- Структура на алуминиев карбонат
- Алуминиев амониев хидроксид карбонат
- Имоти
- Моларна маса
- нестабилност
- сух
- мокър
- физически
- Приложения
- Препратки
В алуминиев карбонат е неорганична сол като на химична формула А на 2 (CO 3) 3. Това е практически несъществуващ метален карбонат, предвид високата му нестабилност при нормални условия.
Сред причините за неговата нестабилност можем да споменем слабите електростатични взаимодействия между йони Al 3+ и CO 3 2-, които на теория трябва да бъдат много силни поради величините на техните заряди.
Формула на алуминиев карбонат. Източник: Габриел Боливар.
При писането на химичните уравнения на реакциите си солта няма никакви недостатъци на хартия; но на практика това работи срещу него.
Въпреки казаното, алуминиевият карбонат може да се появи в компанията на други йони, като минерала даузонит. По същия начин има производно, в което той взаимодейства с воден амоняк. Останалото се счита за смес между Al (OH) 3 и H 2 CO 3; който е равен на ефервесцентния разтвор с бяла утайка.
Тази смес има лекарствени цели. Обаче чистата, изолираща се и манипулируема сол на Al 2 (CO 3) 3 няма известни възможни приложения; поне не при огромен натиск или екстремни условия.
Структура на алуминиев карбонат
Кристалната структура на тази сол не е известна, тъй като е толкова нестабилна, че не може да бъде характеризирана. От неговата формула Al 2 (CO 3) 3 обаче е известно, че съотношението на Al 3+ и CO 3 2- йони е 2: 3; С други думи, за всеки два катиона Al 2+ трябва да има три CO 3 2- аниона, взаимодействащи електростатично с тях.
Проблемът е, че и двата йона са много неравномерни по размер; Al 3+ е много малък, докато CO 3 2- е обемист. Тази разлика сама по себе си вече влияе върху стабилността на решетката на кристалната решетка, чиито йони биха взаимодействали "неудобно", ако тази сол може да бъде изолирана в твърдо състояние.
В допълнение към този аспект, Al 3+ е силно поляризиращ катион, свойство, което деформира електронния облак на CO 3 2-. Сякаш искате да го принудите да се свързва ковалентно, въпреки че анионът не може.
Следователно йонните взаимодействия между Al 3+ и CO 3 2- имат тенденция към ковалентност; друг фактор, който допринася за нестабилността на Al 2 (CO 3) 3.
Алуминиев амониев хидроксид карбонат
Хаотичната връзка между Al 3+ и CO 3 2- омекотява на външен вид, когато в кристала има други йони; като NH 4 + и OH -, идващи от разтвор на амоняк. Този квартет йони, Al 3+, CO 3 2-, NH 4 + и OH -, успяват да определят стабилни кристали, дори способни да приемат различни морфологии.
Друг пример подобно на това се наблюдава в минерално даусонит и неговите Орторомбичните кристали, NaAlCO 3 (ОН) 2, където Na + замества NH 4 +. В тези соли техните йонни връзки са достатъчно силни, така че водата не насърчава отделянето на CO 2; или поне, не рязко.
Въпреки че NH 4 Al (OH) 2 CO 3 (AACC, за съкращението му на английски език), нито NaAlCO 3 (OH) 2 представляват алуминиев карбонат, те могат да се считат за основни производни на него.
Имоти
Моларна маса
233,98 g / mol.
нестабилност
В предишния раздел беше обяснено от молекулярна гледна точка защо Al 2 (CO 3) 3 е нестабилен. Но каква трансформация претърпява? Трябва да се вземат предвид две ситуации: едната е суха, а другата - „мокра“.
сух
При сухо състояние анионът CO 3 2- се връща към CO 2 чрез следното разлагане:
Al 2 (CO 3) 3 => Al 2 O 3 + 3CO 2
Което има смисъл, ако това се синтезира, подложено на алуминиев оксид на високо налягане на CO 2; тоест обратната реакция:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3) 3
Следователно, за да се предотврати Al 2 (CO 3) 3 от разлагане, солта трябва да бъде подложена на високо налягане (като се използва N 2, например). По този начин образуването на CO 2 не би било благоприятно термодинамично.
мокър
Докато е в мокра ситуация, CO 3 2- претърпява хидролиза, която генерира малки количества ОН -; но достатъчно за утаяване на алуминиевия хидроксид, Al (OH) 3:
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
А от друга страна, Al 3+ също е хидролизиран:
Al 3+ + H 2 O <=> Al (OH) 2 2+ + H +
Въпреки че Al 3+ би всъщност първата хидрат за образуване на Al (H 2 O) 6 3+ комплекс, който се хидролизира до получаване на 2+ и Н 3 О +. След Н 3 О (или Н +) протонира CO 3 2- до Н 2 CO 3, което се разлага на СО 2 и H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
Обърнете внимание, че в крайна сметка Al 3+ се държи като киселина (освобождава Н +) и основа (освобождава ОН - с равновесието на разтворимост на Al (OH) 3); тоест проявява амфотеризъм.
физически
Ако може да бъде изолирана, тази сол вероятно е бяла на цвят, като много други алуминиеви соли. Освен това, поради разликата между йонните радиуси на Al 3+ и CO 3 2-, той със сигурност би имал много ниски точки на топене или кипене в сравнение с други йонни съединения.
А по отношение на неговата разтворимост, тя би била безкрайно разтворима във вода. Освен това би било хигроскопично и разкошно твърдо вещество. Това обаче са само догадки. Други свойства трябва да бъдат оценени с компютърни модели, подложени на високо налягане.
Приложения
Известните приложения на алуминиевия карбонат са медицински. Използван е като леко стипчив и като лекарство за лечение на стомашна язва и възпаление. Използва се и за предотвратяване образуването на камъни в урината при хора.
Използва се за контрол на увеличението на съдържанието на фосфати в организма, а също и за лечение на симптоми на киселини, нарушено храносмилане и стомашни язви.
Препратки
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. & Chenguang L. (2012). Хидротермален синтез на амониев алуминиев карбонат хидроксид (AACH) Нанопластини и нанофибри Морфологии с pH контрол. Atlantis Press.
- Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Амониев алуминиев карбонат хидроксид NH4Al (OH) 2CO3 като алтернативен начин за приготвяне на алуминиев оксид: сравнение с класическия предшественик на boehmite. Техника на прах, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- Национален център за информация за биотехнологиите. (2019). Алуминиев карбонат. PubChem база данни., CID = 10353966. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Алуминиев карбонат. Възстановено от: en.wikipedia.org
- Aluminumsulfate. (2019). Алуминиев карбонат. Възстановена от: aluminisulfate.net