Hidroxid de aluminiu

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Hidroxid de aluminiu
Gibbsite-cristal-3D-bile.png
Hydroxid hlinitý.PNG
formula structurala
Numele IUPAC
trihidroxid de aluminiu
Denumiri alternative
hidrargilită
Caracteristici generale
Formula moleculară sau brută Al (OH) 3
Masa moleculară ( u ) 78,00
Aspect alb solid
numar CAS 21645-51-2
Numărul EINECS 244-492-7
PubChem 10176082
DrugBank DB06723
ZÂMBETE
[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3]
Proprietăți fizico-chimice
Densitate (g / cm 3 , în cs ) 2,42 (20 ° C)
Solubilitate în apă 2,7 × 10 −7 g / l (25 ° C)
Constanta de solubilitate la 298 K. 3,73 × 10 −33
Temperatură de topire 300 ° C (573 K) (eliberarea apei de cristalizare)
Informații de siguranță
Fraze H ---
Sfaturi P --- [1]

Hidroxidul de aluminiu (sau hidrargilita ) este produsul de hidratare al oxidului de aluminiu .

La temperatura camerei apare ca un solid alb inodor care nu este foarte solubil în apă.

Nomenclatură

Denumirea diferitelor forme de hidroxid de aluminiu este ambiguă și nu există un standard universal. Toate cele patru polimorfe au o compoziție chimică de trihidroxid de aluminiu (un atom de aluminiu atașat la trei grupe hidroxid ). [2] Gibbsite este, de asemenea, cunoscut sub numele de hydrargillite, numit după cuvântul grecesc pentru apă (ὕδωρ) și șist . S-a considerat că primul compus numit hidargilitit este hidroxid de aluminiu, dar s-a descoperit ulterior că este fosfat de aluminiu ; cu toate acestea, atât gibbsite cât și hydrargillite sunt utilizate pentru a se referi la același polimorfism ca hidroxid de aluminiu. În 1930, a fost numit trihidrat de α-alumină pentru a-l deosebi de bayerită, care a fost numită trihidrat de β-alumină (denumirile alfa și beta au fost folosite pentru a diferenția formele din ce în ce mai puțin frecvente). În 1957, un simpozion privind nomenclatura oxizilor de aluminiu a încercat să dezvolte un standard universal, rezultând că gibbsite a fost desemnat γ-Al (OH) 3 , bayerit α-Al (OH) 3 și nordstrandit Al (OH) 3 . [2]

Pe baza proprietăților lor cristalografice , o nomenclatură și o denumire sugerate indică faptul că gibbsite ar trebui să fie α-Al (OH) 3 , bayerit β-Al (OH) 3 și atât nordstrandit, cât și doyleit Al (OH) 3 . Sub această denumire, prefixele α și β se referă la structuri hexagonale, distanțate îndeaproape și, respectiv, polimorfisme modificate sau deshidratate , fără diferențe între nordstrandit și doyleit.

Caracteristici

Gibbsite-ul are o structură tipică de hidroxid metalic cu legături de hidrogen. Este format din straturi duble de grupări hidroxil cu ioni de aluminiu care ocupă două treimi din găurile octaedrice dintre cele două straturi. [3]

Este un hidroxid amfoteric , ca cel al galiului și care are un comportament similar cu cel al beriliului . Într-un mediu puternic acid, se formează Al (OH) 2 + , în timp ce într-un mediu bazic formează Al (OH) 4 - , acid orthaluminic cristalizabil , ale cărui săruri (și cele ale compușilor similari precum AlO 2 - ) sunt numite aluminați . [4]

Polimorfism

Există patru polimorfi de hidroxid de aluminiu, toate bazate pe combinația comună a unui atom de aluminiu și trei molecule de hidroxid în diferite aranjamente cristaline care determină aspectul și proprietățile compusului. Cele patru combinații sunt: [2]

Toți polimorfii sunt compuși din straturi de unități de hidroxid de aluminiu octaedric cu atomul de aluminiu în centru și grupuri hidroxil pe laturi, cu legături de hidrogen care țin straturile împreună. Polimorfii variază în modul în care straturile se acumulează împreună, aranjamentele moleculelor și straturilor fiind determinate de aciditate, prezența ionilor (inclusiv sarea) și substratul pe care se formează. În majoritatea condițiilor, gibbsite este cea mai stabilă formă chimică de hidroxid de aluminiu. Toate formele cristaline de Al (OH) 3 sunt hexagonale. [2]

Producție

Practic tot hidroxidul de aluminiu utilizat comercial este produs prin procesul Bayer [5] care implică dizolvarea bauxitei în hidroxidul de sodiu la temperaturi de până la 270 ° C. Solidul rezidual, numit nămol roșu , este îndepărtat și hidroxidul de aluminiu este precipitat din soluția de aluminat de sodiu rămasă. Acest hidroxid de aluminiu poate fi transformat în oxid de aluminiu sau alumină prin calcinare .

Reziduurile de nămol roșu, care sunt în principal oxid de fier, sunt foarte caustice datorită hidroxidului de sodiu rezidual. A fost stocat istoric în lagune; acest lucru a dus la accidentul din 2010 al fabricii de aluminiu Ajka din Ungaria, unde a izbucnit un baraj care a dus la înecarea a nouă persoane. Alți 122 au raportat arsuri chimice. Noroiul a contaminat 40 de kilometri pătrați de pământ și a ajuns la Dunăre . În timp ce nămolul a fost considerat netoxic din cauza nivelurilor scăzute de metale grele, nămolul asociat a avut un pH de 13. [6]

Sinteză

Dozele mici de produs poate fi obținut prin reacția clorurii de aluminiu , AICI3, cu hidroxid de sodiu , hidroxid de sodiu, într - un raport de 1: 3

Deoarece hidroxidul de aluminiu nu este foarte solubil în apă, formează un precipitat gelatinos alb.

Angajamente

Una dintre principalele utilizări ale hidroxidului de aluminiu este ca materie primă pentru producerea altor compuși de aluminiu: cum ar fi sulfatul de aluminiu, clorura de polialuminiu , clorura de aluminiu , zeoliții , aluminatul de sodiu , alumina activă și azotatul de aluminiu . [3]

Hidroxidul de aluminiu proaspăt precipitat formează geluri , care stau la baza aplicării sărurilor de aluminiu ca floculanți în purificarea apei. Acest gel cristalizează în timp. Gelurile de hidroxid de aluminiu pot fi deshidratate (de exemplu, utilizând solvenți miscibili neapoși, cum ar fi etanolul ) pentru a forma o pulbere amorfă de hidroxid de aluminiu, care este ușor solubilă în acizi. Hidroxidul de aluminiu sub formă de pulbere care a fost încălzit la o temperatură ridicată în condiții atent controlate este cunoscut sub numele de alumină activată și este utilizat ca desicant , ca adsorbant în purificarea gazelor, ca catalizator de sprijin în procesul Claus pentru purificarea apei și ca adsorbant pentru catalizatorul în timpul fabricării polietilenei cu procesul Sclairtech.

Rezistent la foc

Hidroxidul de aluminiu este, de asemenea, utilizat ca umplutură ignifugă pentru aplicații polimerice într-un mod similar cu hidroxidul de magneziu și amestecurile de huntită și hidromagnezită . [7] [8] [9] [10] [11] Se descompune la aproximativ 180 ° C, absorbind o cantitate semnificativă de căldură în proces și eliberând vapori de apă. Pe lângă faptul că acționează ca un agent ignifug, este foarte eficient ca agent de suprimare a fumului într-o gamă largă de polimeri, în special poliesteri, acrilici, acetat de etilen vinil, epoxi, PVC și cauciuc. [12]

Utilizare farmaceutică

Sub denumirea generică de "algeldrat", hidroxidul de aluminiu este utilizat ca antiacid la oameni și animale (în principal câini și pisici). Este preferat în comparație cu alte substanțe, cum ar fi bicarbonatul de sodiu, deoarece Al (OH) 3 , fiind insolubil, nu crește pH-ul stomacului peste 7 și, prin urmare, nu activează secreția de acid în exces. Este folosit de fapt în Alu-Cap, Aludrox, Malox sau Pepsamar. În general, atunci când este utilizat în domeniul farmacologic și în special în categoria antiacidelor, acesta este amestecat împreună cu un alt compus pentru a-și echilibra efectele de constipație. De exemplu: hidroxid de aluminiu + hidroxid de magneziu, ultimul inductor al motilității gastro-intestinale. Reacționează cu excesul de acid din stomac, reducând aciditatea conținutului său, [13] [14] care poate ameliora simptomele de ulcer , arsuri la stomac sau dispepsie . Astfel de produse pot provoca constipație , deoarece ionii de aluminiu inhibă contracțiile celulelor musculare netede în tractul gastrointestinal, încetinind peristaltismul și prelungind timpul necesar trecerii scaunului prin colon . [15] Unele dintre aceste produse sunt formulate pentru a minimiza aceste efecte prin includerea concentrațiilor egale de hidroxid de magneziu sau carbonat de magneziu , care au efecte laxative contrabalansate. [16]

Acest compus este, de asemenea, utilizat pentru a controla hiperfosfatemia (niveluri ridicate de fosfat sau fosfor în sânge) la oameni și animale care suferă de insuficiență renală. Sarea de aluminiu, atunci când este ingerată, se leagă de fosfatul din intestin și reduce cantitatea de fosfor care poate fi absorbită. [17] [18]

Hidroxidul de aluminiu precipitat este inclus ca adjuvant în unele vaccinuri (de exemplu, vaccinul antrax ). Deoarece absoarbe bine proteinele, acționează și pentru stabilizarea vaccinurilor, prevenind precipitarea proteinelor vaccinului sau lipirea de pereții recipientului în timpul depozitării. Hidroxidul de aluminiu este uneori numit „ alum ”, termen rezervat în general pentru unul dintre mai mulți sulfați.

Formulările de vaccin care conțin hidroxid de aluminiu stimulează sistemul imunitar prin inducerea eliberării de acid uric , un semn de avertizare imunologic. Acest lucru atrage puternic anumite tipuri de monocite care se diferențiază în celule dendritice . Celulele dendritice colectează antigenul, îl transportă către ganglionii limfatici și stimulează celulele T și celulele B. [19] Prin urmare, hidroxidul de aluminiu contribuie la inducerea unui răspuns bun Th2 , deci este util pentru imunizarea împotriva agenților patogeni care sunt blocați de anticorpi. Cu toate acestea, are o capacitate redusă de a stimula răspunsurile imune celulare (Th1), care este importantă pentru protecția împotriva multor agenți patogeni și nici nu este utilă atunci când antigenul este bazat pe peptide . [20]

Efecte adverse potențiale

În anii 1960 și 1970 , s-a presupus că aluminiul ar fi legat de diferite tulburări neurologice, inclusiv boala Alzheimer . [21] [22] De atunci, numeroase studii epidemiologice nu au găsit nicio legătură între expunerea la mediu sau de aluminiu ingerat și tulburări neurologice, deși aluminiul injectat nu a fost luat în considerare în aceste studii. [23] [24] [25]

Notă

  1. ^ Fișă informativă despre hidroxid de aluminiu pe IFA-GESTIS Arhivat 16 octombrie 2019 la Arhiva Internet .
  2. ^ a b c d AK Karamalidis și Dzombak DA, Modelarea complexării suprafeței: Gibbsite , John Wiley & Sons , 2010, pp. 15-17, ISBN 978-0-470-58768-3 .
  3. ^ a b KA Evans, Proprietăți și utilizări ale oxizilor de aluminiu și hidroxizilor de aluminiu , în AJ Downs (ed.), Chimia aluminiului, galiului, indiului și taliului , 1, Londra; New York, Blackie Academic & Professional, 1993, ISBN 978-0-7514-0103-5 .
  4. ^ Boundless, Basic and Amfhoteric Hydroxides , în Boundless Chemistry , 26 iulie 2016. Accesat la 2 iulie 2017 (arhivat din original la 22 august 2017) .
  5. ^ AR Hind, Bhargava SK și Grocott SC, The Surface Chemistry of Bayer Process Solids: A Review , în Colloids Surf Physiochem Eng Aspects , vol. 146, 1–3, 1999, pp. 359-74, DOI : 10.1016 / S0927-7757 (98) 00798-5 .
  6. ^ Ungaria se luptă cu torentul de nămol toxic , site-ul BBC News , 5 octombrie 2010.
  7. ^ LA Hollingbery and Hull TR, Comportamentul ignifug al Huntitei și hidromagnezitei - O revizuire ( PDF ), în Degradarea și stabilitatea polimerilor , vol. 95, nr. 12, 2010, pp. 2213-2225, DOI : 10.1016 / j.polymdegradstab.2010.08.019 .
  8. ^ LA Hollingbery and Hull TR, The Thermal Decomposition of Huntite and Hydromagnesite - A Review ( PDF ), în Thermochimica Acta , vol. 509, 1-2, 2010, pp. 1-11, DOI : 10.1016 / j.tca.2010.06.012 .
  9. ^ LA Hollingbery și Hull TR, Efectele ignifuge ale Huntitei în amestecuri naturale cu hidromagnezită ( PDF ), în Degradarea și stabilitatea polimerilor , vol. 97, nr. 4, 2012, pp. 504-512, DOI : 10.1016 / j.polymdegradstab.2012.01.024 .
  10. ^ LA Hollingbery and Hull TR, The Thermal Decomposition of Natural Mixtures of Huntite and Hydromagnesite ( PDF ), în Thermochimica Acta , vol. 528, 2012, pp. 45-52, DOI : 10.1016 / j.tca.2011.11.002 .
  11. ^ TR Hull, Witkowski A și Hollingbery LA, Fire Retardant Action of Mineral Fillers ( PDF ), în Degradarea și stabilitatea polimerilor , vol. 96, nr. 8, 2011, pp. 1462-1469, DOI : 10.1016 / j.polymdegradstab.2011.05.006 .
  12. ^ Huber Engineered Materials, Huber non-halogen ignifug aditivi ( PDF ), pe hubermaterials.com . Adus pe 3 iulie 2017 .
  13. ^ Galbraith, A, Bullock, S, Manias, E, Hunt, B și Richards, A, Fundamentals of pharmacology: a text for nurses and health professionals , Harlow, Pearson, 1999, p. 482.
  14. ^ Mark G. Papich, Hidroxid de aluminiu și carbonat de aluminiu , în Saunders Handbook of Veterinary Drugs , 2nd, St. Louis, Mo, Saunders / Elsevier, 2007, pp. 15-16, ISBN 978-1-4160-2888-8 .
  15. ^ Neena Washington, Antiacids and Anti Reflux Agents , Boca Raton, FL, CRC Press, 2 august 1991, p. 10, ISBN 978-0-8493-5444-1 .
  16. ^ Robert L. Bill, Farmacologie clinică și terapie pentru tehnicienii veterinari - E-Book , Elsevier Health Sciences, 1 septembrie 2016, p. 105, ISBN 978-0-323-44402-6 .
  17. ^ Donald C. Plumb, Hidroxid de aluminiu , în Plumb's Veterinary Drug Handbook , 7th, Stockholm, Wisconsin; Ames, Iowa, Wiley, 2011, pp. 36-37, ISBN 978-0-470-95964-0 .
  18. ^ Lifelearn Inc., Hidroxid de aluminiu , în Know Your Pet , 1 noiembrie 2010. Accesat la 30 iunie 2017 .
  19. ^ M Kool, Soullié T, van Nimwegen M, Willart MA, Muskens F, Jung S, Hoogsteden HC, Hammad H și Lambrecht BN,adjuvantul Alum mărește imunitatea adaptativă prin inducerea acidului uric și activarea celulelor dendritice inflamatorii , în J Exp Med , vol. . 205, nr. 4, 24 martie 2008, pp. 869-82, DOI : 10.1084 / jem . 20071087 , PMC 2807488 , PMID 18362170 .
  20. ^ MP Cranage and Robinson A, Vaccine Protocols - Volume 87 of Methods in Molecular Medicine Biomed Protocols , editat de Robinson A, Hudson MJ și Cranage MP, 2nd, Springer , 2003, p. 176, ISBN 978-1-59259-399-6 .
  21. ^ Mitul Alzheimer , alz.org , Asociația Alzheimer . Adus pe 29 iulie 2012 .
  22. ^ A Khan, aluminiu și boala Alzheimer , Alzheimers.org.uk , Alzheimer's Society , 1 septembrie 2008. Accesat la 8 martie 2012 (arhivat din original la 11 martie 2012) .
  23. ^ Rondeau V,O revizuire a studiilor epidemiologice pe aluminiu și silice în legătură cu boala Alzheimer și tulburările asociate , în Rev Environ Health , vol. 17, n. 2, 2002, pp. 107-21, DOI : 10.1515 / REVEH.2002.17.2.107 , PMC 4764671 , PMID 12222737 .
  24. ^ Martyn CN, Coggon DN, Inskip H, Lacey RF, Young WF, concentrații de aluminiu în apa potabilă și risc de boală Alzheimer , în Epidemiologie , vol. 8, nr. 3, mai 1997, pp. 281-6, DOI : 10.1097 / 00001648-199705000-00009 , JSTOR 3702254 , PMID 9115023 .
  25. ^ Graves AB, Rosner D, Echeverria D, Mortimer JA, Larson EB,Expuneri profesionale la solvenți și aluminiu și risc estimat de boală Alzheimer , în Occup Environ Med , vol. 55, nr. 9, septembrie 1998, pp. 627-33, DOI : 10.1136 / oem . 55.9.627 , PMC 1757634 , PMID 9861186 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN ( EN ) sh85004013
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei