- Структура карбоната алюминия
- Карбонат гидроксида аммония алюминия
- свойства
- Молярная масса
- нестабильность
- сухой
- Влажный
- физический
- Приложения
- Ссылки
Карбонат алюминия , представляет собой неорганическую соль , имеющую по химической формуле А на рисунке 2 (СО 3 ) 3 . Это карбонат металла практически не существует, учитывая его высокую нестабильность при нормальных условиях.
Среди причин его нестабильности можно упомянуть слабые электростатические взаимодействия между ионами Al 3+ и CO 3 2- , которые в теории должны быть очень сильными из-за величины их зарядов.
Формула карбоната алюминия. Источник: Габриэль Боливар.
У соли нет недостатков на бумаге при написании химических уравнений ее реакций; но на практике это работает против него.
Несмотря на сказанное, карбонат алюминия может встречаться вместе с другими ионами, такими как минерал даусонит. Точно так же есть производное, в котором он взаимодействует с водным раствором аммиака. Остальное считается смесью Al (OH) 3 и H 2 CO 3 ; который представляет собой шипучий раствор с белым осадком.
Эта смесь имеет лечебное применение. Однако чистая, выделяемая и поддающаяся манипуляциям соль Al 2 (CO 3 ) 3 не имеет известных возможных применений; по крайней мере, не при огромном давлении или экстремальных условиях.
Структура карбоната алюминия
Кристаллическая структура этой соли неизвестна, поскольку она настолько нестабильна, что не может быть охарактеризована. Однако из его формулы Al 2 (CO 3 ) 3 известно, что соотношение ионов Al 3+ и CO 3 2- составляет 2: 3; Другими словами, на каждые два катиона Al 2+ должно приходиться три аниона CO 3 2-, электростатически взаимодействующих с ними.
Проблема в том, что оба иона очень неравны по размеру; Al 3+ очень мал, а CO 3 2- громоздок. Это различие само по себе уже влияет на стабильность кристаллической решетки, ионы которой «неудобно» взаимодействовали бы, если бы эту соль можно было изолировать в твердом состоянии.
В дополнение к этому аспекту, Al 3+ представляет собой сильно поляризованный катион, свойство, которое деформирует электронное облако CO 3 2- . Это как если бы вы хотели заставить его связываться ковалентно, хотя анион не может.
Следовательно, ионные взаимодействия между Al 3+ и CO 3 2- имеют тенденцию к ковалентности; еще один фактор, который увеличивает нестабильность Al 2 (CO 3 ) 3 .
Карбонат гидроксида аммония алюминия
Хаотическая взаимосвязь между Al 3+ и CO 3 2- смягчается по внешнему виду, когда в кристалле присутствуют другие ионы; такие как NH 4 + и OH - , поступающие из раствора аммиака. Этот квартет ионов, Al 3+ , CO 3 2- , NH 4 + и OH - , действительно может определять стабильные кристаллы, даже способные принимать различные морфологии.
Другой пример, похожий на этот, наблюдается в минерале даусоните и его ромбических кристаллах NaAlCO 3 (OH) 2 , где Na + заменяет NH 4 + . В этих солях их ионные связи достаточно сильны, поэтому вода не способствует высвобождению CO 2 ; или, по крайней мере, не резко.
Хотя NH 4 Al (OH) 2 CO 3 (AACC, аббревиатура на английском языке), ни NaAlCO 3 (OH) 2 не представляют собой карбонат алюминия, их можно рассматривать как основные его производные.
свойства
Молярная масса
233,98 г / моль.
нестабильность
В предыдущем разделе с молекулярной точки зрения было объяснено, почему Al 2 (CO 3 ) 3 нестабилен. Но какую трансформацию он претерпевает? Следует учитывать две ситуации: сухую и «мокрую».
сухой
В сухой ситуации анион CO 3 2- превращается в CO 2 в результате следующего разложения:
Al 2 (CO 3 ) 3 => Al 2 O 3 + 3CO 2
Что имеет смысл, если его синтезируют в присутствии оксида алюминия под высоким давлением CO 2 ; то есть обратная реакция:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3 ) 3
Следовательно, чтобы предотвратить разложение Al 2 (CO 3 ) 3 , соль должна быть подвергнута воздействию высокого давления (например, с использованием N 2 ). Таким образом, образование CO 2 не будет термодинамически благоприятным.
Влажный
Находясь во влажном состоянии, CO 3 2- подвергается гидролизу, в результате чего образуются небольшие количества OH - ; но достаточно для осаждения гидроксида алюминия Al (OH) 3 :
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
С другой стороны, Al 3+ также гидролизуется:
Al 3+ + H 2 O <=> Al (OH) 2 2+ + H +
Хотя Al 3+ на самом деле сначала будет гидратироваться с образованием комплекса Al (H 2 O) 6 3+ , который гидролизуется с образованием 2+ и H 3 O + . Затем H 3 O (или H + ) протонирует CO 3 2- в H 2 CO 3 , который разлагается на CO 2 и H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
Обратите внимание, что в конечном итоге Al 3+ ведет себя как кислота (высвобождает H + ) и основание (высвобождает OH - при равновесии растворимости Al (OH) 3 ); то есть проявляет амфотеризм.
физический
Если ее удастся выделить, эта соль, вероятно, будет белого цвета, как и многие другие соли алюминия. Кроме того, из-за разницы между ионными радиусами Al 3+ и CO 3 2- , он наверняка будет иметь очень низкие температуры плавления или кипения по сравнению с другими ионными соединениями.
Что касается его растворимости, он бесконечно растворим в воде. Кроме того, это будет гигроскопичное и расплывающееся твердое вещество. Однако это всего лишь догадки. Другие свойства должны быть оценены с помощью компьютерных моделей, подвергнутых воздействию высоких давлений.
Приложения
Карбонат алюминия известен в медицине. Его использовали как мягкое вяжущее средство и как лекарство для лечения язвы желудка и воспалений. Он также использовался для предотвращения образования мочевых камней у людей.
Он использовался для контроля увеличения содержания фосфатов в организме, а также для лечения симптомов изжоги, кислотного расстройства желудка и язвы желудка.
Ссылки
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. и Chenguang L. (2012). Гидротермальный синтез гидроксида алюминия карбоната аммония (AACH), нанопластинки и морфологии нановолокон, контролируемые pH. Атлантис Пресс.
- Робин Лаффикер, Матье Динь, Фабьен Сальватори, Малика Буаллег, Дидье Колсон, Франсуа Пюэль (2017) Гидроксид карбоната алюминия аммония NH4Al (OH) 2CO3 в качестве альтернативного способа получения глинозема: сравнение с классическим прекурсором бемита. Порошковая технология, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- Национальный центр биотехнологической информации. (2019). Карбонат алюминия. База данных PubChem., CID = 10353966. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Карбонат алюминия. Получено с: en.wikipedia.org
- Aluminumsulfate. (2019). Карбонат алюминия. Получено с: aluminumsulfate.net