铝和水

铝与水发生反应的方式和形式是什么?

铝金属会迅速形成一层薄薄的氧化铝，厚度只有几毫米，可以防止金属与水发生反应。当这一层被腐蚀时，就会发生反应，释放出高度易燃物质氢气体。
氯化铝在水中水解，当与空气接触时形成雾，因为氯化铝与水蒸气反应时形成盐酸滴。
其他化合物中的铝离子也会水解，这一过程会持续到阳离子电荷耗尽，以氢氧根的形成结束反应。水解反应开始如下:

艾尔^{3 +}(aq) + 6H₂O(l) <-> [Al(H₂O)₆］^{3 +}(aq)

铝和铝化合物的溶解度

最丰富的铝化合物是氧化铝和氢氧化铝，它们不溶于水。
氧化铝可以以碱性形式存在于水中(2Al₂O_3.(s) + 6H⁺(aq) -> Al^{3 +}(aq) + 3H₂O (l))和酸性(2Al₂O_3.(s) + 2OH^-(aq) ->₂^-(aq) + H₂O (l))。
水溶性铝化合物的一个例子是水溶性为370克/升的硫酸铝。

为什么铝会出现在水中?

铝在长石、正长石、钙长石、钠长石、云母、铝土矿等长石的矿物风化过程中形成，最终形成粘土矿物。许多宝石含有铝，例如红宝石和蓝宝石。
目前，只有铁和钢的产量超过铝。此外，铝在很大程度上是回收的，因为这是非常可能的。它适用于框架，门把手，车身，飞机零件(重量/强度关系非常有利)，发动机，电缆和罐头。铝是一种很好的反射器，因此被应用于太阳反射镜和热反射毯。铝被加工成罐头、电线和合金。
铝盐常加入水中，开始沉淀反应磷酸盐去除．因此，pH值在6.8 - 7.3之间的污水净化污泥以氢氧化物的形式存在。
明矾在茶园中用作肥料。其他铝化合物应用于纸张生产。使用硬铝等合金是因为这些合金比铝本身更坚固。泡沫铝是隧道中常用的隔音材料。
铝应用的其他例子包括在裂化过程中使用氯化铝，氧化铝作为磨料或用于生产易燃物品，硫酸铝作为纸胶、鞣革、媒染剂和合成橡胶的基本材料，以及氢铝作为还原剂和水化剂。
铝在海洋表层和水中以气溶胶的形式存在。这是因为铝尘最终会进入水中。颗粒最终通过地表径流或大气输送进入水中。
一般来说，铝的浓度随着水深的增加而增加。

水中的铝对环境有什么影响?

铝可能以不同的方式对陆地和水生生物产生负面影响。地下水中铝的常规浓度约为0.4 ppm，因为它以不溶于水的氢氧根的形式存在于土壤中。当pH值低于4.5时，溶解度迅速增加，导致铝浓度上升到5ppm以上。这也可能发生在非常高的pH值。
溶解铝^{3 +}离子对植物有毒;这些会影响根并减少磷酸盐的摄入。如上所述，当pH值增加时，铝溶解。这解释了酸雨与土壤铝浓度之间的相关性。随着硝酸盐沉积的增加，铝的含量增加，而在大型石南植物和农业表面，铝的含量减少。在森林土壤中会增加。
铝并不是植物的饮食需求，但它可能对某些物种的生长产生积极影响。由于它在土壤中广泛分布，所以被所有植物所吸收。草种可能积累超过1%干质量的铝浓度。
酸雨溶解土壤中的矿物质，并将其输送到水源。这可能会导致河流和湖泊中的铝浓度上升。
铝自然存在于水中，浓度很低。来自采矿废物的高浓度可能会对水生生物群落产生负面影响。铝在酸性、无缓冲的水中对鱼类是有毒的，浓度为0.1毫克/升。同时，电解质的缺乏会影响海鸥的渗透性，并损害海鸥表面的细胞。铝在pH值5.0-5.5时对鱼类的毒性最大。铝离子聚集在海鸥身上，形成一层黏糊糊的东西，限制了呼吸。当pH值降低时，铝离子对海鸥渗透调节的影响为钙．这就增加钠的损失。钙和铝具有拮抗作用，但添加钙不能限制电解质的流失。这主要涉及幼小动物。铝浓度为1.5毫克/升对鳟鱼是致命的。这种元素也影响淡水硬骨鱼的生长。
浮游植物含有大约40- 400ppm的铝(干质量)，这导致生物浓度因子为10⁴－10⁵与海水相比。
陆地生物也含有一些铝。例如:蚊幼虫7- 33ppm，弹尾36- 424ppm(干质量)。pH值和铝浓度共同决定了幼虫的死亡率。
一些LD₅₀值因为老鼠以铝著称。口服摄入的氯化铝为420毫克/公斤，非水合铝为3671毫克/公斤。其毒性机制主要基于酶抑制作用。
只有一种非放射性的铝同位素是天然存在的。有八种不稳定的同位素。

水中的铝对健康有什么影响?

人体内铝的总浓度约为9ppm(干质量)。在某些器官，特别是脾脏、肾脏和肺中，可能存在高达100ppm(干质量)的浓度。每天的铝摄入量约为5毫克，其中只有一小部分被吸收。这导致相对较低的急性毒性。每天吸收10 μg左右。这些剂量被认为对人类无害。硅可能降低铝的吸收。然而，一旦该元素被人体吸收，就不容易被移除。
大量摄入铝会对健康产生负面影响。这与神经损伤有关。尤其是肾损伤的人更容易受到铝毒性的影响。有过敏的风险。铝可能会引起突变和致癌。人们怀疑摄入铝与阿尔茨海默病病例增加之间存在相关性。然而，这是不确定的，因为铝的浓度总是随着年龄的增长而增加。增加铝摄入量也可能导致骨软化症(维生素D和钙缺乏)。
铝的摄入主要通过食物和饮用水发生。最近的标准在50 ~ 200 μg/L之间。铝颗粒可引起功能性肺功能障碍。
目前还没有已知的疾病与铝短缺有关。
氯化铝会腐蚀皮肤，刺激眼睛粘膜，引起出汗、呼吸短促和咳嗽。明矾增加血液凝结。

哪些水净化技术可以用于去除水中的铝?

铝可以用以下方法从水中去除离子交换或混凝/絮凝．铝盐用于水处理沉淀反应。在水中加入硫酸铝和石灰会形成氢氧化铝，从而导致污染物的沉淀。氢氧根不溶于水，因此只剩下0.05 ppm的溶解铝。这低于世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中铝含量的法定上限0.2 ppm。

文学另一个元素及其与水的相互作用