- Struktur
- Formel og oktaeder
- polymorfe
- Ejendomme
- Fysisk fremtoning
- Molar masse
- Massefylde
- Smeltepunkt
- Vandopløselighed
- Opløselighedsprodukt
- Amphotericism
- nomenklatur
- Applikationer
- Råmateriale
- Katalytiske understøtter
- Interkalationsforbindelser
- Brandhæmmende
- lægemidlet
- adsorbent
- Risici
- Referencer
Den aluminiumhydroxid er en uorganisk forbindelse med den kemiske formel A a (OH) 3. I modsætning til andre metalhydroxider er det amfoter, der er i stand til at reagere eller opføre sig som en syre eller en base, afhængigt af mediet. Det er et hvidt fast stof, der er ret uopløseligt i vand, hvorfor det finder anvendelse som en bestanddel af antacida.
Ligesom Mg (OH) 2 eller brucit, som den har visse kemiske og fysiske egenskaber med, ligner det i sin rene form et kedeligt, amorft fast stof; men når det krystalliserer med nogle urenheder, får det krystallinske former, som om de var perler. Blandt disse mineraler, naturlige kilder til Al (OH) 3, er gibbsite.
Speciel gibbsite krystal. Kilde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0
Ud over gibbsite findes der også mineraler bayerit, nordstrandite og doleyite, der udgør de fire polymorfer af aluminiumhydroxid. Strukturelt ligner de hinanden meget, og de adskiller sig kun lidt på den måde, hvorpå lagene eller lagene af ioner er placeret eller koblet, samt typen af urenheder indeholdt.
Ved at kontrollere pH- og synteseparametrene kan en hvilken som helst af disse polymorfer fremstilles. Nogle kemiske arter af interesse kan også sammenkædes mellem dets lag, således at interkalationsmaterialer eller forbindelser dannes. Dette repræsenterer brugen af en mere teknologisk tilgang til Al (OH) 3. Dens andre anvendelser er som antacida.
På den anden side bruges det som et råmateriale til opnåelse af aluminiumoxid, og dets nanopartikler er blevet brugt som en katalytisk bærer.
Struktur
Formel og oktaeder
Den kemiske formel Al (OH) 3 indikerer med en gang, at forholdet Al 3+: OH - er 1: 3; der er tre OH - anioner for hver Al 3+ - kation, hvilket er det samme som at sige, at en tredjedel af dets ioner svarer til aluminium. Al3 + og OH - interagerer således elektrostatisk, indtil deres tiltrækkelsesafvisende afgrænsning definerer en hexagonal krystal.
Al 3+ er dog ikke nødvendigvis omgivet af tre OH - men af seks; derfor taler vi om en koordination octahedron, Al (OH) 6, hvor der er seks Al-O-interaktioner. Hver oktaeder repræsenterer en enhed, som krystallen er bygget med, og en række af dem indtager trikliniske eller monokliniske strukturer.
Det nedre billede repræsenterer delvist Al (OH) 6 octahedra, da der kun er observeret fire interaktioner for Al 3+ (lysebrune kugler).
Hexagonal krystal af gibbsite, et aluminiumhydroxidmineral. Kilde: Benjah-bmm27.
Hvis denne struktur overholdes omhyggeligt, hvilket svarer til strukturen for mineralgibstedet, vil det være muligt at se, at de hvide kugler integrerer "fladerne" eller overflader af ionlagene; disse er hydrogenatomer i OH - ioner.
Bemærk også, at der er et lag A og et andet B (rumligt er de ikke identiske), forbundet med brintbindinger.
polymorfe
Lag A og B er ikke altid koblet på samme måde, ligesom deres fysiske miljøer eller værtsioner (salte) kan ændre sig. Følgelig varierer Al (OH) 3- krystaller i fire mineralogiske eller i dette tilfælde polymorfe former.
Aluminiumhydroxid siges derefter at have op til fire polymorfer: gibbsite eller hydrargillit (monoklin), bayerit (monoklin), doyleit (triklin) og nordstrandit (triklin). Af disse polymorfer er gibbsite den mest stabile og rigelige; resten klassificeres som sjældne mineraler.
Hvis krystalerne blev observeret under et mikroskop, kunne det ses, at deres geometri er hexagonal (skønt noget uregelmæssig). PH spiller en vigtig rolle i væksten af sådanne krystaller og på den resulterende struktur; dvs. med en pH-værdi, kan der dannes en polymorf eller en anden.
For eksempel, hvis mediet, hvor Al (OH) 3 udfældes, har en pH-værdi under 5,8, dannes gibbsite; mens pH er højere end denne værdi, dannes bayerit.
I mere basale medier har nordstrandit- og doyleitkrystaller en tendens til at dannes. Da det er den mest udbredte gibbsite, er det således en kendsgerning, der reflekterer surheden i dets forvitrede miljøer.
Ejendomme
Fysisk fremtoning
Hvidt fast stof, der kan komme i forskellige formater: kornet eller pulver og amorft i udseende.
Molar masse
78,00 g / mol
Massefylde
2,42 g / ml
Smeltepunkt
300 ° C Det har ikke et kogepunkt fordi hydroxidet mister vand til at transformere til aluminiumoxid eller aluminiumoxid, AI 2 O 3.
Vandopløselighed
1 · 10 -4 g / 100 ml. Men dens opløselighed stiger med tilsætning af syrer (H 3 O +) eller baser (OH -).
Opløselighedsprodukt
K sp = 3 10 −34
Denne meget lille værdi betyder, at kun en lille del opløses i vand:
Al (OH) 3 (s) <=> Al 3+ (aq) + 3OH - (aq)
Og faktisk er denne ubetydelige opløselighed det til en god surhedsneutralisator, da det ikke baserer gastrisk miljø for meget, fordi det ikke frigiver næsten OH - ioner.
Amphotericism
Al (OH) 3 er kendetegnet ved dets amfoteriske karakter; det vil sige, det kan reagere eller opføre sig som om det var en syre eller en base.
For eksempel det reagerer med H 3 O + -ioner (hvis mediet er vandigt) til dannelse af komplekse vandige 3+; som på sin side hydrolyseres for at forsure mediet, derfor er Al 3+ en syreion:
AI (OH) 3 (s) + 3H 3 O + (aq) => 3+ (aq)
3+ (aq) + H 2 O (l) <=> 2+ (aq) + H 3 O + (aq)
Når dette sker, siges det, at AI (OH) 3 opfører sig som en base, idet den reagerer med H 3 O +. På den anden side kan det reagere med OH - og opføre sig som en syre:
Al (OH) 3 (s) + OH - (aq) => Al (OH) 4 - (aq)
I denne reaktion opløses det hvide bundfald af Al (OH) 3 inden overskuddet af OH - ioner; Dette er ikke det samme med andre hydroxider, såsom magnesium, Mg (OH) 2.
Al (OH) 4 -, alumination kan udtrykkes mere hensigtsmæssigt som: - ved at fremhæve koordinationsnummeret for 6 for Al 3+ -kationen (octahedronen).
Denne ion kan fortsætte med at reagere med mere OH - indtil koordinationen octahedron er afsluttet: 3-, kaldet hexahydroxoalumination.
nomenklatur
Navnet 'aluminiumhydroxid', som denne forbindelse oftest er henvist til, svarer til det, der er reguleret af bestandenomenklaturen. (III) udelades i slutningen af det, da oxidationstilstanden for aluminium er +3 i alle dets forbindelser.
De to andre mulige navne, der henvises til Al (OH) 3, er: aluminiumtrihydroxid i henhold til den systematiske nomenklatur og brugen af de græske tællerpræfikser; og aluminiumhydroxid, der slutter med suffikset –ico, fordi det har en enkelt oxidationstilstand.
Skønt i det kemiske felt Nomenklaturen for Al (OH) 3 ikke repræsenterer nogen udfordring eller forvirring, har den uden for det en blanding med uklarheder.
For eksempel er mineralgibbsite en af de naturlige polymorfer af Al (OH) 3, der også er kendt som y-Al (OH) 3 eller a-Al (OH) 3. Imidlertid kan a-Al (OH) 3 også svare til mineralet bayerit eller ß-Al (OH) 3 ifølge krystallografisk nomenklatur. I mellemtiden betegnes polymorfene nordstrandite og doyleit ofte simpelt hen som Al (OH) 3.
Følgende liste opsummerer klart, hvad der netop er blevet forklaret:
-Gebsite: (γ eller α) -Al (OH) 3
-Bayerit: (a eller ß) -Al (OH) 3
-Nordstrandite: Al (OH) 3
-Doyleit: Al (OH) 3
Applikationer
Råmateriale
Den øjeblikkelige anvendelse til aluminiumhydroxid er som et råmateriale til produktion af aluminiumoxid eller andre forbindelser, uorganisk eller organisk, af aluminium; for eksempel: AICI 3, Al (NO 3) 3, AlF 3 eller NaAl (OH) 4.
Katalytiske understøtter
Al (OH) 3 nanopartikler kan fungere som katalytiske bærere; dvs. katalysatoren binder til dem for at forblive fast på deres overflade, hvor kemiske reaktioner accelereres.
Interkalationsforbindelser
I sektionen om strukturer blev det forklaret, at Al (OH) 3 består af lag eller lag A og B, koblet til at definere en krystal. Inde i det er der små oktaedraliske rum eller huller, der kan besættes af andre ioner, metalliske eller organiske eller neutrale molekyler.
Når Al (OH) 3- krystaller med disse strukturelle modifikationer syntetiseres, siges det, at der fremstilles en interkalkationsforbindelse; det vil sige, at de sammenkæder eller indsætter kemiske arter mellem plader A og B. Dermed dukker nye materialer fremstillet af dette hydroxid op.
Brandhæmmende
Al (OH) 3 er en god brandhæmmer, der finder anvendelse som et fyldstofmateriale til mange polymere matrixer. Dette skyldes, at det absorberer varme for at frigive vanddamp, ligesom Mg (OH) 2 eller brucit gør.
lægemidlet
Al (OH) 3 er også en neutralisator af surhedsgraden og reagerer med HCI i gastriske sekretioner; igen svarende til Mg (OH) 2 i magnesia-mælk.
Begge hydroxider kan faktisk blandes i forskellige antacida, der bruges til at lindre symptomer på mennesker, der lider af gastritis eller mavesår.
adsorbent
Når aluminium opvarmes til under sit smeltepunkt, omdannes aluminiumhydroxid til aktiveret aluminiumoxid (såvel som aktivt kul). Dette faste stof anvendes som adsorbent til uønskede molekyler, det være sig farvestoffer, urenheder eller forurenende gasser.
Risici
Risikoen for, at aluminiumhydroxid kan udgøre, skyldes ikke det som et fast stof, men som en medicin. Det har ikke brug for nogen protokol eller forskrifter for at opbevare det, da det ikke reagerer kraftigt med oxidationsmidler, og det er ikke brandfarligt.
Når de indtages i antacida, der er tilgængelige fra apoteker, kan der opstå uønskede bivirkninger, såsom forstoppelse og hæmning af fosfat i tarmen. Og selvom der ikke er nogen undersøgelser, der kan bevise det, har det været forbundet med neurologiske lidelser, såsom Alzheimers sygdom.
Referencer
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Aluminiumhydroxid. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- National Center for Biotechnology Information. (2019). Aluminiumhydroxid. PubChem-database. CID = 10176082. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Danielle Reid. (2019). Aluminiumhydroxid: Formel og bivirkninger. Undersøgelse. Gendannes fra: study.com
- Robert Schoen & Charles E. Roberson. (1970). Strukturer af aluminiumhydroxid og geokemiske implikationer. Den amerikanske Mineralogist, bind 55.
- Vitaly P. Isupov & col. (2000). Syntese, struktur, egenskaber og anvendelse af aluminiumhydroxidinterkalationsforbindelser. Kemi til bæredygtig udvikling 8,121-127.
- Drugs. (24. marts, 2019). Bivirkninger af aluminiumhydroxid. Gendannes fra: drugs.com