- Структура карбонату алюмінію
- Карбонат гідроксиду амонію алюмінію
- Властивості
- Молярна маса
- Нестабільність
- Сухий
- Мокрий
- Фізичні
- Програми
- Список літератури
Карбонат алюмінію , являє собою неорганічну сіль , що має по хімічній формулі А на малюнку 2 (СО 3 ) 3 . Це практично неіснуючий карбонат металу, враховуючи його високу нестабільність при нормальних умовах.
Серед причин його нестабільності можна відзначити слабкі електростатичні взаємодії між іонами Al 3+ та CO 3 2- , які теоретично повинні бути дуже сильними через величини їх зарядів.
Формула карбонату алюмінію. Джерело: Габріель Болівар.
Сіль не стикається з недоліками на папері при написанні хімічних рівнянь її реакцій; але на практиці це працює проти нього.
Незважаючи на сказане, карбонат алюмінію може виникати в компанії інших іонів, таких як мінерал доусоніт. Так само є похідне, в якому воно взаємодіє з водним аміаком. Решта вважається сумішшю між Al (OH) 3 та H 2 CO 3 ; що дорівнює шипучому розчину з білим осадом.
Ця суміш має лікарські засоби. Однак чиста, нероздільна та маніпулювана сіль Al 2 (CO 3 ) 3 не має відомих можливих застосувань; принаймні, не в умовах величезного тиску чи екстремальних умов.
Структура карбонату алюмінію
Кристалічна структура цієї солі невідома, оскільки вона настільки нестабільна, що її неможливо охарактеризувати. Однак із його формули Al 2 (CO 3 ) 3 відомо, що співвідношення іонів Al 3+ та CO 3 2- дорівнює 2: 3; Іншими словами, на кожні два катіони Al 2+ повинні бути три аніони CO 3 2-, які взаємодіють між собою електростатично.
Проблема полягає в тому, що обидва іона за розмірами дуже неоднакові; Al 3+ дуже малий, тоді як CO 3 2- об'ємний. Ця різниця сама по собі вже впливає на стійкість грат кристалічної решітки, іони якої взаємодіють "незграбно", якби цю сіль можна було виділити в твердому стані.
На додаток до цього аспекту, Al 3+ є високополяризуючим катіоном, властивістю, яке деформує електронну хмару CO 3 2- . Це так, ніби ви хочете змусити його ковалентно зв’язуватися, хоча аніон не може.
Отже, іонні взаємодії між Al 3+ та CO 3 2- мають тенденцію до ковалентності; ще один фактор, що додає нестабільності Al 2 (CO 3 ) 3 .
Карбонат гідроксиду амонію алюмінію
Хаотичний зв’язок між Al 3+ і CO 3 2- пом'якшується на вигляд, коли в кристалі присутні інші іони; такі як NH 4 + та OH - , що виходять із розчину аміаку. Цей квартет іонів, Al 3+ , CO 3 2- , NH 4 + та OH - , вдається визначити стабільні кристали, навіть здатні приймати різні морфології.
Інший приклад, подібний до цього, спостерігається в мінеральному доусоніті та його орторомбічних кристалах NaAlCO 3 (OH) 2 , де Na + замінює NH 4 + . У цих солях їхні іонні зв’язки є досить сильними, щоб вода не сприяла викиду CO 2 ; або, принаймні, не різко.
Хоча NH 4 Al (OH) 2 CO 3 (AACC, для його абревіатури англійською мовою), ні NaAlCO 3 (OH) 2 є карбонатом алюмінію, вони можуть розглядатися як основні похідні їх.
Властивості
Молярна маса
233,98 г / моль.
Нестабільність
У попередньому розділі з молекулярної точки зору було пояснено, чому Al 2 (CO 3 ) 3 є нестабільним. Але яку трансформацію вона зазнає? Можна розглянути дві ситуації: одна суха, а інша «мокра».
Сухий
У сухій ситуації аніон CO 3 2- повертається до CO 2 шляхом наступного розкладання:
Al 2 (CO 3 ) 3 => Al 2 O 3 + 3CO 2
Що має сенс, якщо цей синтез піддається впливу глинозему високим тиском CO 2 ; тобто зворотна реакція:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3 ) 3
Тому, щоб запобігти розкладанню Al 2 (CO 3 ) 3 , сіль повинна бути піддана високому тиску (наприклад, використовуючи N 2 ). Таким чином утворення CO 2 не буде сприятливим для термодинаміки.
Мокрий
Перебуваючи у вологій ситуації, CO 3 2- піддається гідролізу, який утворює невеликі кількості ОН - ; але достатньо для осадження гідроксиду алюмінію, Al (OH) 3 :
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
А з іншого боку, Al 3+ також гідролізується:
Al 3+ + H 2 O <=> Al (OH) 2 2+ + H +
Хоча насправді, Al 3+ спочатку буде гідратований, утворюючи комплекс Al (H 2 O) 6 3+ , який гідролізується, отримуючи 2+ та H 3 O + . Тоді H 3 O (або H + ) протоналює CO 3 2- до H 2 CO 3 , який розкладається на CO 2 і H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
Зазначимо, що зрештою Al 3+ поводиться як кислота (вивільняє Н + ), так і основу (вивільняє ОН - при рівновазі розчинності Al (OH) 3 ); тобто проявляє амфотеризм.
Фізичні
Якщо її можна виділити, ця сіль, ймовірно, білого кольору, як і багато інших солей алюмінію. Крім того, через різницю між іонними радіусами Al 3+ та CO 3 2- , вона, безумовно, мала б дуже низькі температури плавлення або кипіння порівняно з іншими іонними сполуками.
А щодо його розчинності, вона була б нескінченно розчинною у воді. Крім того, це було б гігроскопічне і чудове тверде тіло. Однак це лише здогадки. Інші властивості доведеться оцінювати за допомогою комп'ютерних моделей, що зазнають високого тиску.
Програми
Відоме застосування карбонату алюмінію є медичним. Його застосовували як легкий в’яжучий засіб і як препарат для лікування виразки шлунка та запалення. Він також застосовувався для запобігання утворення каменів у сечі у людини.
Він використовувався для контролю над збільшенням вмісту фосфатів в організмі, а також для лікування симптомів печії, нетравлення кислоти та виразки шлунка.
Список літератури
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. & Chenguang L. (2012). Гідротермальний синтез гідроксиду карбонату алюмінію карбонату амонію (AACH), наноплазматики та нановолоконні волокна, що контролюються pH. Атлантида Прес.
- Робін Лаффер, Матьє Дігне, Фабієн Сальваторі, Маліка Буаллег, Дідьє Колсон, Франсуа Пуель (2017) Карбонат гідроксиду алюмінію амонію NH4Al (OH) 2CO3 як альтернативний спосіб підготовки глинозему: порівняння з класичним попередником беміту. Порошкова технологія, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- Національний центр інформації про біотехнології. (2019). Карбонат алюмінію. PubChem База даних., CID = 10353966. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Вікіпедія. (2019). Карбонат алюмінію. Відновлено з: en.wikipedia.org
- Алюмінієвий сульфат. (2019). Карбонат алюмінію. Відновлено: aluminisulfate.net