc [Al(H2O)2(OH)4]−.

Phương trình phản ứng:

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2

5. Ứng dụng của Natri Aluminat

5.1. Dùng để sản xuất pin và lưu trữ năng lượng

NaAlO2 có đặc điểm giống như một vật liệu điện cực dùng trong công nghệ lưu trữ năng lượng. Đặc tính này mang đến hiệu quả trong việc thay thế hệ thống Lithium truyền thống, nhất là đối với siêu tụ điện và pin natri ion.

5.2. Dùng để sản xuất thủy tinh Aluminosilicate

Natri Aluminat được biết đến với vai trò là chất trơ trong công nghiệp thủy tinh. Nhờ có NaAlO2, quá trình sản xuất Aluminosilicate được diễn ra ở nhiệt độ thấp. Vì thế năng lượng tiêu thụ sẽ giảm đi, giúp giảm bớt chi phí sản xuất.

NaAlO2 được ứng dụng trong sản xuất thủy tinh Aluminosilicate

5.3. Dùng để tổng hợp chất hữu cơ

Sử dụng NaAlO2 để tổng hợp các chất hữu cơ không còn xa lạ. Với độ xốp tốt, diện tích bề mặt cao và khả năng trao đổi ion tối ưu nên quá trình hoạt động của Natri Aluminat có tính chọn lọc. Vì thế, chúng là một phần quan trọng trong các phản ứng oxy hóa, chuyển hóa Est hoặc phản ứng Este hóa.

5.4. Loại bỏ chất gây ô nhiễm nước

NaAlO2 có khả năng hấp phụ tốt nên được sử dụng để xử lý nước. Chúng có thể loại bỏ các chất gây ô nhiễm nguồn nước, ion của kim loại nặng,…

5.5. Ứng dụng trong xây dựng

Natri Aluminat có khả năng hóa rắn tốt. Vì thế, ngành xây dựng đã tận dụng tính chất này để đẩy nhanh quá trình đóng rắn của bê tông.

5.6. Ứng dụng khác

Natri Aluminat được sử dụng trong ngành công nghiệp như: Sản xuất Alumina, sản xuất các loại gạch chịu nhiệt, sản xuất giấy. Đồng thời, hóa chất này còn là thành phần trung gian cho quá trình sản xuất Zeolit.

5.7. Ứng dụng trong tương lai

Với đặc tính vượt trội của NaAlO2 nên hiện tại và tương lai có nhiều nghiên cứu liên quan đến loại hóa chất này. Thông qua các phương pháp tổng hợp khác nhau, chúng có thể được cân nhắc, lựa chọn để ứng dụng trong việc làm sạch và bảo vệ môi trường.

NaAlO2 có nhiều phương pháp tổng hợp với khả năng ứng dụng đa dạng. Vì thế, loại hóa chất này sẽ rất cần thiết với cuộc sống của con người trong thời gian tới. Nếu cần tìm hiểu nhiều hơn về NaAlO2, các bạn có thể liên hệ với VietChem để được nhân viên tư vấn và hỗ trợ tận tình.