Aluminiums hydroksydstruktur, egenskaper, bruksområder

Han Aluminiumhydroksyd Det er en uorganisk forbindelse hvis kjemiske formel er på (OH)₃. I motsetning til andre metallhydroksider, er det en amfotero, som er i stand til å reagere eller oppføre seg som en syre eller en base, avhengig av mediet. Det er et ganske uoppløselig hvitt fast stoff i vann, så det finner bruk som en del av antacida.

Som MG (OH)₂ eller Brucita, som den deler visse kjemiske og fysiske egenskaper, ser rent ut som et amorf og glansstoff; Men når krystalliserer med noen urenheter skaffer seg krystallinske former som om de var perler. Blant disse mineralene, naturlige kilder til AL (OH)₃, er Gibbsita.

Spesiell Gibbsita Crystal. Kilde: Rob Lavinsky, Irocks.COM-CC-BY-SA-3.0 [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]

I tillegg til Gibbsite er også Bayerite, Nordstrandite og Doleyíta mineraler, og danner de fire aluminiums hydroksyd -polymorfer. Strukturelt sett er de veldig like hverandre, og skiller hverandre i veien for hvordan lagene eller ionarkene er plassert eller koblet, samt typen urenheter som er inneholdt.

Kontrollerer pH- og synteseparametere, kan noen av disse polymorfene fremstilles. På samme måte kan noen kjemiske arter av interesse bli ispedd mellom lagene deres, slik at materialer eller forbindelser av ispedd opprettes. Dette representerer bruken av mer teknologisk tilnærming til AL (OH)₃. Den andre bruksområdet er som antacida.

På den annen side brukes det som råstoff for å oppnå aluminiumoksyd, og dens nanopartikler har blitt brukt som katalytisk støtte.

[TOC]

Struktur

Formel og octaedro

Den kjemiske formelen på (OH)₃ indikerer en gang forholdet til³⁺: Åh^- Det er 1: 3; det vil si at det er tre anioner oh^- For hver kation til³⁺, Noe som er det samme som å si at den tredje delen av ionene tilsvarer aluminium. Så, al³⁺ Og åh^- De samhandler elektrostatisk til attraksjonene deres avskrifter definerer en sekskantet krystall.

Imidlertid al³⁺ Det er ikke nødvendigvis omgitt av tre OH^- Men seks; Derfor er det snakk om en koordinering oktaedron, på (OH)₆, der det er seks interaksjoner al-O. Hver oktaedron representerer en enhet som glasset er bygget med, og en rekke av dem tar i bruk trikliniske eller monokliniske strukturer.

Det nedre bildet representerer delvis oktaedraen til (OH)₆, siden bare fire interaksjoner er observert for³⁺ (lysebrune kuler).

Gibbsite sekskantet glass, et aluminiums hydroksydmineral. Kilde: Benjah-BMM27 [Public Domain].

Hvis denne strukturen er nøye observert, som tilsvarer den fra Gibbsite -mineralet, kan det tenkes at de hvite kulene integrerer "ansiktene" eller overflatene til ionelagene; Dette er, hydrogenatomene til OH -ioner^-.

Kan tjene deg: leie halogenuros: egenskaper, innhenting, eksempler

Merk at det er et lag A og en annen B (romlig er ikke identisk), sammen med hverandre ved hydrogenbroer.

Polymorfer

Lag A og B er ikke alltid koblet på samme måte, så vel som deres fysiske miljøer eller gjesteioner (salter) kan endres. Følgelig krystaller av Al (OH)₃ De varierer i fire mineralogiske former eller i dette tilfellet polymorf.

Det sies da at aluminiumhydroksid har opptil fire polymorfer: gibbsite eller hydragilite (monoklin), Bayerite (monoklinisk), Doyleíta (trisykling) og Nordstrandite (triklinisk). Av disse polymorfene er Gibbsita den mest stabile og rikelig; De andre er klassifisert som sjeldne mineraler.

Hvis krystallene ble observert ved mikroskopet, vil det sees at deres geometri er sekskantet (selv om det er noe uregelmessig). PH spiller en viktig rolle i veksten av slike krystaller og den resulterende strukturen; det vil si gitt en pH en polymorf eller annen kan dannes.

For eksempel, hvis mediet der Al (OH) utfeller₃ Den har en pH mindre enn 5,8 Gibbsita er dannet; Mens pH er større enn denne verdien, dannes Bayerita.

I mer grunnleggende medier har Nordstrandita og Doyleíta -krystaller en tendens til å danne. Således, som den mest tallrike Gibbsite, er det et faktum som gjenspeiler surheten i forvitringsmiljøene.

Egenskaper

Fysisk utseende

Hvitt fast stoff som kan komme i forskjellige formater: granulert eller pulver, og amorft utseende.

Molmasse

78.00 g/mol

Tetthet

2,42 g/ml

Smeltepunkt

300 ° C. Det har ikke noe kokepunkt fordi hydroksid mister vann for å forvandle seg til aluminiumoksyd eller aluminiumoksyd, til₂ENTEN₃.

Vannløselighet

1 · 10^-4 G/100 ml. Imidlertid øker løseligheten med tilsetning av syrer (h₃ENTEN⁺) eller alkalier (åh^-).

Løselighetsprodukt

K_sp = 3 · 10⁻³⁴

Denne lille verdien betyr at bare en liten del oppløses i vann:

Al (å)₃(salt³⁺(AC) +3OH^-(AC)

Og faktisk gjør denne foraktelige løseligheten det til en god nøytralisator av surhet, siden det ikke baserer magemiljøet for mye for ikke å frigjøre nesten ioner oh^-.

Anfoterisme

Al (OH)₃ Det er preget av amfoterkarakteren; det vil si at den kan reagere eller oppføre seg som om det var en syre eller en base.

Reagerer for eksempel med H -ioner₃ENTEN⁺ (Hvis mediet er vandig) for å danne den komplekse acuo [til (OH₂)₆]³⁺; som igjen er hydrolysert for å surde miljøet, derfor AL³⁺ en syrer:

Kan tjene deg: Cannizzaro -reaksjon: Kjennetegn, mekanismer, eksempler

Al (å)₃(S) +3H₃ENTEN⁺(ac) => [al (OH₂)₆]³⁺(AC)

[Al (åh₂)₆]³⁺(AC) +H₂Eller (l) [al (åh₂)₅(Åh)]²⁺(AC)+H₃ENTEN⁺(AC)

Når dette skjer, sies det at Al (OH)₃ Den oppfører seg som en base, siden den reagerer med H₃ENTEN⁺. På den annen side kan du reagere med OH^-, Oppfører seg som en syre:

Al (å)₃(S) +OH^-(Ac) => Ah (OH)₄^-(AC)

I denne reaksjonen det hvite bunnfallet av Al (OH)₃ Det løses opp til overskuddet av ioner oh^-; faktum som ikke skjer det samme med andre hydroksider, for eksempel magnesium, Mg (OH)₂.

Al (OH)₄^-, alumination, det kan uttrykkes mer passende som: [al (åh₂)₂(ÅH)₄]^-, fremheve koordineringsnummeret på 6 for kation til³⁺ (Octaedro).

Dette ionet kan fortsette å reagere med mer oh^- Inntil koordinasjonen oktaedron: [al (OH)₆]^3-, kalt heksahidroksoalumination.

Nomenklatur

Navnet 'Aluminiumhydroksid', som mest har referert til denne forbindelsen, tilsvarer styret av Stock Nomenclature. (III) er utelatt på slutten av den, siden aluminiumoksidasjonsstatusen er +3 i alle forbindelser.

De to andre mulige navnene for å referere til AL (OH)₃ De er: aluminium trihydroxide, i henhold til den systematiske nomenklaturen og bruken av greske teller; og aluminiumhydroksyd, som slutter med suffikset -ico for å ha en enkelt oksidasjonstilstand.

Selv om det er i det kjemiske feltet nomenklaturen til Al (OH)₃ Det representerer ingen utfordringer eller forvirring, utenom den har en tendens til å være blandet med uklarheter.

For eksempel er Gibbsita Mineral en av de naturlige polymorfene til AL (OH)₃, som de også navngir som γ-al (OH)₃ eller α-al (OH)₃. Imidlertid α-al (OH)₃ Det kan også tilsvare Bayerita-mineralet, eller ß-al (OH)₃, I følge den krystallografiske nomenklaturen. I mellomtiden er Nordstrandita og Doyleita polymorfer vanligvis betegnet ganske enkelt som (OH)₃.

Følgende liste oppsummerer tydelig den nylig forklarte:

-Gibbsita: (γ eller α) -al (OH)₃

-Bayerita: (α eller β) -al (OH)₃

-Nordstrandita: Al (OH)₃

-Doyleita: Al (OH)₃

applikasjoner

Råmateriale

Umiddelbar bruk for aluminiumhydroksyd er som råstoff for produksjon av aluminiumoksyd eller andre forbindelser, uorganiske eller organiske aluminium; For eksempel: Alcl₃, Av ikke₃)₃, Alf₃ eller naal (å)₄.

Katalytiske støtter

Al (oh) nanopartikler₃ De kan fungere som katalytiske støtter; Det vil si at katalysatoren blir med dem for å bli fikset på overflaten, der kjemiske reaksjoner blir akselerert.

Kan tjene deg: Synteseaksjon: Typer, faktorer, eksempler

Internasjonale forbindelser

I strukturdelen ble det forklart at AL (OH)₃ Den består av lag eller ark A og B, koblet for å definere en krystall. Innenfor det er det små oktaedriske rom eller huler som kan okkuperes av andre ioner, metalliske eller organiske eller nøytrale molekyler.

Når krystaller syntetiseres fra (OH)₃ Med disse strukturelle modifikasjonene sies det at en forbindelse av interkalasjon blir utarbeidet; det vil si ispedd eller sette kjemiske arter mellom ark A og B. Ved å gjøre dette oppstår nye materialer produsert av dette hydroksid.

Brannhemmende

Al (OH)₃ Det er en god brannhemmende som finner anvendelse som fyllingsmateriale av mange polymere matriser. Dette er fordi det absorberer varme for å frigjøre vanndamp, som MG (OH) gjør₂ eller Brucita.

Medisin

Al (OH)₃ Det er også en nøytraliserende surhet, som reagerer med HCl av gastriske sekresjoner; Igjen, lik hvordan det skjer med MG (OH)₂ av magnesia melk.

Begge hydroksider kan blandes i forskjellige antacida, brukes til å lindre symptomene på personer som lider av gastritt eller magesår.

Adsorbent

Når den varmes opp under smeltepunktet, blir aluminiumhydroksid transformert til aktivert aluminiumoksyd (så vel som aktivert karbon). Dette faststoffet brukes som adsorbent av uønskede molekyler, enten fargestoffer, urenheter eller forurensende gasser.

Risiko

Risikoen som kan representere aluminiumhydroksid skyldes ikke det som solid, men som medisin. Ingen protokoll eller forskrifter er nødvendig for å lagre den, siden det ikke reagerer kraftig med oksidasjonsmidler, og det er heller ikke brannfarlig.

Når de inntatt i antacida som oppnås på apotek, kan uønskede bivirkninger vises, for eksempel forstoppelse og hemming av tarmfosfat. Og selv om det ikke er noen studier for å demonstrere det, har det vært assosiert med nevrologiske lidelser som Alzheimers sykdom.

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Hydroksyd aluminium. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Nasjonalt senter for bioteknologiinformasjon. (2019). Hydroksyd aluminium. PubChem -database. CID = 10176082. Gjenopprettet fra: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
4. Danielle Reid. (2019). Hydroksyd aluminium: Formel og bivirkninger. Studere. Gjenopprettet fra: Studie.com
5. Robert Schoen & Charles og. Roberson. (1970). Strukturer av aluminiumhydroksyd og geokjemiske implikasjoner. The American Mineralogist, Vol 55.
6. Vitaly p. Isupov & col. (2000). Syntese, struktur, egenskaper og anvendelse av aluminiumhydroksyd interkalasjonsforbindelser. Kjemi for bærekraftig utvikling 8.121-127.
7. Narkotika. (24. mars 2019). Aluminium hydroksyd bivirkninger. Gjenopprettet fra: narkotika.com