- štruktúra
- Vzorec a oktaedron
- polymorfov
- vlastnosti
- Fyzický vzhľad
- Molárna hmota
- Hustota
- Bod topenia
- Rozpustnosť vo vode
- Produkt rozpustnosti
- Amphotericism
- názvoslovie
- aplikácia
- Surový materiál
- Katalytické nosiče
- Interkalačné zlúčeniny
- Spomaľovač horenia
- liečivý
- adsorbent
- riziká
- Referencie
Hydroxid hlinitý je anorganická zlúčenina s chemickým vzorcom A a (OH) 3 . Na rozdiel od iných hydroxidov kovov je to amfotérny, schopný reagovať alebo sa správať ako kyselina alebo zásada, v závislosti od média. Je to biela tuhá látka, ktorá je celkom nerozpustná vo vode, a preto ju používa ako zložka antacíd.
Rovnako ako Mg (OH) 2 alebo brucit, s ktorým má určité chemické a fyzikálne vlastnosti, vyzerá v čistej forme ako matná, amorfná tuhá látka; ale keď kryštalizuje s niektorými nečistotami, získa kryštalické formy, akoby boli perlami. Spomedzi týchto minerálov je prírodným zdrojom Al (OH) 3 gibsite.
Špeciálny kryštál gibbsite. Zdroj: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0
Okrem gibsite existujú aj minerály bayerit, nordstrandit a doleyit, ktoré tvoria štyri polymorfy hydroxidu hlinitého. Štruktúry sú si navzájom veľmi podobné a líšia sa len nepatrne v spôsobe, akým sú vrstvy alebo vrstvy iónov umiestnené alebo spojené, ako aj v type obsiahnutých nečistôt.
Kontrolou pH a syntetických parametrov je možné pripraviť ktorúkoľvek z týchto polymorfov. Niektoré chemické druhy, ktoré sú predmetom záujmu, môžu byť tiež interkalované medzi svojimi vrstvami, takže sa vytvoria interkalačné materiály alebo zlúčeniny. To predstavuje použitie technologickejšieho prístupu pre Al (OH) 3 . Jeho ďalšie použitia sú ako antacidá.
Na druhej strane sa používa ako surovina na získanie oxidu hlinitého a jej nanočastice sa použili ako katalytický nosič.
štruktúra
Vzorec a oktaedron
Chemický vzorec Al (OH) 3 naznačuje, že pomer Al3 + : OH - je 1: 3; to znamená, že pre každý katión Al3 + existujú tri OH - anióny , čo je rovnaké ako tvrdenie, že jedna tretina jeho iónov zodpovedá hliníku. Al 3+ a OH - teda interagujú elektrostaticky, až kým ich príťažlivé odrazy nedefinujú hexagonálny kryštál.
Avšak Al 3+ nemusí byť nevyhnutne obklopený tromi OH - ale šiestimi; preto hovoríme o koordinačnom oktaedrone, Al (OH) 6 , v ktorom existuje šesť interakcií Al-O. Každý oktaedron predstavuje jednotku, s ktorou je kryštál postavený, a mnoho z nich prijíma triklinické alebo monoklinické štruktúry.
Dolný obrázok čiastočne predstavuje Al (OH) 6 oktaedru , pretože pre Al 3+ (svetlo hnedé gule) sú pozorované iba štyri interakcie .
Šesťuholníkový kryštál gibbsitu, minerál hydroxidu hlinitého. Zdroj: Benjah-bmm27.
Ak sa táto štruktúra pozorne sleduje, čo zodpovedá štruktúre minerálneho gibbsitu, bude možné vidieť, že biele gule integrujú „tváre“ alebo povrchy iónových vrstiev; toto sú atómy vodíka OH - iónov .
Všimnite si tiež, že existuje vrstva A a ďalšia B (priestorovo nie sú totožné), spojené vodíkovými väzbami.
polymorfov
Vrstvy A a B nie sú vždy spojené rovnakým spôsobom, rovnako ako sa môže meniť ich fyzikálne prostredie alebo hostiteľské ióny (soli). Kryštály Al (OH) 3 sa preto líšia v štyroch mineralogických alebo v tomto prípade polymorfných formách.
Potom sa uvádza, že hydroxid hlinitý má až štyri polymorfy: gibbsit alebo hydrargilit (monoklinický), bayerit (monoklinický), doyleit (triklinický) a nordstrandit (triklinický). Z týchto polymorfov je gibbsit najstabilnejší a najhojnejší; ostatné sú klasifikované ako vzácne minerály.
Keby sa kryštály pozorovali pod mikroskopom, bolo by zrejmé, že ich geometria je hexagonálna (hoci trochu nepravidelná). PH hrá dôležitú úlohu v raste takýchto kryštálov a na výslednej štruktúre; to znamená, že pri pH sa môže vytvoriť jeden alebo druhý polymorf.
Napríklad, ak médium, v ktorom precipituje Al (OH) 3, má pH nižšie ako 5,8, vytvorí sa gibbsit; zatiaľ čo ak je pH vyššie ako táto hodnota, vytvára sa bayerit.
Vo viac základných médiách majú tendenciu sa tvoriť kryštály nordstranditu a doyleitu. Preto je to najobvyklejší gibsite, čo odráža kyslosť jeho zvetraných prostredí.
vlastnosti
Fyzický vzhľad
Biela tuhá látka, ktorá môže mať rôzne formáty: zrnitý alebo práškový a má amorfný vzhľad.
Molárna hmota
78,00 g / mol
Hustota
2,42 g / ml
Bod topenia
300 ° C To nemá bod varu, pretože hydroxid stráca vodu premeniť oxid hlinitý alebo oxid hlinitý, Al 2 O 3 .
Rozpustnosť vo vode
1,10 - 4 g / 100 ml. Avšak, jeho rozpustnosť rastie s prídavkom kyseliny (H 3 O + ) alebo alkálií (OH - ).
Produkt rozpustnosti
K sp = 3 10 -34
Táto veľmi nízka hodnota znamená, že sa vo vode rozpustí iba nepatrná dávka:
Al (OH) 3 (s) <=> Al 3+ (aq) + 3OH - (aq)
V skutočnosti táto zanedbateľná rozpustnosť z neho robí dobrý neutralizátor kyslosti, pretože príliš neosiluje žalúdočné prostredie, pretože neuvoľňuje takmer OH - ióny .
Amphotericism
Al (OH) 3 je charakterizovaný svojím amfotérnym charakterom; to znamená, že môže reagovať alebo sa správať, akoby to bola kyselina alebo zásada.
Napríklad, reaguje s H 3 O + ióny (v prípade, že médium je vodný roztok) za vzniku komplexu vodný 3+ ; ktorý je zase hydrolyzovaný na okyslenie média, preto je Al 3+ kyslý ión:
AI (OH) 3 (s) + 3 H 3 O + (aq) => 3+ (aq)
3+ (aq) + H 2 O (l) <=> 2+ (aq) + H 3 O + (aq)
Keď sa to stane, sa hovorí, že AI (OH) 3 sa chová ako báza, pretože reaguje s H 3 O + . Na druhej strane môže reagovať s OH - správajúc sa ako kyselina:
Al (OH) 3 (s) + OH - (aq) => Al (OH) 4 - (aq)
Pri tejto reakcii sa biela zrazenina AI (OH) 3 sa rozpustí pred prebytku OH - iónov ; To nie je to isté s inými hydroxidmi, ako je horčík, Mg (OH) 2 .
Al (OH) 4 - , hlinitanový ión, sa môže vhodnejšie vyjadriť ako: - , pričom sa u katiónu Al 3+ (oktaedron) zvýrazní koordinačné číslo 6 ;
Tento ión môže naďalej reagovať s väčším množstvom OH - až do dokončenia koordinačného oktaedronu: 3- , ktorý sa nazýva ión hexahydroxoaluminátu.
názvoslovie
Názov „hydroxid hlinitý“, s ktorým sa táto zlúčenina najčastejšie uvádza, zodpovedá názvu, ktoré sa riadi nomenklatúrou zásob. (III) je na konci vynechaný, pretože oxidačný stav hliníka je +3 vo všetkých jeho zlúčeninách.
Ďalšími dvomi možnými názvami, ktoré možno označiť ako Al (OH) 3, sú: trihydroxid hlinitý podľa systematickej nomenklatúry a použitie predponov gréckeho čitateľa; a hydroxid hlinitý, končiaci príponou –ico, pretože má jediný oxidačný stav.
Hoci v chemickej oblasti nomenklatúra AI (OH) 3 nepredstavuje žiadnu výzvu alebo zmätok, mimo nej má tendenciu byť zmiešaná s nejasnosťami.
Napríklad minerálny gibbsit je jedným z prírodných polymorfov Al (OH) 3 , ktorý je známy aj ako y-Al (OH) 3 alebo a-Al (OH) 3 . Avšak a-Al (OH) 3 môže tiež zodpovedať minerálnemu bayeritu alebo p-Al (OH) 3 podľa kryštalografickej nomenklatúry. Medzitým sú polymorfy nordstrandit a doyleit často označované jednoducho ako Al (OH) 3 .
Nasledujúci zoznam jasne sumarizuje to, čo bolo práve vysvetlené:
-Gibbsite: (y alebo a) -Al (OH) 3
-Bayerit: (a alebo p) -Al (OH) 3
-Nordstrandit: Al (OH) 3
-Doyleit: Al (OH) 3
aplikácia
Surový materiál
Okamžité použitie pre hydroxid hlinitý je ako surovina na výrobu oxidu hlinitého alebo iných zlúčenín, anorganických alebo organických, hliníka; napríklad: AlCl 3 , Al (NO 3 ) 3 , AlF 3 alebo naąli (OH) 4 .
Katalytické nosiče
Nanočastice Al (OH) 3 môžu pôsobiť ako katalytické nosiče; to znamená, že sa na ne katalyzátor viaže, aby zostal fixovaný na svojom povrchu, kde sa urýchľujú chemické reakcie.
Interkalačné zlúčeniny
V časti o štruktúrach bolo vysvetlené, že Al (OH) 3 pozostáva z vrstiev alebo listov A a B, spojených tak, aby definovali kryštál. Vnútri sú malé osemstenné priestory alebo diery, ktoré môžu byť obsadené inými iónmi, kovovými alebo organickými alebo neutrálnymi molekulami.
Keď sa syntetizujú kryštály Al (OH) 3 s týmito štruktúrnymi modifikáciami, hovorí sa, že sa pripravuje interkalačná zlúčenina; to znamená, že interkalujú alebo vkladajú chemické druhy medzi listy A a B. Týmto spôsobom vznikajú nové materiály vyrobené z tohto hydroxidu.
Spomaľovač horenia
Al (OH) 3 je dobrý spomaľovač horenia, ktorý nachádza uplatnenie ako výplňový materiál pre mnoho polymérnych matríc. Je to preto, že absorbuje teplo a uvoľňuje vodnú paru, rovnako ako Mg (OH) 2 alebo brucit.
liečivý
Al (OH) 3 je tiež neutralizátor kyslosti, ktorý reaguje s HCl v žalúdočných sekrétoch; opäť, podobne ako Mg (OH) 2 v magnéziovom mlieku.
Oba hydroxidy sa v skutočnosti môžu zmiešať s rôznymi antacidami, ktoré sa používajú na zmiernenie príznakov ľudí trpiacich gastritídou alebo žalúdočnými vredmi.
adsorbent
Po zahriatí pod teplotu topenia sa hydroxid hlinitý premení na aktivovaný oxid hlinitý (rovnako ako aktívne uhlie). Táto pevná látka sa používa ako adsorbent pre nežiaduce molekuly, či už ide o farbivá, nečistoty alebo znečisťujúce plyny.
riziká
Riziká, ktoré môže hydroxid hlinitý predstavovať, nie sú spôsobené pevnou látkou, ale liekom. Na jeho uchovávanie nie je potrebný žiadny protokol ani predpisy, pretože nereaguje prudko s oxidačnými činidlami a nie je horľavý.
Pri požití antacíd dostupných v lekárňach sa môžu vyskytnúť nežiaduce vedľajšie účinky, ako je zápcha a inhibícia fosfátu v črevách. Aj keď neexistujú žiadne štúdie, ktoré by to dokázali, súvisí s neurologickými poruchami, ako je Alzheimerova choroba.
Referencie
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Hydroxid hlinitý. Obnovené z: en.wikipedia.org
- Národné centrum pre biotechnologické informácie. (2019). Hydroxid hlinitý. PubChem Database. CID = 10176082. Získané z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Danielle Reid. (2019). Hydroxid hlinitý: vzorec a vedľajšie účinky. Štúdia. Obnovené z: study.com
- Robert Schoen a Charles E. Roberson. (1970). Štruktúry hydroxidu hlinitého a geochemické dôsledky. Americký mineralog, zväzok 55.
- Vitaly P. Isupov a kol. (2000). Syntéza, štruktúra, vlastnosti a použitie interkalačných zlúčenín hydroxidu hlinitého. Chémia pre trvalo udržateľný rozvoj 8,121-127.
- Drogy. (24. marca 2019). Vedľajšie účinky hydroxidu hlinitého. Získané z: drug.com