- Structuur van aluminiumcarbonaat
- Aluminium ammoniumhydroxidecarbonaat
- Eigendommen
- Molaire massa
- Instabiliteit
- Droog
- Nat
- Fysiek
- Toepassingen
- Referenties
De aluminiumcarbonaat een anorganisch zout met de chemische formule A de 2 (CO 3 ) 3 . Het is een praktisch niet-bestaand metallisch carbonaat, gezien zijn hoge instabiliteit onder normale omstandigheden.
Onder de redenen voor zijn instabiliteit kunnen we de zwakke elektrostatische interacties noemen tussen de Al 3+ en CO 3 2- ionen , die in theorie erg sterk zouden moeten zijn vanwege de grootte van hun ladingen.
Formule van aluminiumcarbonaat. Bron: Gabriel Bolívar.
Zout kent op papier geen nadelen bij het schrijven van de chemische vergelijkingen van zijn reacties; maar in de praktijk werkt het hem tegen.
Ondanks wat er is gezegd, kan aluminiumcarbonaat voorkomen in het gezelschap van andere ionen, zoals het mineraal dawsoniet. Evenzo is er een derivaat waarin het in wisselwerking staat met waterige ammoniak. De rest wordt beschouwd als het midden tussen Al (OH) 3 en H 2 CO 3 ; wat gelijk is aan een bruisende oplossing met een wit neerslag.
Dit mengsel heeft medicinale toepassingen. Het zuivere, isoleerbare en manipuleerbare zout van Al 2 (CO 3 ) 3 kent echter geen mogelijke toepassingen; in ieder geval niet onder enorme druk of extreme omstandigheden.
Structuur van aluminiumcarbonaat
De kristalstructuur van dit zout is onbekend, omdat het zo onstabiel is dat het niet gekarakteriseerd kan worden. Uit de formule Al 2 (CO 3 ) 3 is het echter bekend dat de verhouding van de ionen Al 3+ en CO 3 2- 2: 3 is; Met andere woorden, voor elke twee Al 2 + -kationen moeten er drie CO 3 2- anionen elektrostatisch met hen in wisselwerking staan.
Het probleem is dat beide ionen erg ongelijk in grootte zijn; Al 3+ is erg klein, terwijl CO 3 2- omvangrijk is. Dit verschil op zichzelf heeft al invloed op de roosterstabiliteit van het kristalrooster, waarvan de ionen "onhandig" zouden interageren als dit zout in vaste toestand zou kunnen worden geïsoleerd.
Naast dit aspect is Al 3+ een sterk polariserend kation, een eigenschap die de elektronische wolk van CO 3 2- vervormt . Het is alsof je het wilt dwingen om covalent te binden, ook al kan het anion dat niet.
Bijgevolg neigen de ionische interacties tussen Al 3+ en CO 3 2 naar covalentie; een andere factor die bijdraagt aan de instabiliteit van Al 2 (CO 3 ) 3 .
Aluminium ammoniumhydroxidecarbonaat
De chaotische relatie tussen Al 3+ en CO 3 2 wordt zachter als er andere ionen in het kristal aanwezig zijn; zoals NH 4 + en OH - , afkomstig uit een oplossing van ammoniak. Dit kwartet van ionen, Al 3+ , CO 3 2- , NH 4 + en OH - , slaagt erin om stabiele kristallen te definiëren, zelfs in staat om verschillende morfologieën aan te nemen.
Een ander vergelijkbaar voorbeeld wordt waargenomen in het mineraal dawsoniet en zijn orthorhombische kristallen, NaAlCO 3 (OH) 2 , waarbij Na + NH 4 + vervangt . In deze zouten zijn hun ionische bindingen sterk genoeg zodat het water de afgifte van CO 2 niet bevordert ; of in ieder geval niet abrupt.
Hoewel NH 4 Al (OH) 2 CO 3 (AACC, voor de afkorting in het Engels), noch NaAlCO 3 (OH) 2 staan voor aluminiumcarbonaat, kunnen ze worden beschouwd als basische derivaten daarvan.
Eigendommen
Molaire massa
233,98 g / mol.
Instabiliteit
In de vorige paragraaf werd vanuit moleculair perspectief uitgelegd waarom Al 2 (CO 3 ) 3 onstabiel is. Maar welke transformatie ondergaat het? Er zijn twee situaties waarmee u rekening moet houden: de ene droog en de andere 'nat'.
Droog
In de droge situatie keert het anion CO 3 2 terug naar CO 2 door de volgende ontleding:
Al 2 (CO 3 ) 3 => Al 2 O 3 + 3CO 2
Dat is logisch als dit wordt gesynthetiseerd door aluminiumoxide onder hoge CO 2 -druk ; dat wil zeggen, de omgekeerde reactie:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3 ) 3
Om te voorkomen dat Al 2 (CO 3 ) 3 ontleedt, zou het zout onder hoge druk moeten worden gebracht (bijvoorbeeld met N 2 ). Op deze manier zou de vorming van CO 2 thermodynamisch niet bevorderlijk zijn.
Nat
Terwijl in de natte toestand, CO 3 2- ondergaat hydrolyse, die kleine hoeveelheden OH genereert - ; maar genoeg om het aluminiumhydroxide, Al (OH) 3 , neer te slaan :
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
En aan de andere kant wordt Al 3+ ook gehydrolyseerd:
Al 3+ + H 2 O <=> Al (OH) 2 2+ + H +
Hoewel Al 3+ eigenlijk eerst zou hydrateren om het Al (H 2 O) 6 3+ -complex te vormen , dat wordt gehydrolyseerd om 2+ en H 3 O + te geven . Vervolgens protoneert H 3 O (of H + ) CO 3 2- tot H 2 CO 3 , dat ontleedt tot CO 2 en H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
Merk op dat Al 3+ zich uiteindelijk gedraagt als een zuur (geeft H + vrij ) en een base (geeft OH vrij - met het oplosbaarheidsevenwicht van Al (OH) 3 ); dat wil zeggen, het vertoont amfoterie.
Fysiek
Als het kan worden geïsoleerd, is dit zout waarschijnlijk wit van kleur, net als veel andere aluminiumzouten. Vanwege het verschil tussen de ionstralen van Al 3+ en CO 3 2- , zou het zeker zeer lage smelt- of kookpunten hebben in vergelijking met andere ionische verbindingen.
En wat betreft zijn oplosbaarheid, het zou oneindig oplosbaar zijn in water. Bovendien zou het een hygroscopische en vervloeiende vaste stof zijn. Dit is echter slechts giswerk. Andere eigenschappen zouden moeten worden geschat met computermodellen die onder hoge druk staan.
Toepassingen
De bekende toepassingen van aluminiumcarbonaat zijn medisch. Het werd gebruikt als een mild samentrekkend middel en als medicijn om maagzweren en ontstekingen te behandelen. Het is ook gebruikt om de vorming van urinestenen bij mensen te voorkomen.
Het is gebruikt om een verhoging van het fosfaatgehalte in het lichaam onder controle te houden en ook om de symptomen van brandend maagzuur, zure oprispingen en maagzweren te behandelen.
Referenties
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. & Chenguang L. (2012). Hydrothermische synthese van ammoniumaluminiumcarbonaathydroxide (AACH) Nanoplatelets en nanovezels pH-gecontroleerde morfologieën. Atlantis Press.
- Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Ammoniumaluminiumcarbonaathydroxide NH4Al (OH) 2CO3 als alternatieve route voor de bereiding van aluminiumoxide: vergelijking met de klassieke boehmietvoorloper. Poedertechnologie, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (2019). Aluminium carbonaat. PubChem-database., CID = 10353966. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Aluminium carbonaat. Hersteld van: en.wikipedia.org
- Aluminiumsulfaat. (2019). Aluminiumcarbonaat. Hersteld van: aluminiumsulfate.net