
将硫酸钾和硫酸铝两种饱和溶液混合能够制得明矾晶体,用溶解度来说明为什么是可以的?
明矾是硫酸铝钾和水形成的一种晶体,日常生活用来沉淀水中杂志,又称白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾。是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。化学式KAl(SO4)2·12H2O,式量474.39,无色立方,单斜或六方晶体,有玻璃光泽,密度1.757g/cm3,熔点92.5℃。64.5℃时失去9分子结晶水,200℃时失去12分子结晶水,溶于水,不溶于乙醇。明矾性味酸涩,寒,有毒。故有抗菌作用、收敛作用等,可用做中药。明矾还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。
以硫酸铝晶体为例:
硫酸铝晶体在常温下水解较慢,可采用热水或加热方法加快溶解速度。用过滤法除去不溶物。硫酸铝在水中溶解度与温度关系见表1。
明矾制备原理:
铝屑溶于浓氢氧化钠溶液,可生成可溶性的四羟基合铝(Ⅲ)酸钠Na[Al(OH)4],再用稀H2SO4调节溶液的pH值,将其转化为氢氧化铝,使氢氧化铝溶于硫酸生成硫酸铝。硫酸铝能同碱金属硫酸盐如硫酸钾在水溶液中结合成一类在水中溶解度较小的同晶的复盐,此复盐称为明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。当冷却溶液时,明矾则以大块晶体结晶出来。
制备中的化学反应如下:
2Al + 2NaOH + 6H2O ===2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ 2Na[Al(OH)4] + H2SO4 ===2Al(OH)3↓+ Na2SO4 + 2H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4 === Al2(SO4)3 + 6 H2O Al2(SO4)3 + K2SO4 + 24H2O ===2KAl(SO4)2·12H2O
结果:
将18.37g硫酸钾溶于70g 100℃的水中,另将70.24g十八水硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O溶于60g 100℃的水中。趁热将这两种溶液混合,在不停的搅拌下使混合液慢慢冷却。当溶液冷却到20℃时,可获得约85g十二水硫酸铝钾的结晶。