- Uzbūve
- Formula un oktaedrs
- Polimorfi
- Īpašības
- Ārējais izskats
- Molārā masa
- Blīvums
- Kušanas punkts
- Šķīdība ūdenī
- Šķīdības produkts
- Amfoterisms
- Nomenklatūra
- Lietojumprogrammas
- Izejviela
- Katalītiskie balsti
- Interkalācijas savienojumi
- Ugunsdrošs
- Zāles
- Adsorbents
- Riski
- Atsauces
Alumīnija hidroksīds ir neorganisks savienojums ar ķīmisko formulu A A (OH) 3 . Atšķirībā no citiem metālu hidroksīdiem, tas ir amfotērisks, atkarībā no barotnes spēj reaģēt vai uzvesties kā skābe vai bāze. Tā ir balta cieta viela, kas diezgan nešķīst ūdenī, tāpēc to izmanto kā antacīdu sastāvdaļu.
Līdzīgi kā Mg (OH) 2 vai brucīts, ar kuru tam ir noteiktas ķīmiskās un fizikālās īpašības, tīrā veidā tas izskatās kā blāvi, amorfs cietviela; bet, kad tas izkristalizējas ar dažiem piemaisījumiem, tas iegūst kristāliskas formas, it kā tās būtu pērles. Starp šiem minerāliem, dabiskiem Al (OH) 3 avotiem , ir gibbsīts.
Īpašais gibbsīta kristāls. Avots: Robs Lavinskis, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0
Papildus gibbsītam ir arī minerāli bayerite, nordstrandite un doleyite, kas veido četrus alumīnija hidroksīda polimorfus. Strukturāli tie ir ļoti līdzīgi viens otram, tikai nedaudz atšķiras tajā, kādā veidā jonu slāņi vai loksnes ir novietotas vai savienotas, kā arī pēc to piemaisījumu veida.
Kontrolējot pH un sintēzes parametrus, var sagatavot jebkuru no šiem polimorfiem. Arī dažas interesējošās ķīmiskās sugas var būt savstarpēji interkalētas starp tās slāņiem, lai veidotos starpkalācijas materiāli vai savienojumi. Tas norāda uz tehnoloģiskākas pieejas izmantošanu Al (OH) 3 . Citi tā lietošanas veidi ir antacīdi.
No otras puses, to izmanto kā izejvielu alumīnija oksīda iegūšanai, un tā nanodaļiņas ir izmantotas kā katalītiskais pamats.
Uzbūve
Formula un oktaedrs
Ķīmiskā formula Al (OH) 3 uzreiz norāda, ka attiecība Al 3+ : OH - ir 1: 3; tas ir, katram Al 3+ katjonam ir trīs OH - anjoni , tas ir tas pats, kas teikt, ka trešdaļa tā jonu atbilst alumīnijam. Tādējādi, Al 3+ un OH - mijiedarbojas elektrostatiski līdz piesaistīšanu-atgrūšanos definēt sešstūra kristāla.
Tomēr Al 3+ ne vienmēr ieskauj trīs OH - bet gan seši; tāpēc mēs runājam par koordinācijas oktaedru Al (OH) 6 , kurā ir seši Al-O mijiedarbības veidi. Katrs oktaedrs attēlo vienību, ar kuru kristāls tiek veidots, un virknei no tām ir trīsdimensionāla vai monokliniska struktūra.
Apakšējais attēls daļēji attēlo Al (OH) 6 oktaedru , jo Al 3+ (gaiši brūnas sfēras) tiek novērotas tikai četras mijiedarbības .
Gibbsīta sešstūra kristāls, alumīnija hidroksīda minerāls. Avots: Benjah-bmm27.
Ja šī struktūra, kas atbilst minerālu gibbsīta struktūrai, tiek rūpīgi novērota, var redzēt, ka baltas sfēras veido jonu slāņu "sejas" vai virsmas; tie ir ūdeņraža atomi no OH - joni .
Ņemiet vērā arī to, ka ir slānis A un cits B (telpiski tie nav identiski), kas savienoti kopā ar ūdeņraža saitēm.
Polimorfi
Slāņi A un B ne vienmēr tiek savienoti vienādi, tāpat kā mainās to fiziskā vide vai saimnieka joni (sāļi). Līdz ar to Al (OH) 3 kristāli atšķiras četrās mineraloģiskās vai šajā gadījumā polimorfās formās.
Tad tiek apgalvots, ka alumīnija hidroksīdam ir līdz četriem polimorfiem: gibbsīts vai hidrargillīts (monoklinika), bajerīts (monoklīnika), doilīts (triklīnika) un nordstrandīts (triklīnika). No šiem polimorfiem gibbsīts ir visstabilākais un bagātīgākais; pārējie tiek klasificēti kā reti sastopami minerāli.
Ja kristāli tiktu novēroti mikroskopā, būtu redzams, ka to ģeometrija ir sešstūraina (lai arī nedaudz neregulāra). PH ir nozīmīga loma šādu kristālu augšanā un rezultātā iegūtajā struktūrā; tas ir, ņemot vērā pH, var veidoties viens vai otrs polimorfs.
Piemēram, ja barotnes, kurā nogulsnējas Al (OH) 3, pH ir zemāks par 5,8, veidojas gibbsīts; tā kā, ja pH ir augstāks par šo vērtību, veidojas bayerīts.
Pamatvides apstākļos mēdz veidoties nordstrandīta un doileīta kristāli. Tā kā tas ir visbagātīgākais gibbsīts, tas ir fakts, kas atspoguļo tās laika apstākļu skābumu.
Īpašības
Ārējais izskats
Balta cieta viela, kas var būt dažādos formātos: granulēta vai pulvera formā, un pēc izskata ir amorfa.
Molārā masa
78,00 g / mol
Blīvums
2,42 g / ml
Kušanas punkts
300 ° C. Tam nav viršanas temperatūras, jo hidroksīds zaudē ūdeni, lai pārvērstos alumīnija oksīdā vai alumīnija oksīdā Al 2 O 3 .
Šķīdība ūdenī
1 · 10 -4 g / 100 ml. Tomēr tā šķīdība palielinās, pievienojot skābes (H 3 O + ) vai sārmus (OH - ).
Šķīdības produkts
K sp = 3 10 −34
Šī ļoti mazā vērtība nozīmē, ka ūdenī izšķīst tikai niecīga porcija:
Al (OH) 3 (s) <=> Al 3+ (aq) + 3OH - (aq)
Un patiesībā tas nenozīmīgs šķīdība padara to par labu skābuma neitralizētājs, jo tas nav basify kuņģa vide ir pārāk daudz, jo tas neatbrīvo gandrīz OH - joni .
Amfoterisms
Al (OH) 3 raksturo amfoteriskais raksturs; tas ir, tas var reaģēt vai izturēties tā, it kā tā būtu skābe vai bāze.
Piemēram, tas reaģē ar H 3 O + joniem (ja barotne ir ūdens), veidojot kompleksu ūdens 3+ ; kas, savukārt, tiek hidrolizēts, lai paskābinātu barotni, tāpēc Al 3+ ir skābes jons:
Al (OH) 3 (s) + 3H 3 O + (aq) => 3+ (aq)
3+ (aq) + H 2 O (l) <=> 2+ (aq) + H 3 O + (aq)
Kad tas notiek, tiek teikts, ka Al (OH) 3 uzvedas kā bāze, jo tas reaģē ar H 3 O + . No otras puses, tas var reaģēt ar OH - , izturoties kā skābe:
Al (OH) 3 (s) + OH - (aq) => Al (OH) 4 - (aq)
Šajā reakcijā, baltā nogulsnes Al (OH) 3 izšķīst pirms pārsniedz OH - joni ; Tas nav vienāds ar citiem hidroksīdiem, piemēram, magniju, Mg (OH) 2 .
Al (OH) 4 - alumināta jonu var precīzāk izteikt šādi: - izceļot Al 3+ katjona (oktaedra) koordinācijas numuru 6 .
Šis jons var turpināt reaģēt ar vairāk OH - līdz tiek pabeigts koordinācijas oktaedrs: 3- , ko sauc par heksahidroksoalumināta jonu.
Nomenklatūra
Nosaukums “alumīnija hidroksīds”, uz kuru visbiežāk atsaucas šis savienojums, atbilst nosaukumam, ko regulē krājumu nomenklatūra. (III) tā beigās ir izlaists, jo alumīnija oksidācijas stāvoklis visiem tā savienojumiem ir +3.
Pārējie divi iespējamie nosaukumi, kas attiecas uz Al (OH) 3, ir: alumīnija trihidroksīds saskaņā ar sistemātisko nomenklatūru un grieķu skaitītāju prefiksu izmantošanu; un alumīnija hidroksīds, beidzoties ar piedēkli –ico, jo tam ir viens oksidācijas stāvoklis.
Lai arī ķīmiskajā jomā Al (OH) 3 nomenklatūra neizraisa nekādu izaicinājumu vai neskaidrību, ārpus tā to mēdz sajaukt ar neskaidrībām.
Piemēram, minerālu gibbsīts ir viens no dabiskajiem Al (OH) 3 polimorfiem , kas pazīstams arī kā γ-Al (OH) 3 vai α-Al (OH) 3 . Tomēr α-Al (OH) 3 var atbilst arī minerālvielu bayerītam vai β-Al (OH) 3 saskaņā ar kristalogrāfisko nomenklatūru. Tikmēr polimorfus nordstrandīts un doilīts bieži apzīmē vienkārši kā Al (OH) 3 .
Šajā sarakstā skaidri apkopots nupat paskaidrotais:
-Gibbsite: (γ vai α) -Al (OH) 3
-Bajerīts: (α vai β) -Al (OH) 3
-Nordstrandīts: Al (OH) 3
-Doileīts: Al (OH) 3
Lietojumprogrammas
Izejviela
Tūlītēja alumīnija hidroksīda izmantošana ir izejviela alumīnija oksīda vai citu alumīnija neorganisko vai organisko savienojumu ražošanai; piemēram: ALCL 3 , Al (NO 3 ) 3 , AlF 3 vai NaAl (OH) 4 .
Katalītiskie balsti
Al (OH) 3 nanodaļiņas var darboties kā katalītiskie balsti; tas ir, katalizators saistās ar tiem, lai paliktu fiksēti uz to virsmas, kur paātrina ķīmiskās reakcijas.
Interkalācijas savienojumi
Sadaļā par struktūrām tika paskaidrots, ka Al (OH) 3 sastāv no slāņiem vai loksnēm A un B, kas savienotas, lai noteiktu kristālu. Tā iekšpusē ir mazas oktaedriskas telpas vai caurumi, ko var aizņemt citi joni, metāliskas vai organiskas, vai neitrālas molekulas.
Kad tiek sintezēti Al (OH) 3 kristāli ar šīm strukturālajām modifikācijām, tiek teikts, ka tiek gatavots starpkalācijas savienojums; tas ir, tie interkalē vai ievieto ķīmiskās sugas starp A un B loksnēm. To darot, rodas jauni materiāli, kas izgatavoti no šīs hidroksīda.
Ugunsdrošs
Al (OH) 3 ir labs antipirēns, kuru var izmantot kā pildvielu daudzām polimēru matricām. Tas ir tāpēc, ka tas absorbē siltumu, lai atbrīvotu ūdens tvaikus, tāpat kā Mg (OH) 2 vai brucīts.
Zāles
Al (OH) 3 ir arī skābuma neitralizators, reaģējot ar HCl kuņģa sekrēcijās; atkal, līdzīgi kā Mg (OH) 2 magnēzija pienā.
Abus hidroksīdus faktiski var sajaukt dažādos antacīdos, tos lieto simptomu atvieglošanai cilvēkiem, kuri cieš no gastrīta vai kuņģa čūlas.
Adsorbents
Sildot zem tā kušanas temperatūras, alumīnija hidroksīds pārvēršas par aktivētu alumīnija oksīdu (kā arī par aktīvo ogli). Šī cietā viela tiek izmantota kā adsorbents nevēlamām molekulām, neatkarīgi no tā, vai tās ir krāsvielas, piemaisījumi vai piesārņojošas gāzes.
Riski
Risks, ko var radīt alumīnija hidroksīds, nav saistīts ar to kā cietu vielu, bet kā par zālēm. Lai to uzglabātu, nav nepieciešami nekādi protokoli vai noteikumi, jo tas nereaģē intensīvi ar oksidētājiem un nav viegli uzliesmojošs.
Lietojot aptiekā antacīdus, var rasties tādas nevēlamas blakusparādības kā aizcietējums un fosfāta kavēšana zarnās. Turklāt, un, kaut arī nav pētījumu, kas to pierādītu, tas ir bijis saistīts ar neiroloģiskiem traucējumiem, piemēram, Alcheimera slimību.
Atsauces
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (Ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019. gads). Alumīnija hidroksīds. Atgūts no: en.wikipedia.org
- Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. (2019. gads). Alumīnija hidroksīds. PubChem datu bāze. CID = 10176082. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Danielle Reid. (2019. gads). Alumīnija hidroksīds: formula un blakusparādības. Pētījums. Atgūts no: study.com
- Roberts Šīens un Čārlzs E. Robersons. (1970). Alumīnija hidroksīda struktūras un ģeoķīmiskās sekas. Amerikāņu mineralogists, Vol. 55.
- Vitālijs P. Isupovs & kol. (2000). Alumīnija hidroksīda starpkalācijas savienojumu sintēze, struktūra, īpašības un pielietojums. Ķīmija ilgtspējīgai attīstībai 8,121–127.
- Narkotikas. (2019. gada 24. marts). Alumīnija hidroksīda blakusparādības. Atgūts no: drugs.com