Structura carbonatului de aluminiu, proprietăți, utilizări

carbonat de aluminiu este o sare anorganică a cărei formulă chimică este Al_Două(CO₃)₃. Este un carbonat metalic practic inexistent, dată fiind instabilitatea sa ridicată în condiții normale..

Printre motivele instabilității sale putem menționa interacțiunile electrostatice slabe dintre ionii Al³⁺ și CO₃^Două-, ceea ce în teorie ar trebui să fie foarte puternic datorită amplorii sarcinilor lor. 

Sarea nu se confruntă cu niciun inconvenient pe hârtie atunci când sunt scrise ecuațiile chimice ale reacțiilor sale; dar în practică se întoarce împotriva lui.

În ciuda celor spuse, carbonatul de aluminiu poate apărea în compania altor ioni, așa cum se întâmplă cu dawsonitul mineral. De asemenea, există un derivat în care interacționează cu amoniac apos. În rest, este considerat un amestec între Al (OH)₃ si H_DouăCO₃; care este egal cu o soluție efervescentă cu un precipitat alb.

Acest amestec are utilizări medicinale. Cu toate acestea, la sarea pură, izolabilă și manipulabilă a lui Al_Două(CO₃)₃, nu există aplicații posibile cunoscute; cel puțin nu sub o presiune enormă sau condiții extreme.

Indice articol

• 1 Structura carbonatului de aluminiu
  • 1.1 Carbonat de aluminiu hidroxid de amoniu
• 2 Proprietăți
  • 2.1 Masa molară
  • 2.2 Instabilitate
  • 2.3 Fizic
• 3 utilizări
• 4 Referințe

Structura carbonatului de aluminiu

Structura cristalină pentru această sare este necunoscută, deoarece este atât de instabilă încât nu a putut fi caracterizată. Din formula sa Al_Două(CO₃)₃, Cu toate acestea, se știe că proporția ionilor de Al³⁺ și CO₃^Două- este 2: 3; adică pentru fiecare doi cationi Al^Două+ trebuie să existe trei anioni CO₃^Două- interacționând electrostatic cu ei.

Problema este că ambii ioni au dimensiuni foarte inegale; Al³⁺ este foarte mic în timp ce CO₃^Două- este voluminoasă. Această diferență în sine afectează deja stabilitatea rețelei rețelei cristaline, ai cărei ioni ar interacționa „stingherit” dacă această sare ar putea fi izolată în stare solidă.

Pe lângă acest aspect, Al³⁺ este un cation puternic polarizant, o proprietate care deformează norul electronic de CO₃^Două-. Este ca și cum ai vrea să-l forțezi să se lege covalent, chiar dacă anionul nu poate..

În consecință, interacțiunile ionice dintre Al³⁺ și CO₃^Două- tind spre covalență; un alt factor care se adaugă la instabilitatea lui Al_Două(CO₃)₃.

Carbonat de hidroxid de aluminiu amoniu

Relația haotică dintre Al³⁺ și CO₃^Două- se înmoaie în aparență atunci când alți ioni sunt prezenți în sticlă; precum NH₄⁺ și OH^-, dintr-o soluție de amoniac. Acest cvartet de ioni, Al³⁺, CO₃^Două-, NH₄⁺ și OH^-, reușesc să definească cristale stabile, chiar capabile să adopte morfologii diferite.

Un alt exemplu similar cu acesta este observat în dawsonitul mineral și cristalele sale ortorombice, NaAlCO₃(OH)_Două, unde Na⁺ înlocuiește NH₄⁺. În aceste săruri, legăturile lor ionice sunt suficient de puternice încât apa să nu favorizeze eliberarea de CO._Două; sau cel puțin nu brusc.

Deși NH₄Al (OH)_DouăCO₃ (AACC, pentru acronimul său în engleză) și nici NaAlCO₃(OH)_Două reprezintă carbonat de aluminiu, pot fi considerați ca derivați de bază ai acestora.

Proprietăți

Masă molară

233,98 g / mol.

Instabilitate

În secțiunea anterioară, a fost explicat dintr-o perspectivă moleculară de ce Al_Două(CO₃)₃ este instabil. Dar ce transformare suferă? Există două situații de luat în considerare: una uscată, iar cealaltă „umedă”.

Uscat

În situația uscată, anionul CO₃^Două- revine la CO_Două prin următoarea descompunere:

Pentru_Două(CO₃)₃  => Al_DouăSAU₃ + 3CO_Două

Ceea ce are sens dacă este sintetizat sub presiune ridicată de CO._Două; adică reacția inversă:

Pentru_DouăSAU₃ + 3CO_Două   => Al_Două(CO₃)₃

Prin urmare, pentru a preveni Al_Două(CO₃)₃ sarea trebuie supusă unei presiuni ridicate (folosind N_Două, de exemplu). În acest fel formarea CO_Două nu ar fi favorizat termodinamic.

Umed

În timp ce se află în situație umedă, CO₃^Două- suferă hidroliză, care generează cantități mici de OH^-; dar suficient pentru a precipita hidroxidul de aluminiu, Al (OH)₃:

CO₃^Două-     +    H_DouăSAU    <=>    HCO₃^-    +     Oh^-

Pentru³⁺    +    3OH^-    <=>    Al (OH)₃

Și, pe de altă parte, Al³⁺ hidrolizează, de asemenea:

Pentru³⁺    +    H_DouăSAU    <=>    Al (OH)_Două^Două+   +   H⁺

Deși Al s-ar hidrata de fapt mai întâi³⁺ pentru a forma complexul Al (H_DouăSAU)₆³⁺, care se hidrolizează pentru a da [Al (H_DouăSAU)₅OH]^Două+ si H₃SAU⁺. Apoi H₃O (sau H⁺) proton la CO₃^Două- la H_DouăCO₃, care se descompune în CO_Două si H_DouăSAU:

CO₃^Două-    +    2H⁺  => H_DouăCO₃

H_DouăCO₃   <=>  CO_Două  +  H_DouăSAU

Rețineți că în cele din urmă Al³⁺ se comportă ca un acid (eliberează H⁺) și o bază (eliberează OH^- cu echilibrul de solubilitate al lui Al (OH)₃); adică prezintă amfoterism.

Fizic

Dacă poate fi izolată, este probabil ca această sare să fie de culoare albă, ca multe alte săruri de aluminiu. De asemenea, datorită diferenței dintre razele ionice ale Al³⁺ și CO₃^Două-, cu siguranță ar avea puncte de topire sau fierbere foarte scăzute în comparație cu alți compuși ionici.

Și în ceea ce privește solubilitatea, ar fi infinit solubil în apă. Mai mult, ar fi un solid higroscopic și deliquescent. Cu toate acestea, acestea sunt doar presupuneri. Alte proprietăți ar trebui să fie estimate cu modelele computerizate supuse unor presiuni ridicate..

Aplicații

Aplicațiile cunoscute ale carbonatului de aluminiu sunt medicale. A fost folosit ca astringent ușor și ca medicament pentru tratarea ulcerului gastric și a inflamației. De asemenea, a fost utilizat pentru a preveni formarea de pietre urinare la om..

Acesta a fost utilizat pentru a controla creșterea conținutului de fosfat al organismului și, de asemenea, pentru a trata simptomele arsurilor la stomac, indigestia acidă și ulcerele gastrice..

Referințe

1. XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. și Chenguang L. (2012). Sinteza hidrotermală a nanoplachetelor și nanofibrelor morfologiilor controlate cu pH ale nanoxidului de carbonat de amoniu și aluminiu (AACH). Atlantis Press.
2. Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Hidroxid de carbonat de aluminiu de amoniu NH4Al (OH) 2CO3 ca cale alternativă pentru prepararea aluminei: comparație cu precursorul clasic boehmit. Powder Technology, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
3. Centrul Național pentru Informații despre Biotehnologie. (2019). Carbonat de aluminiu. Baza de date PubChem., CID = 10353966. Recuperat de la: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Wikipedia. (2019). Carbonat de aluminiu. Recuperat de pe: en.wikipedia.org
5. Aluminumsulfat. (2019). Carbonat de aluminiu. Recuperat de pe: aluminumsulfate.net