- Szerkezet
- Képlet és oktaéder
- Polimorfokhoz
- Tulajdonságok
- Fizikai megjelenés
- Moláris tömeg
- Sűrűség
- Olvadáspont
- Vízben való oldhatóság
- Oldékonysági termék
- Amphotericism
- Elnevezéstan
- Alkalmazások
- Nyersanyag
- Katalitikus tartók
- Interkalációs vegyületek
- Tűzálló
- gyógyhatású
- adszorbens
- kockázatok
- Irodalom
Az alumínium-hidroxid szervetlen vegyület, amelynek képlete Aa (OH) 3. Más fémhidroxidoktól eltérően ez egy amfoter, reagálni képes vagy savként vagy bázisként viselkedni, a közegtől függően. Fehér szilárd anyag, amely vízben meglehetősen oldhatatlan, ezért antacidok összetevőjeként használható.
Mint az Mg (OH) 2 vagy a brucit, amellyel bizonyos kémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkezik, tiszta formájában tompa, amorf szilárd anyagnak tűnik; de amikor bizonyos szennyeződésekkel kristályosodik, úgy kristályos formákat kap, mintha gyöngyök lennének. Ezen ásványok között az Al (OH) 3 természetes forrásai a gibbsit.
Speciális gibbsite kristály. Forrás: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0
A gibbsite mellett vannak a bayerit, nordstrandite és doleyite ásványok is, amelyek aluminium-hidroxid négy polimorf részét alkotják. Szerkezetükben nagyon hasonlóak egymáshoz, csak kissé különböznek egymástól az ionrétegek vagy -lemezek elhelyezkedésének vagy összekapcsolásának módjában, valamint a szennyeződések típusában.
A pH és a szintézis paramétereinek szabályozásával ezeknek a polimorfoknak bármelyike előállítható. Ezenkívül egyes érdeklődésre számot tartó kémiai fajok interkalálhatók a rétegek között úgy, hogy interkalációs anyagok vagy vegyületek jönnek létre. Ez egy technológiai megközelítés alkalmazását jelenti az Al (OH) 3 esetében. Egyéb felhasználásai savmegkötő szerek.
Másrészt nyersanyagként használják alumínium-oxid előállítására, nanorészecskéit katalitikus hordozóként használják.
Szerkezet
Képlet és oktaéder
Az Al (OH) 3 kémiai képlet egyszerre jelzi, hogy az Al3 +: OH - arány 1: 3; azaz három OH - anionok az egyes Al 3+ kation, ami ugyanaz, mint azt, hogy egyharmada annak ionok megfelelnek az alumínium. Így az Al 3+ és az OH - elektrosztatikusan kölcsönhatásba lépnek, amíg vonzerő-visszatükrözésük hathat egy hatszögletű kristályt.
Azonban az Al 3+ -ot nem feltétlenül három OH - hanem hat körülveszi; ezért egy koordinációs oktaéderről, Al (OH) 6-ról beszélünk, amelyben hat Al-O kölcsönhatás létezik. Mindegyik oktaéder egységet képvisel, amellyel a kristály felépül, és közülük sokan triklinikus vagy monoklinikus struktúrákat alkotnak.
Az alsó kép részlegesen az Al (OH) 6- oktaédert ábrázolja, mivel az Al 3+ esetében csak négy interakció figyelhető meg (világosbarna gömbök).
Gibbsit hatszögletű kristálya, alumínium-hidroxid ásvány. Forrás: Benjah-bmm27.
Ha ezt a szerkezetet gondosan megfigyeljük, amely megfelel az ásványi gibbsit szerkezetének, akkor látható, hogy a fehér gömbök alkotják az ionrétegek "felületeit" vagy felületét; ezek a hidrogénatomok a OH - ionok.
Vegye figyelembe azt is, hogy van egy A és egy B réteg (térbeli szempontból nem azonosak), amelyeket hidrogénkötések összekapcsolnak.
Polimorfokhoz
Az A és a B réteg nem mindig azonos módon kapcsolódik egymáshoz, csakúgy, mint a fizikai környezetük vagy a gazdaionok (sók) megváltozhatnak. Következésképpen az Al (OH) 3 kristályok négy ásványtani vagy ebben az esetben polimorf alakban változhatnak.
Az alumínium-hidroxidról azt mondják, hogy legfeljebb négy polimorf anyagot tartalmaz: gibbsit vagy hidrargillit (monoklinikus), bayerit (monoklinikus), doiilit (triklínikus) és nordstrandit (triklínikus). Ezek közül a polimorfok közül a gibbsite a legstabilabb és legszélesebb; a többi ritka ásványi anyagként van besorolva.
Ha a kristályokat mikroszkóp alatt megfigyelnék, akkor láthatjuk, hogy geometriájuk hatszögletű (bár kissé szabálytalan). A pH fontos szerepet játszik az ilyen kristályok növekedésében és a kapott szerkezetben; vagyis ha pH-értéket kapunk, akkor egyik vagy másik polimorf képződhet.
Például, ha az a közeg, ahol az Al (OH) 3 kicsapódik, pH-ja alacsonyabb, mint 5,8, gibbsit képződik; míg ha a pH-érték ezen értéknél magasabb, bayerit képződik.
Alapvető közegekben a nordstrandit és a doyleite kristályok hajlamosak kialakulni. Így tehát, mivel ez a legszélesebb körű gibbsite, ez tükrözi viharvert környezete savasságát.
Tulajdonságok
Fizikai megjelenés
Fehér szilárd anyag, amely különböző formátumban lehet: szemcsés vagy por, és amorf megjelenésű.
Moláris tömeg
78,00 g / mol
Sűrűség
2,42 g / ml
Olvadáspont
300 ° C Ennek nincs forráspontja, mivel a hidroxid elveszíti a vizet, és alumínium-oxiddá vagy alumínium-oxiddá, Al 2 O 3 -vá alakul.
Vízben való oldhatóság
1 · 10 -4 g / 100 ml. Oldékonysága azonban savak (H 3 O +) vagy lúgok (OH -) hozzáadásával növekszik.
Oldékonysági termék
K sp = 3 10-34
Ez a nagyon kicsi érték azt jelenti, hogy csak egy kis rész oldódik vízben:
Al (OH) 3 (s) <=> Al 3+ (aq) + 3OH - (aq)
És valójában ez elhanyagolható oldhatósága miatt jó savasság semlegesítő, mivel nem meglúgösítjuk gyomor környezetében túl sokat, mert nem bocsát szinte OH - ionok.
Amphotericism
Az Al (OH) 3- at amfoter jellegű jellemzi; vagyis képes reagálni vagy viselkedni, mintha sav vagy bázis lenne.
Például H 3 O + -ionokkal reagál (ha a közeg vizes), így komplex vizes 3+ képződik; amelyet viszont hidrolizálnak a táptalaj megsavanyításához, ezért Al 3+ egy savion:
Al (OH) 3 (s) + 3H 3 O + (aq) => 3+ (aq)
3+ (aq) + H 2 O (l) <=> 2+ (aq) + H 3 O + (aq)
Amikor ez megtörténik, azt mondják, hogy az Al (OH) 3 bázisként viselkedik, mivel H 3 O + -val reagál. Másrészt, reagálhat az OH-val - savként viselkedve:
Al (OH) 3 (s) + OH - (aq) => Al (OH) 4 - (aq)
Ebben a reakcióban a fehér csapadék Al (OH) 3 feloldódik, majd a felesleges OH - ionok; Ez nem azonos más hidroxidokkal, például magnéziummal, Mg (OH) 2-vel.
Az Al (OH) 4 - aluminát-ion kifejezettebben kifejezhető: - kiemelve az Al 3+ kation (oktaéder) koordinációs számát 6-ra.
Ez az ion tovább reagálhat több OH-val - amíg meg nem fejeződik a koordinációs oktaéder: 3-, azaz hexahidroxoaluminát-ion.
Elnevezéstan
Az „alumínium-hidroxid” név, amellyel erre a vegyületre utaltak leggyakrabban, megfelel a készletnómenklatúra által szabályozott névnek. A (III) általános képletű vegyületet a végén elhagyjuk, mivel az alumínium oxidációs állapota valamennyi vegyületében +3.
A másik két Al (OH) 3- ra utaló név a következő: alumínium-trihidroxid, a szisztematikus nómenklatúra és a görög számláló előtagok használata szerint; és alumínium-hidroxid, végül a –ico utótaggal, mert egyetlen oxidációs állapota van.
Noha a vegyiparban az Al (OH) 3 nómenklatúrája nem jelent semmiféle kihívást vagy megtévesztést, ennélfogva inkább a kétértelműségekkel keveredik.
Például az ásványi gibbsit az Al (OH) 3 természetes polimorf formája, amelyet γ-Al (OH) 3 vagy α-Al (OH) 3 néven is ismert. Ugyanakkor az α-Al (OH) 3 megfelelhet az ásványi bayeritnek vagy a β-Al (OH) 3-nak a kristálylográfiai nómenklatúra szerint. Eközben a nordstrandit és doyleit polimorfokat gyakran egyszerűen Al (OH) 3-nak nevezik.
A következő lista világosan foglalja össze az elmagyarázott információkat:
-Gibbsite: (γ vagy α) -Al (OH) 3
-Bayerit: (α vagy β) -Al (OH) 3
-Nordstrandit: Al (OH) 3
-Doilit: Al (OH) 3
Alkalmazások
Nyersanyag
Az alumínium-hidroxid azonnali felhasználása alapanyagként alumínium-oxid vagy más, szervetlen vagy szerves alumínium-vegyületek előállításához; például: AICI 3, Al (NO 3) 3, AlF 3 vagy NaAl (OH) 4.
Katalitikus tartók
Az Al (OH) 3 nanorészecskék katalitikus hordozókként működhetnek; vagyis a katalizátor kötődik ahhoz, hogy rögzített maradjon a felületükön, ahol a kémiai reakciók felgyorsulnak.
Interkalációs vegyületek
A szerkezetre vonatkozó szakaszban elmagyarázták, hogy az Al (OH) 3 A és B rétegekből vagy lapokból áll, összekapcsolva egy kristály meghatározására. Benne vannak kis oktaéderes terek vagy lyukak, amelyeket más ionok, fémes vagy szerves, vagy semleges molekulák elfoglalhatnak.
Amikor ezeknek a szerkezeti módosításoknak az Al (OH) 3 kristályait szintetizálják, azt mondják, hogy interkalációs vegyület készül; vagyis interkalálják vagy beillesztik az A és B lapok közé a kémiai anyagokat. Ilyen módon új anyagok készülnek ebből a hidroxidból.
Tűzálló
Az Al (OH) 3 jó tűzálló anyag, amely töltőanyagként használható sok polimer mátrixhoz. Ennek oka az, hogy felszívja a hőt a vízgőz felszabadításához, ugyanúgy, mint az Mg (OH) 2 vagy a brucit.
gyógyhatású
Az Al (OH) 3 szintén a savasság semlegesítője, és HCl-vel reagál a gyomor ürülékében; ismét, hasonlóan a magnézium -tejben lévő Mg (OH) 2 -hez.
Mindkét hidroxid valójában összekeverhető különböző savmegkötő savokban, amelyek felhasználhatók a gyomorhurutban vagy gyomorfekélyben szenvedő emberek tüneteinek enyhítésére.
adszorbens
Olvadáspontja alatt hevítve az alumínium-hidroxid aktív alumínium-oxiddá (valamint aktívszénné) alakul. Ezt a szilárd anyagot nemkívánatos molekulák, például színezékek, szennyeződések vagy szennyező gázok adszorbenseként használják.
kockázatok
Az alumínium-hidroxid által okozott kockázatok nem szilárd anyagként, hanem gyógyszerként jelentkeznek. Tárolásához nincs szüksége semmilyen protokollra vagy előírásra, mivel nem reagál erőteljesen az oxidáló szerekkel és nem tűzveszélyes.
Nemkívánatos mellékhatások, például székrekedés és a foszfát gátlása a bélben előfordulhatnak, ha gyógyszertár antacidokba kerülnek. Ugyanakkor, és bár nincs bizonyíték erre vonatkozóan, ezt neurológiai rendellenességekkel, például Alzheimer-kórral társították.
Irodalom
- Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Alumínium-hidroxid. Helyreállítva: en.wikipedia.org
- Országos Biotechnológiai Információs Központ. (2019). Alumínium-hidroxid. PubChem adatbázis. CID = 10176082. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Danielle Reid. (2019). Alumínium-hidroxid: képlet és mellékhatások. Tanulmány. Helyreállítva: study.com
- Robert Schoen és Charles E. Roberson. (1970). Alumínium-hidroxid szerkezete és geokémiai vonatkozásai. The American Mineralogist, Vol. 55.
- Vitaly P. Isupov és col. (2000). Alumínium-hidroxid interkalációs vegyületek szintézise, felépítése, tulajdonságai és alkalmazása. Kémia a fenntartható fejlődéshez 8,121-127.
- Drugs. (2019. március 24.). Alumínium-hidroxid mellékhatások. Helyreállítva: drugs.com