Aluminium hydroxidestructuur, eigenschappen, gebruik, risico's

Hij aluminiumhydroxide Het is een anorganische verbinding waarvan de chemische formule is op (OH)₃. In tegenstelling tot andere metaalhydroxiden, is het een amfotero, in staat om te reageren of zich te gedragen als een zuur of een basis, afhankelijk van het medium. Het is een vrij onoplosbare witte vaste stof in water, dus het vindt gebruik als een onderdeel van antacida.

Zoals de MG (OH)₂ of de Brucita, waarmee het bepaalde chemische en fysische kenmerken deelt, lijkt puur een amorfe en glans vast; Maar wanneer kristalliseert met sommige onzuiverheden verkrijgt kristallijne vormen alsof ze parels zijn. Onder deze mineralen, natuurlijke bronnen van Al (OH)₃, is de Gibbsita.

Special Gibbsita Crystal. Bron: Rob Lavinsky, irocks.com-cc-by-sa-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]

Naast de Gibbsite zijn ook de Bayerite-, Nordstrandite- en Doleyíta -mineralen, die de vier aluminiumhydroxidepolymorfen vormen. Structureel lijken ze erg op elkaar, onderscheiden elkaar op de manier in de manier waarop de lagen of ionenbladen zich bevinden of gekoppeld zijn, evenals het type onzuiverheden.

Door de pH- en syntheseparameters te beheersen, kan elk van deze polymorfen worden bereid. Evenzo kunnen sommige chemische soorten van belang worden afgewisseld tussen hun lagen, zodat materialen of verbindingen van afgewisseld worden gemaakt. Dit vertegenwoordigt het gebruik van meer technologische benadering van Al (OH)₃. Zijn andere toepassingen zijn als antacida.

Aan de andere kant wordt het gebruikt als grondstof om aluminiumoxide te verkrijgen, en de nanodeeltjes zijn gebruikt als katalytische ondersteuning.

[TOC]

Structuur

Formule en octaedro

De chemische formule bij (OH)₃ geeft eenmaal de relatie aan met³⁺: Oh^- Het is 1: 3; dat wil zeggen, er zijn drie anionen oh^- voor elk kation tot³⁺, Dat is hetzelfde als zeggen dat het derde deel van zijn ionen overeenkomt met aluminium. Dus Al³⁺ en oh^- Ze interageren elektrostatisch totdat hun attracties-repulsies een zeshoekig kristal definiëren.

Echter³⁺ Het is niet noodzakelijkerwijs omgeven door drie oh^- maar zes; Daarom is er sprake van een coördinatie octaëder, op (OH)₆, waarin er zes interacties zijn al-o. Elke octaëder vertegenwoordigt een eenheid waarmee het glas is gebouwd, en een aantal van hen hanteert triclinische of monoklinische structuren.

De lagere afbeelding vertegenwoordigt gedeeltelijk de octaëder tot (oh)₆, Omdat slechts vier interacties worden waargenomen³⁺ (lichtbruine bollen).

Gibbsite zeshoekig glas, een aluminium hydroxide mineraal. Bron: Benjah-bmm27 [Public Domain].

Als deze structuur zorgvuldig wordt waargenomen, wat overeenkomt met die van het Gibbsite -mineraal, kan worden overwogen dat de witte bollen de "gezichten" of oppervlakken van de ionenlagen integreren; Dit zijn de waterstofatomen van OH -ionen^-.

Kan u van dienst zijn: HUREN HALOGENUROS: Eigenschappen, verkrijgen, voorbeelden

Merk op dat er een laag A en een andere B is (ruimtelijk zijn niet identiek), samen met elkaar door waterstofbruggen.

Polymorfen

Lagen A en B worden niet altijd op dezelfde manier gekoppeld, evenals hun fysieke omgevingen of gastionen (zouten) kunnen veranderen. Bijgevolg, de kristallen van Al (OH)₃ Ze variëren in vier mineralogische vormen of, in dit geval, polymorf.

Er wordt dan gezegd dat aluminiumhydroxide maximaal vier polymorfen heeft: gibbsite of hydragiliet (monoklinisch), bayerite (monoklinisch), Doyleíta (tricycling) en Nordstrandite (trichlinic) (trichlinic). Van deze polymorfen is Gibbsita de meest stabiele en overvloedige; De anderen zijn geclassificeerd als zeldzame mineralen.

Als de kristallen bij de microscoop zouden worden waargenomen, zou blijken dat hun geometrie zeshoekig is (hoewel enigszins onregelmatig). De pH speelt een belangrijke rol in de groei van dergelijke kristallen en de resulterende structuur; dat wil zeggen, gegeven een pH die een polymorf of andere kan vormen.

Als het medium bijvoorbeeld waar de AL (OH) neerslaat₃ Het heeft een pH minder dan 5,8 Gibbsita wordt gevormd; Terwijl als de pH groter is dan deze waarde, de Bayerita wordt gevormd.

In meer basismedia hebben de Nordstrandita en Doyleíta -kristallen de neiging om te vormen. Als de meest voorkomende Gibbsite is dus een feit dat de zuurgraad van zijn verweringsomgevingen weerspiegelt.

Eigenschappen

Fysiek uiterlijk

Witte vaste stof die in verschillende formaten kan komen: gegranuleerd of poeder en amorf uiterlijk.

Molaire massa

78.00 g/mol

Dikte

2.42 g/ml

Smeltpunt

300 ° C. Het heeft geen kookpunt omdat hydroxide water verliest om te transformeren in aluminiumoxide of aluminiumoxide, naar₂OF₃.

Oplosbaarheid in water

1 · 10^-4 G/100 ml. De oplosbaarheid ervan neemt echter toe met de toevoeging van zuren (h₃OF⁺) of alkalis (oh^-)).

Oplosbaarheidsproduct

K_SP = 3 · 10⁻³⁴

Deze kleine waarde betekent dat slechts een klein deel oplost in water:

AL (oh)₃(zout³⁺(AC) +3OH^-(AC)

En in feite maakt deze verachtelijke oplosbaarheid het een goede neutralizer van zuurgraad, omdat het de maagomgeving niet te veel baseert omdat het niet bijna ionen vrijgeeft oh^-.

Anfoterisme

De al (oh)₃ Het wordt gekenmerkt door zijn amfoter -personage; dat wil zeggen, het kan reageren of zich gedragen alsof het een zuur of een basis is.

Reacteer bijvoorbeeld met H -ionen₃OF⁺ (Als het medium waterig is) om de complexe acuo te vormen [naar (oh₂))₆]³⁺; die op zijn beurt wordt gehydrolyseerd om de omgeving te verzuren, daarom de AL³⁺ een zuurionen:

Kan u van dienst zijn: Cannizzaro -reactie: kenmerken, mechanismen, voorbeelden

AL (oh)₃(s) +3H₃OF⁺(ac) => [al (oh₂))₆]³⁺(AC)

[Al (oh₂))₆]³⁺(AC) +H₂Of (l) [al (oh₂))₅(Oh)]²⁺(AC)+H₃OF⁺(AC)

Wanneer dit gebeurt, wordt gezegd dat Al (oh)₃ Het gedraagt ​​zich als een basis, omdat het reageert met h₃OF⁺. Aan de andere kant kun je reageren met de OH^-, Gedragen als een zuur:

AL (oh)₃(s) +oh^-(AC) => ah (oh)₄^-(AC)

In deze reactie het witte neerslag van Al (OH)₃ Het lost op tot het overtollige ionen oh oh^-; Feit dat niet hetzelfde gebeurt met andere hydroxiden, zoals magnesium, mg (oh)₂.

De al (oh)₄^-, aluminaat ion, het kan beter worden uitgedrukt als: [al (oh₂))₂(OH)₄]^-, het coördinatienummer van 6 voor kationen benadrukken³⁺ (De octaedro).

Deze ion kan blijven reageren met meer oh^- Tot de coördinatie octaëder: [al (oh)₆]^3-, genaamd hexahidroxoaluminaat ion.

Nomenclatuur

De naam 'aluminiumhydroxide', die het meest naar deze verbinding heeft verwezen, komt overeen met de geregeerde door de aandelennomenclatuur. De (iii) wordt weggelaten aan het einde ervan, omdat de aluminium oxidatiestatus +3 is in al zijn verbindingen.

De andere twee mogelijke namen om naar Al (OH) te verwijzen₃ Ze zijn: aluminium trihydroxide, volgens de systematische nomenclatuur en het gebruik van Griekse teller; en aluminiumhydroxide, eindigend met het achtervoegsel -ICO voor het hebben van een enkele oxidatietoestand.

Hoewel in chemisch veld de nomenclatuur van AL (OH)₃ Het vertegenwoordigt geen enkele uitdaging of verwarring, daarbuiten wordt meestal gemengd met dubbelzinnigheden.

Gibbsita Mineral is bijvoorbeeld een van de natuurlijke polymorfen van AL (OH)₃, Waarop ze ook noemen als γ-al (oh)₃ of α-Al (OH)₃. Α-al (oh) echter₃ Het kan ook overeenkomen met het Bayerita Mineral of β-Al (OH)₃, Volgens de kristallografische nomenclatuur. Ondertussen worden Nordstrandita en Doyleita Polymorfen meestal eenvoudig aangeduid als (OH)₃.

De volgende lijst vat de nieuw uitgelegd duidelijk samen:

-Gibbsita: (γ of α) -al (OH)₃

-Bayerita: (α of β) -al (oh)₃

-Nordstrandita: Al (OH)₃

-Doyleita: Al (OH)₃

Toepassingen

Grondstof

Het onmiddellijke gebruik voor aluminiumhydroxide is zo grondstof voor de productie van aluminiumoxide of andere verbindingen, anorganisch of organisch, aluminium; Bijvoorbeeld: alcl₃, Door niet₃))₃, Alf₃ of Naal (oh)₄.

Katalytische steunen

AL (OH) nanodeeltjes₃ Ze kunnen fungeren als katalytische steunen; dat wil zeggen, de katalysator vergezelt hen om op hun oppervlak te worden gefixeerd, waar chemische reacties worden versneld.

Kan u van dienst zijn: Synthesereactie: typen, factoren, voorbeelden

Internationale verbindingen

In de sectie Structuur werd uitgelegd dat de AL (OH)₃ Het bestaat uit lagen of vellen A en B, gekoppeld om een ​​kristal te definiëren. Daarin zijn er kleine octaëdrische ruimtes of holtes die kunnen worden bezet door andere ionen, metalen of organische, of neutrale moleculen.

Wanneer kristallen worden gesynthetiseerd uit (oh)₃ Met deze structurele modificaties wordt gezegd dat een samenstelling van intercalatie wordt voorbereid; dat wil zeggen, afgewisseld of gezet chemische soorten tussen vellen A en B. Daarbij ontstaan ​​nieuwe materialen die zijn vervaardigd uit deze hydroxide.

Brandweer

De al (oh)₃ Het is een goede brandweergave die toepassing vindt als vulmateriaal van veel polymere matrices. Dit komt omdat het warmte absorbeert om waterdamp los te maken, zoals de Mg (OH) doet₂ of de Brucita.

Geneeskrachtig

De al (oh)₃ Het is ook een neutraliserende zuurgraad, die reageert met de HCL van maagafscheidingen; Nogmaals, vergelijkbaar met hoe het gebeurt met de mg (oh)₂ van magnesia -melk.

Beide hydroxiden kunnen worden gemengd in verschillende antacida, gebruikt om de symptomen te verlichten van mensen die lijden aan gastritis of maagzweren.

Adsorbens

Wanneer het onder het smeltpunt wordt verwarmd, wordt aluminiumhydroxide omgezet in geactiveerd aluminiumoxide (evenals geactiveerde koolstof). Deze vaste stof wordt gebruikt als een adsorbens van ongewenste moleculen, kleurstoffen, onzuiverheden of vervuilende gassen.

Risico's

De risico's die aluminiumhydroxide kunnen vertegenwoordigen, zijn niet als solide, maar als medicijn. Er zijn geen protocol of voorschriften nodig om het op te slaan, omdat het niet krachtig reageert op oxidatiemiddelen, en het is ook niet ontvlambaar.

Wanneer ingenomen in antacida die worden bereikt bij apotheken, kunnen ongewenste bijwerkingen verschijnen, zoals constipatie en remming van darmfosfaat. Ook, en hoewel er geen studies zijn om het aan te tonen, is het geassocieerd met neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer.

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Hydroxide -aluminium. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
3. Nationaal centrum voor biotechnologie -informatie. (2019). Hydroxide -aluminium. PubChem -database. CID = 10176082. Hersteld van: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
4. Danielle Reid. (2019). Hydroxide -aluminium: formule en bijwerkingen. Studie. Hersteld van: studie.com
5. Robert Schoen & Charles en. Roberson. (1970). Structuren van aluminiumhydroxide en geochemische implicaties. The American Mineralogist, Vol 55.
6. Vitaly P. Isupov & col. (2000). Synthese, structuur, eigenschappen en toepassing van aluminium hydroxide intercalatieverbindingen. Chemie voor duurzame ontwikkeling 8,121-127.
7. Drugs. (24 maart 2019). Aluminium hydroxide bijwerkingen. Hersteld van: drugs.com