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Die '''Natriumaluminate''' sind eine Gruppe verschiedener [[chemische Verbindung|chemischer Verbindungen]], die sowohl [[Natrium]]- als auch [[Aluminium]]ionen enthalten.

Zu den wichtigsten Natriumaluminaten zählen gemischte Oxide des Natriums und des Aluminiums Na''x''Al''y''O''z'', die auch wasserfreie Aluminate genannt werden und Feststoffe sind, und die gemischten Hydroxide, z. B. NaAl(OH)4, die auch in wässriger Lösung auftreten können.

== Darstellung der wichtigsten Natriumaluminattypen ==
Die wasserhaltigen Natriumaluminate entstehen bei Einwirkung von [[Natronlauge]] auf Aluminium oder auf Aluminiumsalze, wobei die Natronlauge im Überschuss eingesetzt wird. Eine typische Reaktion ist das Auflösen ([[Beizen]]) von metallischem [[Aluminium]] sowie die synthetische Herstellung aus [[Aluminiumhydroxid]] durch Erhitzen mit Natronlauge:

:<math>\mathrm{2\ Al + 2\ NaOH + 6\ H_2O \longrightarrow 2\ NaAl(OH)_4 + 3\ H_2}</math>

:<math>\mathrm{Al(OH)_3 + NaOH \longrightarrow NaAl(OH)_4 }</math>

So erhält man eine '''Natriumaluminat-Lösung'''.

Die oxidischen Natriumaluminate erhält man durch Erhitzen von Natriumcarbonat Na2CO3 oder Natriumhydroxid NaOH mit Aluminiumoxid Al2O3 oder Aluminiumhydroxid Al(OH)3 auf hohe Temperaturen, z. B. 1500 °C.<ref>{{Holleman-Wiberg|Auflage=102|Startseite=1163|Endseite=1163}}</ref> Sie werden auch beim scharfen Trocknen von wasserhaltigen Natriumaluminaten gebildet. Wichtige Beispiele solcher oxidischer Natriumaluminate sind das feste [[Aluminiumnatriumdioxid|Natriummetaaluminat]] sowie das Natrium-β-Aluminat (NaAl11O17).

Es lassen sich auch Natriumaluminate isolieren, die gemischte Oxide und Hydroxide sind, z. B. Na3[Al3O2(OH)8].<ref>{{Holleman-Wiberg|Auflage=102|Startseite=1159|Endseite=1159}}</ref>

== Natriummetaaluminat ==
{{Hauptartikel|Aluminiumnatriumdioxid}}
Natriummetaaluminat (NaAlO2) ist ein weißes, wasserlösliches Salz mit einem Schmelzpunkt von 1800 °C und einer [[Molmasse]] von 81,97 g·mol−1. Es findet als Bauchemikalie (Schnellhärter für [[Beton]]) und zur Herstellung von Lacken und Seifen Verwendung.

== Natriumaluminat-Lösung ==
Natriumaluminat-Lösungen sind von großer technischer Bedeutung. Sie entstehen als Zwischenprodukt beim Bauxit-Aufschluss nach dem [[Bayer-Verfahren]] sowie als Aluminatlauge beim Beizen von metallischem Aluminium in [[Eloxal]]-Anlagen. Durch geeignete Reinigungs- und Aufbereitungsverfahren (z. B. [[Lippewerk]] Lünen; [[BK Giulini]] Chemie Ludwigshafen) lassen sich die Aluminatlaugen aus [[Eloxal-Verfahren|Eloxal]]-Anlagen reinigen ([[Recycling]]). Handelsübliche Natriumaluminat-Lösungen sind wasserklar und enthalten 6–10 % gelöstes Aluminium und ca. 20 % NaOH.

=== Anwendungen ===
'''Natriumaluminat-Lösungen''' werden zur Trinkwasser-Aufbereitung, Abwasserreinigung oder als Rohstoff zur [[Zeolithe (Stoffgruppe)|Zeolith]]-Erzeugung, zur [[Calciumaluminat]]- und [[Calciumaluminatsulfat]]-Gewinnung oder zur [[Titandioxid]]-Beschichtung angewendet. Von besonderer Bedeutung ist der Einsatz als [[Fällungsmittel]] bzw. [[Flockungsmittel]] in der [[Abwasserreinigung]], weil durch die verschiedenen Hydrolyse-Produkte Effekte erzielt werden, die mit anderen Fällungsmitteln (beispielsweise Eisensalze oder Kalkmilch) nicht möglich sind.

Aluminium-Ionen bilden in wässriger Lösung einen [[Komplexchemie|Hexaaquakomplex]], d. h. entsprechend seiner koordinativen Sechswertigkeit lagern sich sechs Wassermoleküle an, die schrittweise durch [[Hydroxidion]]en ersetzt werden können.

:<math>\mathrm{Al^{3+} \longrightarrow [Al(OH)]^{2+} \longrightarrow [Al(OH)_2]^{+} \longrightarrow Al(OH)_3 \longrightarrow [Al(OH)_4]^{-}}</math>

So können sich bei Fällungs- und Neutralisationsprozessen basische Salze bilden:

:<math>\mathrm{2\ HCl + NaAl(OH)_4 \longrightarrow Al(OH)Cl_2 + NaOH + 2\ H_2O}</math>

:<math>\mathrm{HCl + NaAl(OH)_4 \longrightarrow Al(OH)_2Cl + NaOH + H_2O}</math>

Auf diese Weise können sich auch basische Sulfate oder Phosphate bilden, letztere vor allem bei der Anwendung von Natriumaluminat zur Phosphatfällung ([[Phosphorelimination]]) in der Abwasserreinigung. Weil bei den Fällungsprozessen mit Natriumaluminat gleichzeitig der pH-Wert erhöht und im Unterschied zu sauren Fällungsmitteln auf der Basis von Chloriden oder Sulfaten (FeCl3, AlCl3 u. a.) keine zusätzlichen Anionen eingetragen werden, hat Natriumaluminat einen Sonderstatus in der Abwasserreinigung.

== Natrium-β-aluminat ==
'''Natrium-β-aluminat''' ist wesentlicher Bestandteil der als [[Festelektrolyt]] dienenden keramischen Membran von [[Natrium-Nickelchlorid-Batterie]]n und [[Natrium-Schwefel-Akkumulator|Natrium-Schwefel-Batterien]], da ab einer Temperatur von 270 °C die Natriumionen so beweglich werden, dass eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit besteht. Die idealisierte Formel von Natrium-β-aluminat ist NaAl11O17. Allerdings enthalten die Kristalle typischerweise mehr Natrium als durch diese Formel angegeben, was durch Aluminium-Leerstellen ausgeglichen wird, so dass sich eine reale Zusammensetzung von Na1,3Al10,9O17 ergibt.<ref>{{Holleman-Wiberg|Auflage=102|Startseite=1163|Endseite=1164}}</ref>

== Literatur ==
* {{RömppOnline|ID=RD-14-00339|Name=Natriumaluminate|Abruf=2014-05-02}}

== Einzelnachweise ==

<references />

[[Kategorie:Stoffgruppe]]
[[Kategorie:Natriumverbindung| Natriumaluminate]]
[[Kategorie:Aluminat| Natriumaluminate]]

Natriumaluminate - Versionsgeschichte

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