Struktura uhličitanu hlinitého, vlastnosti, použití

The uhličitan hlinitý je anorganická sůl, jejíž chemický vzorec je Al_dva(CO.)₃)₃. Jedná se o prakticky neexistující uhličitan kovu, vzhledem k jeho vysoké nestabilitě za normálních podmínek..

Mezi důvody jeho nestability můžeme zmínit slabé elektrostatické interakce mezi ionty Al³⁺ a CO₃^dva-, což by teoreticky mělo být velmi silné vzhledem k velikosti jejich nábojů. 

Sůl na papíře nečelí žádným nepříjemnostem, když jsou psány chemické rovnice jejích reakcí; ale v praxi se to obrací proti němu.

Navzdory tomu, co bylo řečeno, se uhličitan hlinitý může vyskytovat ve společnosti jiných iontů, jak je tomu u minerálu dawsonit. Existuje také derivát, ve kterém interaguje s vodným amoniakem. Zbytek se považuje za směs mezi Al (OH)₃ a H_dvaCO₃; což se rovná šumivému roztoku s bílou sraženinou.

Tato směs má léčebné použití. K čisté, izolovatelné a manipulovatelné soli Al_dva(CO.)₃)₃, žádné známé možné aplikace; alespoň ne za enormního tlaku nebo extrémních podmínek.

Rejstřík článků

• 1 Struktura uhličitanu hlinitého
  • 1.1 Uhličitan amonný hydroxid hlinitý
• 2 Vlastnosti
  • 2,1 molární hmotnost
  • 2.2 Nestabilita
  • 2.3 Fyzické
• 3 použití
• 4 Odkazy

Struktura uhličitanu hlinitého

Krystalová struktura této soli není známa, protože je tak nestabilní, že ji nelze charakterizovat. Ze svého vzorce Al_dva(CO.)₃)₃, Je však známo, že podíl Al iontů³⁺ a CO₃^dva- je 2: 3; to znamená za každé dva Al kationty^dva+ musí existovat tři anionty CO₃^dva- elektrostaticky s nimi interagují.

Problém je v tom, že oba ionty mají velmi nestejnou velikost; Al³⁺ je velmi malý, zatímco CO₃^dva- je to objemné. Tento rozdíl sám o sobě již ovlivňuje stabilitu mřížky krystalové mřížky, jejíž ionty by interagovaly „neohrabaně“, pokud by tato sůl mohla být izolována v pevném stavu.

Kromě tohoto aspektu Al³⁺ je to vysoce polarizační kation, vlastnost, která deformuje elektronický mrak CO₃^dva-. Je to, jako byste ho chtěli donutit kovalentně se spojit, i když to anion nemůže..

Následkem toho iontové interakce mezi Al³⁺ a CO₃^dva- inklinují ke kovalenci; další faktor, který zvyšuje nestabilitu Al_dva(CO.)₃)₃.

Hydrogenuhličitan amonný hlinitý

Chaotický vztah mezi Al³⁺ a CO₃^dva- zjemní vzhled, jsou-li ve skle přítomny jiné ionty; jako je NH₄⁺ a OH^-, z roztoku amoniaku. Toto kvarteto iontů, Al³⁺, CO₃^dva-, NH₄⁺ a OH^-, dokážou definovat stabilní krystaly, dokonce schopné přijmout různé morfologie.

Další podobný příklad lze pozorovat u minerálu dawsonit a jeho ortorombických krystalů, NaAlCO₃(ACH)_dva, kde Na⁺ nahrazuje NH₄⁺. V těchto solích jsou jejich iontové vazby dostatečně silné, aby voda nepodporovala uvolňování CO._dva; nebo alespoň ne náhle.

Ačkoli NH₄Al (OH)_dvaCO₃ (AACC, pro jeho zkratku v angličtině), ani NaAlCO₃(ACH)_dva představují uhličitan hlinitý, lze je považovat za jejich bazické deriváty.

Vlastnosti

Molární hmotnost

233,98 g / mol.

Nestabilita

V předchozí části bylo z molekulárního hlediska vysvětleno, proč Al_dva(CO.)₃)₃ je nestabilní. Ale jakou transformací prochází? Je třeba vzít v úvahu dvě situace: jednu suchou a druhou „mokrou“.

Suchý

V suché situaci byl anion CO₃^dva- vrátí se k CO_dva následujícím rozkladem:

Do_dva(CO.)₃)₃  => Al_dvaNEBO₃ + 3CO_dva

Což dává smysl, pokud je syntetizováno pod vysokým tlakem CO._dva; tj. obrácená reakce:

Do_dvaNEBO₃ + 3CO_dva   => Al_dva(CO.)₃)₃

Proto, aby se zabránilo Al_dva(CO.)₃)₃ sůl by měla být vystavena vysokému tlaku (s použitím N_dva, například). Tímto způsobem vznik CO_dva by nebylo termodynamicky zvýhodněno.

Mokré

V mokré situaci se CO₃^dva- podléhá hydrolýze, při které se vytváří malé množství OH^-; ale dost na vysrážení hydroxidu hlinitého, Al (OH)₃:

CO₃^dva-     +    H_dvaNEBO    <=>    HCO₃^-    +     Ach^-

Do³⁺    +    3OH^-    <=>    Al (OH)₃

A na druhé straně Al³⁺ také hydrolyzuje:

Do³⁺    +    H_dvaNEBO    <=>    Al (OH)_dva^dva+   +   H⁺

Ačkoli Al by ve skutečnosti nejprve hydratoval³⁺ za vzniku komplexu Al (H_dvaNEBO)₆³⁺, který se hydrolyzuje za vzniku [Al (H_dvaNEBO)₅ACH]^dva+ a H₃NEBO⁺. Pak H₃O (nebo H⁺) proton na CO₃^dva- do H_dvaCO₃, který se rozkládá na CO_dva a H_dvaNEBO:

CO₃^dva-    +    2H⁺  => H_dvaCO₃

H_dvaCO₃   <=>  CO_dva  +  H_dvaNEBO

Všimněte si, že nakonec Al³⁺ chová se jako kyselina (uvolňuje H⁺) a báze (uvolňuje OH^- s bilancí rozpustnosti Al (OH)₃); to znamená, že vykazuje amfotericismus.

Fyzický

Pokud ji lze izolovat, je pravděpodobné, že tato sůl bude mít bílou barvu, stejně jako mnoho jiných solí hliníku. Také kvůli rozdílu mezi iontovými poloměry Al³⁺ a CO₃^dva-, určitě by měl velmi nízké teploty tání nebo varu ve srovnání s jinými iontovými sloučeninami.

A pokud jde o jeho rozpustnost, byl by nekonečně rozpustný ve vodě. Dále by to byla hygroskopická a křehká pevná látka. Jedná se však pouze o dohady. U počítačových modelů vystavených vysokým tlakům by bylo nutné odhadnout další vlastnosti..

Aplikace

Známé aplikace uhličitanu hlinitého jsou lékařské. Používal se jako mírný stahující prostředek a jako lék k léčbě žaludečních vředů a zánětů. Používá se také k prevenci tvorby močových kamenů u lidí..

Používá se ke kontrole zvýšení obsahu fosfátů v těle a také k léčbě příznaků pálení žáhy, kyselých zažívacích potíží a žaludečních vředů..

Reference

1. XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. & Chenguang L. (2012). Hydrotermální syntéza nanoplatelet a nanovláken s hydrofobičitanem amonným hydroxidem hlinitým (AACH) pH řízené morfologie. Atlantis Press.
2. Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Hydroxid uhličitanu amonno-hlinitého NH4Al (OH) 2CO3 jako alternativní cesta pro přípravu oxidu hlinitého: srovnání s klasickým prekurzorem boehmitu. Powder Technology, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
3. Národní centrum pro biotechnologické informace. (2019). Uhličitan hlinitý. PubChem Database., CID = 10353966. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Wikipedia. (2019). Uhličitan hlinitý. Obnoveno z: en.wikipedia.org
5. Síran hlinitý. (2019). Uhličitan hlinitý. Obnoveno z: aluminiumsulfate.net