- Rakenne
- Kaava ja oktaedri
- polymorfit
- ominaisuudet
- Fyysinen ulkonäkö
- Moolimassa
- Tiheys
- Sulamispiste
- Vesiliukoisuus
- Liukoisuus tuote
- Amphotericism
- nimistö
- Sovellukset
- Raaka materiaali
- Katalyyttiset tuet
- Interkalointiyhdisteet
- Tulenkestävä
- lääke-
- adsorbentti
- riskit
- Viitteet
Alumiinihydroksidi on epäorgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on A a (OH) 3. Toisin kuin muut metallihydroksidit, se on amfoteerinen, joka kykenee reagoimaan tai käyttäytymään hapon tai emäksen tavoin väliaineesta riippuen. Se on valkoinen kiinteä aine, joka on melko liukenematon veteen, minkä vuoksi se on käyttökelpoinen antasidien komponenttina.
Kuten Mg (OH) 2 tai brusiitti, jolla sillä on tietyt kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet, puhtaassa muodossa se näyttää tylsältä, amorfiselta kiinteältä aineelta; mutta kun se kiteytyy joidenkin epäpuhtauksien kanssa, se saa kiteisiä muotoja ikään kuin ne olisivat helmiä. Näistä mineraaleista, Al (OH) 3: n luonnollisista lähteistä, on gibbsite.
Erityinen gibbsite-kide. Lähde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0
Gibbsiitin lisäksi on myös mineraaleja bayeriitti, nordstrandite ja doleyite, jotka muodostavat alumiinihydroksidin neljä polymorfia. Rakenteellisesti ne ovat hyvin samankaltaisia toistensa kanssa, eroavat vain hiukan siitä, miten ionikerrokset tai -levyt on sijoitettu tai kytketty toisiinsa, samoin kuin sisältämien epäpuhtauksien tyypistä.
Säätelemällä pH: ta ja synteesiparametreja, mikä tahansa näistä polymorfeista voidaan valmistaa. Jotkin mielenkiinnon kohteena olevat kemialliset lajit voidaan myös interkaloida sen kerrosten välillä siten, että syntyy interkalointimateriaaleja tai yhdisteitä. Tämä edustaa teknologisemman lähestymistavan käyttöä Al (OH) 3: lle. Sen muut käytöt ovat antasideja.
Toisaalta sitä käytetään raaka-aineena alumiinioksidin saamiseksi, ja sen nanohiukkasia on käytetty katalyyttisenä kantajana.
Rakenne
Kaava ja oktaedri
Kemiallinen kaava Al (OH) 3 osoittaa heti, että suhde Al 3+: OH - on 1: 3; että on olemassa kolme OH - anionien kunkin Al 3+ kationi, joka on sama kuin sanomalla, että kolmasosa sen ioneja vastaavat alumiini. Siten Al 3+ ja OH - vuorovaikutuksessa sähköstaattisesti, kunnes niiden vetovoima-vasteet määrittävät kuusikulmaisen kiteen.
Al 3+: ta ei kuitenkaan välttämättä ympäröi kolme OH - vaan kuusi; siksi puhumme koordinaatioktaaedrista, Al (OH) 6, jossa on kuusi Al-O-vuorovaikutusta. Jokainen oktaedri edustaa yksikköä, jonka kanssa kide on rakennettu, ja monet niistä omaavat kolmikliiniset tai monokliiniset rakenteet.
Alempi kuva edustaa osittain Al (OH) 6- oktaedraa, koska Al 3+: lle (vaaleanruskeat pallot) havaitaan vain neljä vuorovaikutusta.
Gibbsiitin kuusikulmainen kide, alumiinihydroksidimineraali. Lähde: Benjah-bmm27.
Jos tätä rakennetta tarkkaan tarkkaillaan, mikä vastaa mineraaligibbsiitin rakennetta, voidaan nähdä, että valkoiset pallot muodostavat ionikerrosten "pinnat" tai pinnat; nämä ovat OH - ionien vetyatomeja.
Huomaa myös, että on kerros A ja toinen B (tilallisesti ne eivät ole identtisiä), jotka on liitetty toisiinsa vety sidoksilla.
polymorfit
Kerrokset A ja B eivät ole aina kytketty samalla tavalla, aivan kuten niiden fysikaalinen ympäristö tai isäntäionit (suolat) voivat muuttua. Seurauksena Al (OH) 3 -kiteet vaihtelevat neljässä mineralogisessa tai tässä tapauksessa polymorfisessa muodossa.
Alumiinihydroksidilla sanotaan sitten olevan jopa neljä polymorfia: gibbsiitti tai hydrargilliitti (monokliini), bayeriitti (monokliini), doyleiitti (trikliininen) ja nordstrandiitti (trikliini). Näistä polymorfeista gibbsite on vakain ja runsas; loput luokitellaan harvinaisiksi mineraaliksi.
Jos kiteitä havaittaisiin mikroskoopilla, voitaisiin nähdä, että niiden geometria on kuusikulmainen (vaikkakin hieman epäsäännöllinen). PH: lla on tärkeä rooli tällaisten kiteiden kasvussa ja tuloksena olevassa rakenteessa; ts. antamalla pH: n, voidaan muodostaa yksi tai toinen polymorfi.
Esimerkiksi, jos elatusaineen, jossa Al (OH) 3 saostuu, pH on alhaisempi kuin 5,8, muodostuu gibbsite; kun taas, jos pH on korkeampi kuin tämä arvo, muodostuu bayeriitti.
Perusteellisemmissa väliaineissa pohjoismaisilla ja doyleiittikiteillä on taipumus muodostua. Siksi, että se on yleisin gibbsite, se on tosiasia, joka heijastaa sen sääolosuhteiden happamuutta.
ominaisuudet
Fyysinen ulkonäkö
Valkoinen kiinteä aine, jota voi olla eri muodoissa: rakeinen tai jauhe ja ulkonäöltään amorfinen.
Moolimassa
78,00 g / mol
Tiheys
2,42 g / ml
Sulamispiste
300 ° C. Sillä ei ole kiehumispistettä, koska hydroksidi menettää vettä muuntuakseen alumiinioksidiksi tai alumiinioksidiksi, Al 2 O 3.
Vesiliukoisuus
1,10 - 4 g / 100 ml. Sen liukoisuus kuitenkin kasvaa lisäämällä hapot (H 3 O +) tai emäkset (OH -).
Liukoisuus tuote
K sp = 3 10-34
Tämä erittäin pieni arvo tarkoittaa, että vain pieni osa liukenee veteen:
Al (OH) 3 (s) <=> Al 3+ (aq) + 3OH - (aq)
Ja itse asiassa tämä vähäinen liukoisuus tekee siitä hyvän happamuus neutralisoija, koska se ei tee emäksiseksi mahalaukun ympäristöä liikaa, koska se ei vapauta lähes OH - ioneja.
Amphotericism
Al (OH) 3: lle on ominaista amfoteerinen luonne; eli se voi reagoida tai käyttäytyä ikään kuin se olisi happo tai emäs.
Esimerkiksi, se reagoi H 3 O + -ionien kanssa (jos väliaine on vesipitoinen) muodostaen kompleksi vesipitoinen 3+; joka puolestaan hydrolysoidaan väliaineen happamaksi tekemiseksi, siksi Al 3+ on happo-ioni:
AI (OH) 3 (s) + 3H 3 O + (aq) => 3+ (aq)
3+ (aq) + H 2 O (l) <=> 2+ (aq) + H 3 O + (aq)
Kun tämä tapahtuu, on sanottu, että AI (OH) 3 käyttäytyy kuten emäksen, koska se reagoi H 3 O +. Toisaalta, se voi reagoida OH -, käyttäytyvät kuin happoa:
AI (OH) 3 (s) + OH - (aq) => AI (OH) 4 - (aq)
Tässä reaktiossa valkoinen sakka Al (OH) 3 liukenee ennen ylimääräisen OH - ionien; Tämä ei ole sama muiden hydroksidien, kuten magnesiumin, Mg (OH) 2: n kanssa.
Al (OH) 4 -, aluminaatti-ioni, voidaan ilmentää tarkoituksenmukaisesti: -, korostetaan koordinoituja 6 Al 3+ kationi (oktaedrin).
Tämä ioni voi jatkaa reagointia enemmän OH: n kanssa - kunnes koordinaatio-oktaedri: 3, joka on nimeltään heksahydroksoaluminaatti-ioni, on valmis.
nimistö
Nimi ”alumiinihydroksidi”, johon tähän yhdisteeseen on viitattu useimmiten, vastaa nimikettä, jota säätelee osakekanta. (III) jätetään sen lopussa pois, koska alumiinin hapetustila on +3 kaikissa sen yhdisteissä.
Kaksi muuta mahdollista nimeä, jotka viittaavat Al (OH) 3: een, ovat: alumiinitrihydroksidi systemaattisen nimikkeistön ja kreikkalaisten numerojärjestysten mukaisesti; ja alumiinihydroksidi, päättyen loppuliitteeseen –ico, koska sillä on yksi hapetustila.
Vaikka kemian alalla Al (OH) 3: n nimikkeistö ei sisällä haasteita tai sekaannusta, sen ulkopuolella se yleensä sekoittuu epäselvyyksiin.
Esimerkiksi mineraaligibbiitti on yksi Al (OH) 3: n luonnollisista polymorfeista, joka tunnetaan myös nimellä y-Al (OH) 3 tai a-Al (OH) 3. Α-Al (OH) 3 voi kuitenkin kristallografisen nimikkeistön mukaan myös vastata mineraalibayeriittiä tai P-Al (OH) 3: ta. Samaan aikaan polymorfit nordstrandiitti ja doyleiitti nimitetään usein yksinkertaisesti Al (OH) 3: ksi.
Seuraava luettelo antaa selkeän selvityksen juuri selitetystä:
-Gibbsite: (y tai a) -Al (OH) 3
-Bayeriitti: (a tai p) -Al (OH) 3
-Nordstrandiitti: Al (OH) 3
-Doyleiitti: Al (OH) 3
Sovellukset
Raaka materiaali
Alumiinihydroksidin välitön käyttö on raaka-aine alumiinioksidin tai muiden epäorgaanisten tai orgaanisten alumiiniyhdisteiden tuotannossa; esimerkiksi: AICI 3, Al (NO 3) 3, AlF 3 tai NaAl (OH) 4.
Katalyyttiset tuet
Al (OH) 3- nanohiukkaset voivat toimia katalyyttisinä kantajina; ts. katalyytti sitoutuu niihin pysyäkseen kiinnittyneinä pintaansa, missä kemialliset reaktiot kiihtyvät.
Interkalointiyhdisteet
Rakenteita koskevassa osassa selitettiin, että Al (OH) 3 koostuu kerroksista tai levyistä A ja B, jotka on kytketty määrittämään kide. Sen sisällä on pieniä oktaedrisiä tiloja tai reikiä, jotka voivat olla muiden ionien, metallisten tai orgaanisten tai neutraalien molekyylien vieressä.
Kun Al (OH) 3 -kiteitä, joilla on nämä rakenteelliset modifikaatiot, syntetisoidaan, sanotaan, että interkalointiyhdiste on valmisteilla; ts. ne interkaloivat tai lisäävät kemiallisia lajeja levyjen A ja B väliin. Näin toimimalla syntyy uusia hydroksidista valmistettuja materiaaleja.
Tulenkestävä
Al (OH) 3 on hyvä palonestoaine, jota voidaan käyttää täyteaineena monille polymeerimatriiseille. Tämä johtuu siitä, että se imee lämpöä vesihöyryn vapauttamiseksi, samoin kuin Mg (OH) 2 tai brusiitti.
lääke-
Al (OH) 3 on myös happamuuden neutraloija, joka reagoi HCl: n kanssa mahalaukun eritteissä; taas, samoin kuin Mg (OH) 2 magnesiummaidossa.
Molemmat hydroksidit voidaan itse asiassa sekoittaa erilaisiin antasideihin, joita käytetään lievittämään gastriitista tai mahahaavasta kärsivien ihmisten oireita.
adsorbentti
Kuumennettaessa sulamispisteen alapuolelle, alumiinihydroksidi muuttuu aktiiviseksi alumiinioksidiksi (samoin kuin aktiivihiileksi). Tätä kiinteää ainetta käytetään adsorbenttina ei-toivotuille molekyyleille, olivatpa ne väriaineita, epäpuhtauksia tai saastuttavia kaasuja.
riskit
Alumiinihydroksidin aiheuttamat vaarat eivät johdu siitä kiinteänä aineena, vaan lääkkeenä. Sen varastointiin ei tarvita protokollia tai määräyksiä, koska se ei reagoi voimakkaasti hapettavien aineiden kanssa eikä se ole palava.
Epätoivottuja sivuvaikutuksia, kuten ummetus ja fosfaatin estäminen suolistossa, voi esiintyä, kun niitä otetaan apteekkiin antasideissa. Lisäksi, ja vaikka siitä ei ole tutkimuksia, se on liitetty neurologisiin häiriöihin, kuten Alzheimerin tauti.
Viitteet
- Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Alumiinihydroksidi. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
- Kansallinen bioteknologiatietokeskus. (2019). Alumiinihydroksidi. PubChem-tietokanta. CID = 10176082. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Danielle Reid. (2019). Alumiinihydroksidi: Kaava ja sivuvaikutukset. Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
- Robert Schoen ja Charles E. Roberson. (1970). Alumiinihydroksidin rakenteet ja geokemialliset vaikutukset. The American Mineralogist, osa 55.
- Vitaly P. Isupov & col. (2000). Alumiinihydroksidin interkalointiyhdisteiden synteesi, rakenne, ominaisuudet ja käyttö. Kemia kestävään kehitykseen 8,121-127.
- Huumeita. (24. maaliskuuta 2019). Alumiinihydroksidin sivuvaikutukset. Palautettu osoitteesta drugs.com