- Struktura aluminijevega karbonata
- Aluminij amonijev hidroksid karbonat
- Lastnosti
- Molarna masa
- Nestabilnost
- Suha
- Mokro
- Fizično
- Prijave
- Reference
Aluminijev karbonat je anorganska sol, ki ima v kemijsko formulo  2 (CO 3 ) 3 . To je praktično neobstoječ kovinski karbonat glede na njegovo veliko nestabilnost v normalnih pogojih.
Med razlogi za njegovo nestabilnost lahko omenimo šibke elektrostatične interakcije med ioni Al 3+ in CO 3 2- , ki bi morali biti v teoriji zelo močni zaradi obsega njihovih nabojev.
Formula aluminijevega karbonata. Vir: Gabriel Bolívar.
Pri pisanju kemijskih enačb svojih reakcij sol na papirju nima pomanjkljivosti; v praksi pa deluje proti njemu.
Kljub povedanemu se aluminij karbonat lahko pojavi v družbi drugih ionov, kot je mineral dawsonit. Prav tako obstaja derivat, v katerem deluje z vodnim amonijakom. Ostalo se šteje za zmes med Al (OH) 3 in H 2 CO 3 ; ki je enaka šumeči raztopini z belo oborino.
Ta mešanica ima medicinske namene. Vendar čista, izolabilna in obvladljiva sol Al 2 (CO 3 ) 3 nima znanih možnih uporab; vsaj ne pod ogromnim pritiskom ali ekstremnimi pogoji.
Struktura aluminijevega karbonata
Kristalna struktura te soli ni znana, ker je tako nestabilna, da je ni mogoče opisati. Iz njegove formule Al 2 (CO 3 ) 3 pa je znano, da je razmerje ionov Al 3+ in CO 3 2- 2: 3; Z drugimi besedami, za vsa dva Al 2+ kationa morajo biti trije anioni CO 3 2-, ki med seboj elektrostatično delujejo.
Težava je v tem, da sta oba iona veliko neenakomerna; Al 3+ je zelo majhen, medtem ko je CO 3 2- obsežen. Ta razlika že sama po sebi vpliva na stabilnost rešetke kristalne rešetke, katere ioni bi med seboj "nerodno" delovali, če bi to sol lahko izolirali v trdnem stanju.
Poleg tega vidika je Al 3+ visoko polarizirajoč kation, lastnost, ki deformira elektronski oblak CO 3 2- . Kot da bi ga radi prisilili, da se kovalentno veže, čeprav anion ne more.
Posledično se ionske interakcije med Al 3+ in CO 3 2- težijo k kovalenci; še en dejavnik, ki povečuje nestabilnost Al 2 (CO 3 ) 3 .
Aluminij amonijev hidroksid karbonat
Haotično razmerje med Al 3+ in CO 3 2- mehča na videz, ko so v kristalu prisotni drugi ioni; kot sta NH 4 + in OH - , ki izhaja iz raztopine amoniaka. Ta četverica ionov, Al 3+ , CO 3 2- , NH 4 + in OH - , uspe določiti stabilne kristale, celo sposobne sprejeti različne morfologije.
Drug primer podoben temu je opaziti v mineralnem davsonit in njenih ortorombični kristalov, NaAlCO 3 (OH) 2 , kjer je Na + nadomešča NH 4 + . V teh solih so njihove ionske vezi dovolj močne, da voda ne spodbuja sproščanja CO 2 ; ali vsaj ne nenadoma.
Čeprav NH 4 Al (OH) 2 CO 3 (angleška kratica za AACC) in NaAlCO 3 (OH) 2 predstavljata aluminij karbonat, jih lahko štejemo za njegove osnovne derivate.
Lastnosti
Molarna masa
233,98 g / mol.
Nestabilnost
V prejšnjem razdelku je bilo z molekularne perspektive razloženo, zakaj je Al 2 (CO 3 ) 3 nestabilen. Toda katera transformacija je podvržena? Upoštevati morate dve situaciji: ena je suha, druga pa "mokra".
Suha
V suhi situaciji se anion CO 3 2- vrne na CO 2 z naslednjim razpadom:
Al 2 (CO 3 ) 3 => Al 2 O 3 + 3CO 2
Kar je smiselno, če je ta sintetiziran, da je glinica izpostavljena visokim tlakom CO 2 ; to je obratna reakcija:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3 ) 3
Zato, da se prepreči Al 2 (CO 3 ) 3 iz razpadajoče, bi sol morajo biti pod visokim tlakom (ob uporabi N 2 , na primer). Tako tvorba CO 2 ne bi bila termodinamično naklonjena.
Mokro
V mokrih razmerah se CO 3 2- podvrže hidrolizi, kar ustvari majhne količine OH - ; vendar dovolj za oborino aluminijevega hidroksida, Al (OH) 3 :
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
Po drugi strani pa je Al 3+ tudi hidroliziran:
Al 3+ + H 2 O <=> Al (OH) 2 2+ + H +
Čeprav Al 3+ bi dejansko najprej hidrat , da se tvori AL (H 2 O) 6 3+ kompleks , ki je hidroliziran, da smo dobili 2+ in H 3 O + . Potem H 3 O (ali H + ) protonira CO 3 2- do H 2 CO 3 , ki razpade na CO 2 in H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
Upoštevajte, da se Al 3+ na koncu obnaša kot kislina (sprošča H + ) in baza (sprošča OH - s topilnim ravnovesjem Al (OH) 3 ); to pomeni, da kaže amfoterizem.
Fizično
Če jo je mogoče izolirati, je verjetno ta sol bele barve, kot številne druge aluminijeve soli. Tudi zaradi razlike med ionskimi polmeri Al 3+ in CO 3 2- bi zagotovo imeli zelo nizka tališča ali vrelišča v primerjavi z drugimi ionskimi spojinami.
Glede topnosti pa bi bil v vodi neskončno topen. Poleg tega bi bila higroskopska in čudovita trdna snov. Vendar so to le ugibanja. Druge lastnosti bi bilo treba oceniti z računalniškimi modeli, ki so izpostavljeni visokim pritiskom.
Prijave
Znane aplikacije aluminijevega karbonata so medicinske. Uporabljali so ga kot blago adstrigentno in kot zdravilo za zdravljenje razjed in vnetja želodca. Uporabljali so ga tudi za preprečevanje nastajanja kamnov v urinu pri ljudeh.
Uporabljali so ga za nadzor povečanja telesne vsebnosti fosfatov in tudi za zdravljenje simptomov zgage, prebavne kisline in želodčnih razjed.
Reference
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. & Chenguang L. (2012). Hidrotermalna sinteza amonijevega aluminijevega karbonatnega hidroksida (AACH) nanoplatoke in nano vlakna Morfologije s pH-nadzorom. Atlantis Press.
- Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Amonijev aluminijev karbonat hidroksid NH4Al (OH) 2CO3 kot alternativna pot za pripravo glinice: primerjava s klasičnim predhodnikom boemita. Tehnologija prahu, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2019). Aluminij karbonat. Baza podatkov PubChem., CID = 10353966. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedija. (2019). Aluminij karbonat. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- Aluminijev sulfat. (2019). Aluminij karbonat. Pridobljeno: aluminijulfate.net