Struktura węglanu glinu, właściwości, zastosowania

Plik węglan glinu to sól nieorganiczna, której wzór chemiczny to Al_dwa(WSPÓŁ₃)₃. Jest to praktycznie nieistniejący węglan metalu, biorąc pod uwagę jego wysoką niestabilność w normalnych warunkach..

Wśród przyczyn jego niestabilności można wymienić słabe oddziaływania elektrostatyczne między jonami Al³⁺ i CO₃^dwa-, które teoretycznie powinny być bardzo silne ze względu na wielkość ich ładunków. 

Sól nie napotyka żadnych niedogodności na papierze, gdy zapisuje się równania chemiczne jej reakcji; ale w praktyce obraca się przeciwko niemu.

Wbrew temu, co zostało powiedziane, węglan glinu może występować w towarzystwie innych jonów, jak ma to miejsce w przypadku mineralnego dawsonitu. Istnieje również pochodna, w której oddziałuje z wodnym amoniakiem. Resztę uważa się za mieszaninę między Al (OH)₃ i H_dwaWSPÓŁ₃; co odpowiada musującemu roztworowi z białym osadem.

Ta mieszanina ma zastosowania lecznicze. Jednak do czystej, dającej się wyodrębnić i manipulowalnej soli Al_dwa(WSPÓŁ₃)₃, brak znanych możliwych zastosowań; przynajmniej nie pod ogromnym ciśnieniem lub w ekstremalnych warunkach.

Indeks artykułów

• 1 Struktura węglanu glinu
  • 1.1 Węglan wodorotlenku amonowo-glinowego
• 2 Właściwości
  • 2.1 Masa molowa
  • 2.2 Niestabilność
  • 2.3 Fizyczne
• 3 Zastosowania
• 4 Odnośniki

Struktura węglanu glinu

Struktura krystaliczna tej soli jest nieznana, ponieważ jest tak niestabilna, że ​​nie można jej scharakteryzować. Ze swojej formuły Al_dwa(WSPÓŁ₃)₃, Wiadomo jednak, że udział jonów Al³⁺ i CO₃^dwa- wynosi 2: 3; to znaczy na każde dwa kationy Al^dwa+ muszą być trzy aniony CO₃^dwa- oddziałując z nimi elektrostatycznie.

Problem polega na tym, że oba jony mają bardzo nierówną wielkość; Al³⁺ jest bardzo mały, gdy CO₃^dwa- jest nieporęczny. Ta różnica już sama w sobie wpływa na stabilność sieci krystalicznej, której jony oddziałują „niezgrabnie”, gdyby sól ta mogła zostać wyizolowana w stanie stałym.

Oprócz tego, Al³⁺ jest to silnie polaryzujący kation, właściwość, która deformuje elektroniczny obłok CO₃^dwa-. To tak, jakbyś chciał zmusić go do wiązania kowalencyjnego, nawet jeśli anion nie może..

W konsekwencji oddziaływania jonowe między Al³⁺ i CO₃^dwa- mają tendencję do kowalencji; kolejny czynnik, który przyczynia się do niestabilności Al_dwa(WSPÓŁ₃)₃.

Węglan wodorotlenku amonowo-glinowego

Chaotyczny związek między Al³⁺ i CO₃^dwa- mięknie, gdy w szkle obecne są inne jony; takie jak NH₄⁺ i OH^-, z roztworu amoniaku. Ten kwartet jonów Al³⁺, WSPÓŁ₃^dwa-, NH₄⁺ i OH^-, udaje im się zdefiniować stabilne kryształy, zdolne nawet do przyjmowania różnych morfologii.

Inny podobny przykład można zaobserwować w minerale dawsonicie i jego rombowych kryształach, NaAlCO₃(O)_dwa, gdzie Na⁺ zastępuje NH₄⁺. W tych solach ich wiązania jonowe są na tyle silne, że woda nie sprzyja uwalnianiu CO._dwa; a przynajmniej nie gwałtownie.

Chociaż NH₄Al (OH)_dwaWSPÓŁ₃ (AACC, od angielskiego akronimu) ani NaAlCO₃(O)_dwa reprezentują węglan glinu, można je uznać za jego podstawowe pochodne.

Nieruchomości

Masa cząsteczkowa

233,98 g / mol.

Niestabilność

W poprzedniej sekcji wyjaśniono z perspektywy molekularnej, dlaczego Al_dwa(WSPÓŁ₃)₃ jest niestabilny. Ale jakiej transformacji to przechodzi? Należy wziąć pod uwagę dwie sytuacje: jedną suchą, a drugą „mokrą”.

Suchy

W stanie suchym anion CO₃^dwa- wraca do CO_dwa przez następujący rozkład:

Do_dwa(WSPÓŁ₃)₃  => Al_dwaLUB₃ + 3CO_dwa

Co ma sens, jeśli jest syntetyzowany pod wysokim ciśnieniem CO._dwa; czyli odwrotna reakcja:

Do_dwaLUB₃ + 3CO_dwa   => Al_dwa(WSPÓŁ₃)₃

Dlatego, aby zapobiec Al_dwa(WSPÓŁ₃)₃ sól powinna być poddana działaniu wysokiego ciśnienia (przy użyciu N_dwa, na przykład). W ten sposób powstaje CO_dwa nie byłby faworyzowany termodynamicznie.

Mokry

Podczas mokrej nawierzchni CO₃^dwa- ulega hydrolizie, w wyniku której powstają niewielkie ilości OH^-; ale wystarczy, aby wytrącić wodorotlenek glinu, Al (OH)₃:

WSPÓŁ₃^dwa-     +    H._dwaLUB    <=>    HCO₃^-    +     O^-

Do³⁺    +    3OH^-    <=>    Al (OH)₃

Z drugiej strony Al³⁺ hydrolizuje również:

Do³⁺    +    H._dwaLUB    <=>    Al (OH)_dwa^dwa+   +   H.⁺

Chociaż glin faktycznie nawadni się jako pierwszy³⁺ tworząc kompleks Al (H._dwaLUB)₆³⁺, który jest hydrolizowany dając [Al (H_dwaLUB)₅O]^dwa+ i H₃LUB⁺. Następnie H.₃O (lub H.⁺) proton do CO₃^dwa- do H._dwaWSPÓŁ₃, który rozkłada się na CO_dwa i H_dwaLUB:

WSPÓŁ₃^dwa-    +    2H⁺  => H._dwaWSPÓŁ₃

H._dwaWSPÓŁ₃   <=>  WSPÓŁ_dwa  +  H._dwaLUB

Zwróć uwagę, że w końcu Al³⁺ zachowuje się jak kwas (uwalnia H.⁺) i baza (uwalnia OH^- z równowagą rozpuszczalności Al (OH)₃); to znaczy wykazuje amfoterycyzm.

Fizyczny

Jeśli można ją wyodrębnić, ta sól prawdopodobnie będzie miała biały kolor, podobnie jak wiele innych soli glinu. Również ze względu na różnicę między jonowymi promieniami Al³⁺ i CO₃^dwa-, z pewnością miałby bardzo niską temperaturę topnienia lub wrzenia w porównaniu z innymi związkami jonowymi.

A jeśli chodzi o jego rozpuszczalność, byłby nieskończenie rozpuszczalny w wodzie. Ponadto byłby higroskopijnym i rozpływającym się ciałem stałym. Jednak to tylko domysły. Inne właściwości należałoby oszacować za pomocą modeli komputerowych poddanych działaniu wysokich ciśnień..

Aplikacje

Znane zastosowania węglanu glinu są medyczne. Był stosowany jako łagodny środek ściągający oraz jako lek na wrzody żołądka i stany zapalne. Jest również stosowany w celu zapobiegania tworzeniu się kamieni moczowych u ludzi..

Stosowano go w celu kontrolowania wzrostu zawartości fosforanów w organizmie, a także w leczeniu objawów zgagi, niestrawności i wrzodów żołądka..

Bibliografia

1. XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. & Chenguang L. (2012). Hydrotermalna synteza nanopłatków i nanowłókien wodorotlenku glinu amonowo-glinowego (AACH) Morfologie o kontrolowanym pH. Atlantis Press.
2. Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Wodorotlenek węglanu amonu i glinu NH4Al (OH) 2CO3 jako alternatywna droga przygotowania tlenku glinu: porównanie z klasycznym prekursorem bemitu. Powder Technology, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
3. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2019). Węglan glinu. Baza danych PubChem., CID = 10353966. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Wikipedia. (2019). Węglan glinu. Odzyskane z: en.wikipedia.org
5. Siarczan glinu. (2019). Węglan glinu. Odzyskany z: aluminiumsulfate.net