Aluminiar

En química, un aluminato es un compuesto que contiene un oxianión de aluminio , como el aluminato de sodio . En la nomenclatura de compuestos inorgánicos, es un sufijo que indica un anión poliatómico con un átomo central de aluminio. ^{[ 1 ]}

El óxido de aluminio (alúmina) es anfótero: se disuelve tanto en bases como en ácidos. Al disolverse en bases, forma iones hidroxialuminato de la misma manera que el hidróxido de aluminio o las sales de aluminio. El hidroxialuminato o aluminato hidratado puede precipitarse y luego calcinarse para producir aluminatos anhidros. Los aluminatos suelen formularse como una combinación de óxido básico y óxido _de aluminio; por ejemplo , la fórmula del aluminato de sodio anhidro NaAlO₂ _se representaría como Na₂O _· Al₂O₃ _. Se conocen varios oxianiones de aluminato:

• El más simple es el AlO ⁵⁻ ₄ aproximadamente tetraédrico que se encuentra en el compuesto Na ₅ AlO ₄ , ^{[ 2 ]}
• Iones AlO ⁻ ₂ en el marco del aluminato de sodio anhidro NaAlO ₂ ^{[ 3 ]} y aluminato monocálcico , CaAl ₂ O ₄ formado por tetraedros {AlO ₄ } que comparten vértices. ^{[ 4 ]}
• Un anión de anillo, el Al cíclico₆ O ¹⁸⁻ ₁₈ anión, encontrado enel aluminato tricálcico, Ca₃Al₂O₆, que puede considerarse que consta de 6 tetraedros {AlO₄} que comparten vértices. ^{[ 5 ]}
• Una serie de aniones de cadena infinita en los compuestos Na ₇ Al ₃ O ₈ que contiene anillos unidos para formar cadenas, Na ₇ Al ₁₃ O ₁₀ y Na ₁₇ Al ₅ O ₁₆ que contienen aniones de cadena discreta. ^{[ 6 ]}

Existen muchos óxidos mixtos que contienen aluminio donde no hay iones aluminato discretos o poliméricos. Las espinelas con una fórmula genérica A ²⁺Los compuestos B ³⁺ ₂ O ²⁻ ₄ que contienen aluminio como Al ³⁺ , como el propio mineral espinela , MgAl ₂ O ₄ son óxidos mixtos con átomos de O compactos cúbicos y aluminio Al ³⁺ en posiciones octaédricas. ^{[ 7 ]}

El BeAl₂O₄ _, crisoberilo , isomorfo con el olivino , tiene átomos _{de oxígeno} hexagonales compactos con aluminio en posiciones octaédricas y berilio en posiciones tetraédricas. ^{[ 8 ]}

Algunos óxidos con la fórmula general MAlO₃ _, a veces llamados aluminatos u ortoaluminatos como YAlO₃ ( _{ortoaluminato de} itrio), son óxidos mixtos y tienen la _estructura de perovskita . ^{[ 9 ]} Algunos óxidos como Y₃Al₅O₁₂ _, generalmente llamado YAG , tienen la estructura de granate . ^{[ 7 ]}

El anión Al(OH) ⁻ ₄ es conocido en soluciones de pH alto de Al(OH) ₃ . ^{[ 6 ]}

La alúmina por sí sola no se puede vítrear fácilmente con las técnicas actuales; sin embargo, con la adición de un segundo compuesto, se pueden formar muchos tipos de vidrios de aluminato. Los vidrios producidos presentan una gama de propiedades interesantes y útiles, como un alto índice de refracción, buena transparencia infrarroja y un alto punto de fusión, así como la capacidad de albergar iones fluorescentes y activos para láser . La levitación aerodinámica es un método clave utilizado para estudiar y producir muchos vidrios de aluminato. La levitación permite mantener una alta pureza en el fundido a temperaturas superiores a 2000 K (1700 °C) . ^{[ 10 ]}  

Algunos materiales que se sabe que forman vidrio en combinación binaria con óxido de aluminio son: óxidos de tierras raras , óxidos de metales alcalinotérreos (CaO, SrO, BaO), óxido de plomo y dióxido de silicio .

Además, se ha descubierto que el sistema Al₂O₃ _{( aluminato} ) forma vitrocerámicas similares al zafiro. A menudo, esta capacidad se basa en composiciones en las que la interacción entre la capacidad de formación de vidrio y la estabilidad del vidrio está aproximadamente equilibrada . ^{[ 11 ]}

El aluminato de sodio , NaAlO₂ _, se utiliza industrialmente en el teñido para formar un mordiente y las formas hidratadas se utilizan en la purificación de agua, el encolado de papel y en la fabricación de zeolitas, cerámicas y catalizadores en la industria petroquímica . En el proceso de isomerización de alquenos y aminas ^{[ 12 ]} Los aluminatos de calcio son ingredientes importantes de los cementos. ^{[ 6 ]}

El Li ₅ AlO ₄ se utiliza en la industria de la energía nuclear. ^{[ 13 ]}

Algunos ejemplos son:

• El ion tetracloroaluminato AlCl ⁻ ₄ se encuentra, por ejemplo, en el tetracloroaluminato de litio . ^{[ 6 ]}
• El ion tetrahidroaluminato AlH ⁻ ₄ se encuentra, por ejemplo, en el hidruro de litio y aluminio . ^{[ 6 ]}
• El ion hexafluoroaluminato AlF ³⁻ ₆ se encuentra, por ejemplo, en el hexafluoroaluminato de sodio . ^{[ 6 ]}

Numerosos estudios recientes se han centrado en encontrar una solución eficaz para el tratamiento de residuos. Esto ha permitido transformar algunos residuos en nuevas materias primas para diversas industrias. Este logro garantiza una reducción en el consumo de energía y recursos naturales, disminuye el impacto ambiental negativo y genera nuevas oportunidades laborales.

Un buen ejemplo proviene de la industria metalúrgica, en particular de la industria del aluminio. El reciclaje de aluminio es una actividad beneficiosa para el medio ambiente, ya que recupera recursos tanto de los residuos de fabricación como de los de consumo. La escoria y la chatarra, que antes se consideraban residuos, ahora son la materia prima para algunas industrias nuevas y altamente rentables. Existe un valor añadido en los materiales fabricados con residuos de aluminio, que actualmente se consideran residuos peligrosos. La investigación actual estudia el uso de estos residuos para fabricar vidrio, vitrocerámica, boehmita y aluminato de calcio. ^{[ 14 ]}