Aluminiumfosfat (ALPO4) struktur, egenskaper, innhenting, bruk

Han Aluminiumfosfat Det er et uorganisk fast stoff dannet av et aluminiumsion til³⁺ og et fosfation po₄^3-. Den kjemiske formelen er Alpo₄. Det er et hvitt fast stoff hvis krystallinske struktur ligner den for silisiumdioksyden SiO₂. Det er uoppløselig i vann.

Det kan fås fra aluminiumoksyd (til₂ENTEN₃) og fosforsyre (h₃Po₄). Det kan også oppnås basert på vandige aluminiumkloridløsninger (ALCL₃) og natriumfosfat (Na₃Po₄).

Alpo aluminiumfosfat₄. Ondřej Mangl [Public Domain]. Kilde: Wikimedia Commons.

Aluminiumfosfat har et veldig høyt fusjonspunkt, så det er mye brukt som en komponent i ildfast keramikk, det vil si keramikk som tåler veldig høye temperaturer.

Det brukes også som et antacida for magen, i blandinger for reparasjon av tennene og som en adjuvans av vaksiner, det vil si for å stimulere organismenes immunrespons.

Noe ildfast betong har Alpo₄ I sammensetningen, som øker de mekaniske og støtteegenskapene til høye temperaturer av denne typen sement.

Det har blitt brukt som et beskyttende skjold for å forhindre brennbare materialer som visse polymerer.

[TOC]

Struktur

Alpo₄ Det dannes av et aluminiumskation til³⁺ og en fosfatanion po₄^3-.

Ionisk struktur av aluminiumfosfat. Forfatter: Marilú Stea.

Krystallinsk aluminiumfosfat kalles også berlinitt eller alfa-fase (α-ALPO₄) og krystaller ligner på kvarts.

Syntetiske Berlinite krystaller (α-ALPO₄). DMGualTieri [CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Alfafasen av aluminiumfosfat er et fast stoff dannet av et kovalent nettverk av po tetrahedra₄ og Alpo₄ det alternativet og er forent av oksygenatomer.

Denne strukturen er isomorf med silika, det vil si den har samme form som SIO₂.

Nomenklatur

- Aluminiumfosfat

- Aluminiummonofosfat

- Fosforsyre aluminiumsalt.

Egenskaper

Fysisk tilstand

Krystallinsk hvitt fast stoff.

Molekylær vekt

121,93 g/mol

Smeltepunkt

1800 ºC

Tetthet

2,56 g/cm³

Løselighet

Uoppløselig i vann

Andre egenskaper

Alpo -strukturen₄ Det er veldig likt den fra Sio -silikaen₂, Så det deler mange fysiske og kjemiske egenskaper ved dette.

Kan tjene deg: Forstyrrelser av vann

Aluminiumfosfat er et svært ildfast materiale, det vil si at det motstår veldig høye temperaturer uten å endre dens fysiske tilstand eller struktur og uten nedbrytning.

Alpo₄ Krystallinsk eller berlinitt Når den blir oppvarmet, blir den en Thundimite -struktur og deretter Christobalite -type, andre former for denne forbindelsen som ligner den til silisiumdioksyden Sio₂.

Aluminiumfosfat. ChemicalInterest [Public Domain]. Kilde: Wikimedia Commons.

Å skaffe

Alpo aluminiumfosfat₄ Det kan oppnås ved reaksjon mellom fosforsyre H₃Po₄ og aluminiumoksyd al₂ENTEN₃. Temperaturpåføring er nødvendig, for eksempel mellom 100 og 150 ° C.

Til₂ENTEN₃ + 2 h₃Po₄ = 2 Alpo₄ + 3 H₂ENTEN

Det kan også oppnås ved å gå sammen med en vandig løsning av aluminiumklorid ALCL₃ med en vandig løsning av natriumfosfat Na₃Po₄:

Alcl₃ + Na₃Po₄ = Alpo₄ + 3 NaCl

Bruk i keramikk

Alpo aluminiumfosfat₄ Det finnes ofte i konstitusjonen av aluminiumoksyd.

Keramikk med høyt aluminiumoksydinnhold er et av materialene som brukes i applikasjoner der det er nødvendig for å motstå høye belastninger og alvorlige forhold.

Denne typen keramikk er korrosjonsbestandig, til miljøer med høy temperatur, til nærvær av varm damp eller ved å redusere atmosfærer som karbonmonoksid (CO).

Alumina keramikk har også lav elektrisk og termisk ledningsevne, så den brukes til å lage ildfaste murstein og isolerende komponenter i strøm.

Ildfast mursteinbelegg som kan inneholde alpoo -aluminiumfosfat₄. Disse mursteinene beskytter mot høye temperaturer. Alexknight12 [CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Fordi aluminiumfosfat dannes ved en mye lavere temperatur enn SIO -silika₂, Produksjonen er billigere, noe som utgjør en fordel i produksjonen av keramikk som er passende for krevende tjenester.

Aluminiumfosfat keramisk produksjon

Alumina er vant til₂ENTEN₃ og fosforsyre H₃Po₄ I vandig medium.

Den foretrukne formasjons-pH er 2-8, ettersom det er overflod av oppløst fosforsyrearter, slik som H₂Po₄^- og HPO₄^2-. En sur ionkonsentrasjon ved³⁺ Det er høyt, fra oppløsningen av aluminiumoksyd til₂ENTEN₃.

Kan tjene deg: karbontetraklorid (CCL4)

For det første, en Alh -hydrert aluminiums difardrogen trihydrogengel₃(Po₄)₂.H₂ENTEN:

Til³⁺ + H₂Po₄^- + Hpo₄^2- + H₂Eller ⇔ alh₃(Po₄)₃.H₂ENTEN

Imidlertid kommer det en tid som pH i den lave løsningen og blir nøytral, hvor aluminiumoksyd til₂ENTEN₃ presenterer en lav løselighet. På dette tidspunktet danner den uoppløselige aluminiumoksyden et lag på overflaten av partiklene som forhindrer reaksjonen fra å fortsette.

Derfor er det nødvendig å øke løseligheten av aluminiumoksyd, og dette oppnås jevnt. Ved oppvarming ved 150 ° C fortsetter gelen reaksjonen med aluminiumoksyd til₂ENTEN₃ Slipper vann og danner den krystallinske Berlinita (alfa-alpo₄).

Til₂ENTEN₃ + 2 Alh₃(Po₄)₃.H₂O → Alpo₄ + 4 H₂ENTEN

Berlinita blir sammen med individuelle partikler og keramikk dannes.

Andre bruksområder

Alpo₄ Det brukes som et antacida, som adsorbent, som en molekylær sil, for eksempel katalysatorstøtte og som et belegg for å forbedre varm korrosjonsmotstand. Her er andre applikasjoner.

Ved å få betong

Aluminiumfosfat er en ingrediens i varme -resistent ildfast eller betong.

Gir utmerkede mekaniske egenskaper og refraktanter til denne betongen, for eksempel varmebestandighet. I temperaturintervallet mellom 1400-1600 ° C er den cellulære betongen basert på aluminiumfosfat et av de mest effektive materialene som termisk isolator.

Det krever ikke tørking, dens herding oppnås ved en eksoterm reaksjon selv -utarbeidet. Det er mulig å tilberede murstein av dette materialet i noen form og størrelse.

I tannsement

Aluminiumfosfat er en del av tann- eller materialsement som brukes til å kurere den Caried Protese.

I tannsement brukes aluminiumoksyd som moderator av syre-base-reaksjoner, der den modererende effekten skyldes dannelse av aluminiumfosfat på partiklene til andre materialer.

Disse sementene har veldig høy komprimering og spenningsmotstand, noe som skyldes tilstedeværelsen av aluminiumfosfat.

Tannsement som brukes til å kurere karies kan inneholde aluminiumfosfat. Forfatter: Gerber Challenge. Kilde: Pixabay.

I vaksiner

Alpo₄ Det har blitt brukt i mange år i flere menneskelige vaksiner for å forbedre kroppens immunrespons. Det sies at Alpo₄ Det er en "adjuvans" av vaksiner. Mekanismen er ennå ikke forstått.

Kan tjene deg: litiumklorid (LICL): Egenskaper, risikoer og bruksområder

Det er kjent at Alpos immunostimulerende effekt₄ Det avhenger av adsorpsjonsprosessen til antigenet til adjuvansen, det vil si måten det holder seg til dette. Et antigen er en forbindelse som når du kommer inn i kroppen genererer dannelsen av antistoffer for å bekjempe en spesifikk sykdom.

Antigener kan adsorberes til Alpo₄ ved elektrostatiske interaksjoner eller ved bindingen med ligander. Adsorberer på overflaten av adjuvansen.

Det antas også at størrelsen på ALPO -partiklene₄ Det har også innflytelse. En lavere partikkelstørrelse Antistoffresponsen er større og mer holdbar.

Vaksiner kan inneholde alpoo aluminiumfosfat₄ For å øke effektiviteten. Forfatter: Tumisu. Kilde: Pixabay.

Som polymerflammehemmende middel

Alpo₄ Det har blitt brukt som ignifert og unngå forbrenning eller brent av visse polymerer.

Tillegg av Alpo₄ til en polypropylenpolymer som allerede har en flammehemmende forårsaker en synergistisk effekt mellom begge retarders, noe som betyr at effekten er mye større enn for begge ignorert av separat.

Når polymeren blir utsatt for forbrenning eller brent i nærvær av Alpo₄, Det dannes et aluminiummetafosfat som trenger inn i den karboniserte overflaten og fyller porene og sprekker i dette.

Dette fører til dannelse av et meget effektivt beskyttende skjold for å unngå forbrenning eller forbrenning av polymeren. Med andre ord Alpo₄ Forsegl den karboniserte overflaten og forhindrer at polymeren brenner.

Med Alpo₄ Forbrenningen av visse polymerer kan bli forsinket. Forfatter: Hans Braxmeier. Kilde: Pixabay.

Referanser

1. Abyzov, v.TIL. (2016). Lett ildfast betong basert på aluminiumsmagnesium-fosfatbindemiddel. Prosent Engineering 150 (2016) 1440-1445. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
2. Wagh, a.S. (2016). Aluminiumfosfat keramikk. I kjemisk bundet fosfat keramikk (andre utgave). Kapittel 11. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
3. Mei, c. et al. (2019). Aluminiumfosfatvaksine Attjuvant: Analyse av sammensetning og størrelse bruk av off-line og in-line verktøy. Comput struct Biotechnol J. 2019; 17: 1184-1194. NCBI kom seg.NLM.NIH.Gov.
4. Qin, Z. et al. (2019). Synergistisk barriereeffekt av aluminiumfosfat på flammehemmende polypropylen basert på ammoniumpolyfosfat/dipentaerythitol -system. Materials and Design 181 (2019) 107913. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
5. Vrieling, h. et al. (2019). Stabiliserte aluminiumfosfat -nanapartikler brukt som vaksine -atjuvant. Kolloider og overflater B: BioInterfaces 181 (2019) 648-656. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
6. Schaefer, ca. (2007). Gastrointestinale medisiner. Antacida. I medisiner under graviditet og amming (andre utgave). Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
7. Rouquerol, f. et al. (1999). Egenskaper til noen nye adsorbenter. I adsorpsjon av powerders og porøse faste stoffer. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.