聚碱式氯化铝制备实验探索

聚碱式氯化铝制备实验探索聚碱式氯化铝制备实验探索＊吴永娟１＊＊杜书轩２连泽宇１刘凡凡１（１．河北师范大学汇华学院河北石家庄０５００９１；２．定州市林业局河北定州０７３０００）摘要通过改进的制备方案，在常温下成功制备聚碱式氯化铝。无论在制备方法上还是在净水效果上，改进后的聚碱式氯化铝的制备方案都优于现有教材采用的实验方案。关键词聚碱式氯化铝节约型化学实验探索聚碱式氯化铝为黄色或无色树脂状固体［１］，是介于ＡｌＣｌ３和Ａｌ（ＯＨ）３之间的一系列中间水解产物聚合而成的高分子化合物，易溶于水。由于它是一种通过羟基架桥聚合而成的多羟基多核配合物，相对分子质量较一般絮凝剂（如硫酸铝、明矾等）大得多，且具有桥式结构，所以它有很强的吸附能力［２］。另外，它在水溶液中形成许多高价配阳离子，如［Ａｌ２（ＯＨ）２（Ｈ２Ｏ）８］４＋等，能显著降低水中泥土胶粒上的负电荷，因此在水中凝聚效果显著，沉降快速，既能除去水中的悬浮颗粒和胶状杂物，还能有效地除去水中的微生物、细菌、藻类以及高毒性重金属离子（如铬、铅等）。因此，聚碱式氯化铝是应用广泛的高效净水剂。聚碱式氯化铝制备实验是高等院校化工、化学专业基础化学实验中一个非常重要的实验内容，该实验过程涉及称量、加热、常压过滤、减压过滤、调节ｐＨ等基本操作。运用于基础化学实验教学不仅可以加强学生化学实验基本操作和技能的训练，还可以提高学生的观察能力，对塑造学生严谨的科学态度和科学探究意识具有一定的指导作用。１聚碱式氯化铝制备方法１．１传统制备聚碱式氯化铝的方法现有实验教材［３］制备聚碱式氯化铝的实验原理如下。２Ａｌ＋６ＨＣｌ＝２ＡＣｌ３＋３Ｈ２↑ＡｌＣｌ３＋３ＮＨ３·Ｈ２Ｏ＝Ａｌ（ＯＨ）３＋３ＮＨ４ＣｌｍＡｌ（ＯＨ）３＋６ＨＣｌ＝［Ａｌｍ（ＯＨ）ｎ（Ｈ２Ｏ）ｘ］Ｃｌ３ｍ－ｎ（ｍ＝２～１３，ｎ≤３ｍ）运用该原理制备聚碱式氯化铝存在以下缺点［４］。（１）药品用量大（３ｇＡｌ、５０ｍＬ６ｍｏｌ／ＬＨＣｌ）。不利于学生节约意识的培养，同时增加了不必要的教学经费。（２）反应不彻底。由于ＨＣｌ极易挥发，Ａｌ与ＨＣｌ溶液在加热条件下反应制备ＡｌＣｌ３的过程中，部分ＨＣｌ被挥发掉从而导致反应不彻底。（３）不易于抽滤。反应过程中生成极细的Ａｌ（ＯＨ）３胶状物，减压抽滤需时长（约１５ｍｉｎ），不利于学生实验的进行。（４）聚合温度高，实验最后一步需将产物置于６０℃恒温箱中聚