- Structura carbonatului de aluminiu
- Carbonat de hidroxid de amoniu din aluminiu
- Proprietăți
- Masă molară
- Instabilitate
- Uscat
- Umed
- Fizic
- Aplicații
- Referințe
Carbonatul de aluminiu este o sare anorganică având chimică formula A, 2 (CO 3 ) 3 . Este un carbonat metalic practic inexistent, având în vedere instabilitatea ridicată în condiții normale.
Printre motivele instabilității sale putem menționa interacțiunile electrostatice slabe dintre ionii Al 3+ și CO 3 2- , care în teorie ar trebui să fie foarte puternici datorită mărimilor sarcinilor lor.
Formula carbonatului de aluminiu. Sursa: Gabriel Bolívar.
Sarea nu are dezavantaje pe hârtie când scrie ecuațiile chimice ale reacțiilor sale; dar în practică funcționează împotriva lui.
În ciuda celor spuse, carbonatul de aluminiu poate apărea în compania altor ioni, cum ar fi dawsonitul mineral. De asemenea, există un derivat în care interacționează cu amoniacul apos. Restul este considerat un amestec între Al (OH) 3 și H 2 CO 3 ; ceea ce este egal cu o soluție efervescentă cu un precipitat alb.
Acest amestec are uz medicinal. Cu toate acestea, sarea pură, izolabil și manipulabilă Al 2 (CO 3 ) 3 - a nu cunoaște posibile aplicații; cel puțin nu sub presiuni enorme sau în condiții extreme.
Structura carbonatului de aluminiu
Structura cristalină pentru această sare nu este cunoscută, deoarece este atât de instabilă încât nu poate fi caracterizată. Din formula lui Al 2 (CO 3 ) 3 , cu toate acestea, este cunoscut faptul că raportul dintre Al 3+ și CO 3 2- ioni este de 2: 3; Cu alte cuvinte, pentru fiecare două cationi Al 2+ trebuie să existe trei interacțiuni CO 3 2- interacționând electrostatic cu ele.
Problema este că ambii ioni au dimensiuni foarte inegale; Al 3+ este foarte mic, în timp ce CO 3 2- este voluminos. Această diferență de la sine influențează deja stabilitatea zăcământului din zăbrele de cristal, ai căror ioni ar interacționa „penibil” dacă această sare ar putea fi izolată în stare solidă.
În plus față de acest aspect, Al 3+ este un cation extrem de polarizant, o proprietate care deformează norul electronic de CO 3 2- . Este ca și cum ai dori să-l forțezi să se lipească covalent, chiar dacă anionul nu poate.
În consecință, interacțiunile ionice dintre Al 3+ și CO 3 2- tind spre covalență; un alt factor care se adaugă la instabilitatea Al 2 (CO 3 ) 3 .
Carbonat de hidroxid de amoniu din aluminiu
Relația haotică dintre Al 3+ și CO 3 2- se înmoaie în aparență când există alți ioni prezenți în cristal; cum ar fi NH 4 + și OH - , provenind dintr-o soluție de amoniac. Acest cvartet de ioni, Al 3+ , CO 3 2- , NH 4 + și OH - , reușesc să definească cristale stabile, chiar capabile să adopte morfologii diferite.
Un alt exemplu similar cu acest fenomen se observă în dawsonit mineral și cristalele sale ortorombice, NaAlCO 3 (OH) 2 , unde Na + înlocuiește NH 4 + . În aceste săruri legăturile lor ionice sunt suficient de puternice astfel încât apa să nu favorizeze eliberarea de CO 2 ; sau cel puțin, nu brusc.
Deși NH 4 Al (OH) 2 CO 3 (AACC, pentru acronimul în limba engleză), nici NaAlCO 3 (OH) 2 reprezintă carbonat de aluminiu, acestea pot fi considerate ca derivați de bază ale acestuia.
Proprietăți
Masă molară
233,98 g / mol.
Instabilitate
În secțiunea precedentă, sa explicat dintr - o perspectivă moleculară ce Al 2 (CO 3 ) 3 este instabil. Dar ce transformare suferă? Există două situații de luat în considerare: una uscată, iar cealaltă „umedă”.
Uscat
În situație uscată, anionul CO 3 2- revine la CO 2 prin următoarea descompunere:
Al 2 (CO 3 ) 3 => Al 2 O 3 + 3CO 2
Ceea ce are sens dacă acest lucru este sintetizat, supus aluminei la presiuni mari de CO 2 ; adică reacția inversă:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3 ) 3
Prin urmare, pentru a preveni Al 2 (CO 3 ) 3 din descompunerea, sarea ar trebui să fie supuse unor presiuni ridicate (folosind N 2 , de exemplu). În acest fel, formarea de CO 2 nu ar fi favorizată termodinamic.
Umed
În timp ce este în situația umedă, CO 3 2- suferă hidroliză, care generează cantități mici de OH - ; dar suficient pentru a precipita hidroxidul de aluminiu, Al (OH) 3 :
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
Pe de altă parte, Al 3+ este de asemenea hidrolizat:
Al 3+ + H 2 O <=> Al (OH) 2 2+ + H +
Deși Al 3+ ar fapt primul hidrat pentru a forma AI (H 2 O) 6 3+ complex , care este hidrolizat pentru a da 2+ și H 3 O + . Apoi , H 3 O (sau H + ) protonează CO 3 2- H 2 CO 3 , care se descompune la CO 2 și H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
Rețineți că, în final, Al 3+ se comportă ca un acid (eliberează H + ) și o bază (eliberează OH - cu echilibrul de solubilitate al Al (OH) 3 ); adică prezintă amfotericism.
Fizic
Dacă poate fi izolată, această sare este probabil de culoare albă, ca multe alte săruri de aluminiu. De asemenea, datorită diferenței dintre razele ionice ale Al 3+ și CO 3 2- , cu siguranță ar avea puncte de topire sau fierbere foarte scăzute în comparație cu alți compuși ionici.
În ceea ce privește solubilitatea sa, acesta ar fi infinit solubil în apă. Mai mult, ar fi un solid higroscopic și delicios. Cu toate acestea, acestea sunt doar ghicitori. Alte proprietăți ar trebui să fie estimate cu modelele de calculator supuse presiunilor mari.
Aplicații
Aplicațiile cunoscute ale carbonatului de aluminiu sunt medicale. A fost folosit ca astringent ușor și ca medicament pentru a trata ulcerul gastric și inflamația. De asemenea, a fost folosit pentru a preveni formarea de piatră urinară la om.
Acesta a fost utilizat pentru a controla o creștere a conținutului de fosfați a organismului și, de asemenea, pentru a trata simptomele arsurilor la stomac, indigestia acidă și ulcerațiile stomacale.
Referințe
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. și Chenguang L. (2012). Sinteza hidrotermică a hidroxidului de carbonat de aluminiu din amoniu (AACH) Nanoplatelete și nanofibre Morfologii controlate cu pH. Atlantis Press.
- Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Hidroxid de carbonat de aluminiu NH4Al (OH) 2CO3 ca o rută alternativă pentru prepararea aluminei: comparație cu precursorul clasic de boehmită. Tehnologia pulberilor, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- Centrul Național de Informații Biotehnologice. (2019). Carbonat de aluminiu. Baza de date PubChem., CID = 10353966. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Carbonat de aluminiu. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Aluminumsulfate. (2019). Carbonat de aluminiu. Recuperat din: aluminumsulfate.net