偏鋁酸鈉（Sodium Aluminate），又稱鋁酸鈉，是一種無機化合物，分子式為NaAlO2。偏鋁酸鈉的外觀為白色無定形結晶粉末，易溶于水，不溶于乙醇，水溶液呈強堿性。其可發生水解反應產生氫氧化鋁和游離的氫氧化鈉，水溶液呈強堿性，可與酸反應生成白色沉淀。
偏鋁酸鈉溶液根據不同的濃度、溫度，可能存在的鋁酸根離子形式有[Al(OH)4]-、([Al(OH)4]-)(H2O)x、[Al2(OH)6]2- 。一般以[Al(OH)4]-表示鋁酸根離子，它具有配位數為4的典型四面體結構。偏鋁酸鈉可通過拜耳法、燒結法、聯合法、氫氧化鋁堿解法、鋁與氫氧化鋁反應等方式制得。
偏鋁酸鈉有很多不同的用途：在水處理方面，可作為輔助凝結劑；在建筑工程中，偏鋁酸鈉被應用于加速混凝土的凝固；在造紙工業，可被用來制作填充劑；在建筑工程中，被應用于加速混凝土的凝固。
理化性質
物理性質
偏鋁酸鈉的分子形式有：NaAlO2，Na2Al2O4，Na2O·Al2O3。水合物分子式為NaAlO2·H2O，Na[Al(OH)4]。其外形為白色無定形結晶粉末，易潮解，有吸濕性，密度在25℃時為3.24g/cm3，熔點為1650℃，折射率為1.566、 1.595、1.580，極易溶于水，不溶于乙醇。
化學性質
水解反應
偏鋁酸鈉水解可產生氫氧化鋁和游離的氫氧化鈉：
與強酸反應
與強酸（如鹽酸）反應。反應先生成白色沉淀，后沉淀消失，反應方程式如下：
與弱酸反應
與弱酸（如碳酸）反應生成Al(OH)3沉淀：
CO2過量時：
CO2少量時：
與水玻璃反應
溶液中離子的存在形式
偏鋁酸鈉溶液是離子真溶液，鋁或氫氧化鋁在苛性堿溶液中形成偏鋁酸鈉，并完全離解為鈉離子和鋁酸根離子。一般所說的偏鋁酸鈉溶液的結構，指的是鋁酸根離子的組成及結構。
偏鋁酸鈉溶液具有如下特點：在中等濃度的偏鋁酸鈉溶液中，鋁酸根離子以[Al(OH)4]-形式存在；在稀溶液中且溫度較低時，以水化離子([Al(OH)4]-)(H2O)x形式存在；在較濃的溶液中或濃度較高時，發生[Al(OH)4]-脫水，并能形成[Al2(OH)6]2-二聚離子，在150℃下，這兩種形式的離子可同時存在；偏鋁酸鈉溶液是一種締合型電解質溶液，在堿濃度較高時，溶液中將存在大量締合離子對，且濃度越高，越有利于締合離子對的形成。一般生產條件下，都以[Al(OH)4]-表示鋁酸根離子。
應用領域
水處理
偏鋁酸鈉可用于工業用水和自來水的凈化，可降低水的硬度和加快懸浮物的固體沉降。例如，地面水源的水總是含有一定數量的機械雜質，在水處理時，會采用沉淀的方法，也就是讓水在沉淀池內停留一段時間，讓其中所懸浮的大的固體顆粒在自身重力作用下沉淀下來，在這個過程中，會使用偏鋁酸鈉作為凝聚劑。
其他應用
偏鋁酸鈉與硅酸鈉反應生成凝膠物質硅膠和硅酸鋁鹽，膠結土壤、砂粒，充填煤層和地層裂縫，起到加固、堵水、隔絕空氣滅火等的作用。偏鋁酸鈉還可用作石油烴轉化的催化劑和載體，是制造各種晶型氧化鋁的載體，也是制造分子篩及穩定硅膠溶液的原料，還可用在玻璃和陶瓷蝕刻用的堿洗滌溶液抑制劑、造紙工業的填充劑、鋼表面處理的保護劑、土壤硬化劑、肥皂制造、燃料工業等。在建筑工程中，偏鋁酸鈉被應用于加速混凝土的凝固。
合成方法
拜耳法
1888年，奧地利化學家卡爾·約瑟夫·拜耳（Karl Josef Bayer）在開發鋁土礦提煉氧化鋁的工藝過程中，首次系統性地研究了偏鋁酸鈉的形成機制和性質，其發明的拜耳法至今仍是全球氧化鋁生產的主要工藝，該工藝的核心步驟正是通過生成偏鋁酸鈉溶液來實現鋁與雜質的分離。用拜爾法生產偏鋁酸鈉時，先將鋁礬土與氫氧化鈉溶液混合，經高溫、高壓，再經分離、蒸發得到產品。主要化學反應式為：
工藝流程為：
燒結法
用燒結法制備偏鋁酸鈉時，一般將鋁硅比為3~6的鋁礬土破碎，和石灰石混合，按比例在球磨機中進行濕磨，同時加入純堿溶液。磨細后的料漿按一定比例加以混合調配，加入磚窯，在1200~1250℃的溫度下進行燒結。燒結后的熟料經濕磨溶出后，形成有殘渣的偏鋁酸鈉溶液，經沉降和分離等工序后，得到產品。
涉及到的主要化學反應式為：
聯合法
聯合法是指拜耳法和燒結法同時并用的方法。當氧化硅的含量大于5%時，可采用聯合法制作偏鋁酸鈉。
氫氧化鋁堿解法
氫氧化鋁溶解于過量的氫氧化鈉，可形成偏鋁酸鈉：
該反應是可逆的，當有能減少OH-離子濃度的任何試劑存在時，均足以使反應方向由右向左，并有氫氧化鋁沉淀形成。此時，加入大量的酸可以引起已沉淀的氫氧化鋁再次溶解。
鋁與氫氧化鋁反應
使用金屬鋁與氫氧化鈉為原料，可生成水溶性的偏鋁酸鈉：
結構
偏鋁酸鈉的結構如下圖所示：
鋁酸根離子[Al(OH)4]-具有配位數為4的典型四面體結構，其中三個OH-離子以正常價鍵與中心離子Al3+結合，第四個OH-離子則是以配價健與Al3+離子結合。
安全事宜
健康危害
偏鋁酸鈉為不燃物，受潮時對鋁、鋅及錫有腐蝕性，對皮膚、粘膜及眼睛有刺激性及腐蝕性。該物質在空氣中的顆粒物可通過吸入其氣溶膠和食入被吸收到體內，長期或反復接觸會對健康產生影響。這種情況，可以通過使用呼吸防護裝置進行預防。
GHS分類
儲存事宜
運輸和保存時，應保持通風、干燥，并不得摻入雜物，與酸分開存放。因其不可食用，接觸后可能造成皮膚、眼睛等損傷，因此盡量不要與食物和飼料存放在一起，并注明危險等級和說明。
急救措施
偏鋁酸鈉接觸皮膚時，應脫掉被污染的衣服，用大量水或淋浴沖洗皮膚，并及時轉診就醫；偏鋁酸鈉不慎進入眼睛后，立即用大量水沖洗幾分鐘（如果容易的話，摘下隱形眼鏡），然后就醫；誤食偏鋁酸鈉后，不要催吐，及時漱口，并轉診就醫。
參考資料 >
術語在線.術語在線.2024-03-26
Sodium aluminate | NaAlO2 | CID 14766 - PubChem.NCBI.2024-03-26
ICSC0566.ilo.2024-04-21
Sodium aluminate | NaAlO2 | CID 14766 - PubChem.ncbi.2024-04-25