- estructura
- Fórmula i octàedre
- polimorfs
- propietats
- aparença física
- massa molar
- densitat
- Punt de fusió
- Solubilitat en aigua
- Producte de solubilitat
- Anfoterismo
- Nomenclatura
- usos
- matèria primera
- suports catalítics
- Compostos d'intercalació
- Retardant de foc
- medicinals
- adsorbent
- Riscos
- referències
El hidròxid d'alumini és un compost inorgànic la fórmula química és A l'(OH) 3. A diferència d'altres hidròxids metàl·lics, es tracta d'un amfòter, capaç de reaccionar o comportar-se com un àcid o una base, depenent de l'mig. És un sòlid blanc bastant insoluble en aigua, de manera que troba ús com component dels antiàcids.
A l'igual que el Mg (OH) 2 o la brucita, amb el qual comparteix certes característiques químiques i físiques, en forma pura llueix com un sòlid amorf i sense brillantor; però quan cristal·litza amb algunes impureses adquireix formes cristal·lines com si fossin perles. Entre aquests minerals, fonts naturals d'A l'(OH) 3, es troba la gibbsita.
Vidre especial de gibbsita. Font: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0
A més de la gibbsita estan també els minerals bayerita, nordstrandita i doleyíta, conformant els quatre polimorfs de l'hidròxid d'alumini. Estructuralment són molt similars els uns dels altres, diferenciant tot just en la manera en com es situen o s'acoblen les capes o làmines d'ions, així com el tipus d'impureses contingudes.
Controlant el pH i els paràmetres de síntesi, poden preparar-se qualsevol d'aquests polimorfs. Així mateix, poden intercalar-se entre les seves capes algunes espècies químiques d'interès, de manera que es creen materials o compostos d'intercalació. Això representa l'ús d'enfocament més tecnològic per al A l'(OH) 3. Els seus altres usos són com antiàcids.
D'altra banda, s'utilitza com a matèria primera per obtenir alúmina, i els seus nanopartícules s'han utilitzat com a suport catalític.
estructura
Fórmula i octàedre
La fórmula química A l'(OH) 3 indica d'una vegada que la relació A l' 3+: OH - és 1: 3; és a dir, que hi ha tres anions OH - per cada catió A l' 3+, la qual cosa és igual a dir que la tercera part dels seus ions correspon a l'alumini. Així doncs, l'A l' 3+ i OH - interaccionen electrostàticament fins que les seves atraccions-repulsions defineixen un vidre hexagonal.
No obstant això, l'A l' 3+ no necessàriament està envoltat de tres OH - sinó de sis; per tant, es parla d'un octaedre de coordinació, A l'(OH) 6, en el qual hi ha sis interaccions A el-O. Cada octaedre representa una unitat amb què es construeix el vidre, i un nombre dels mateixos adopten estructures triclínicas o monoclínicas.
La imatge inferior representa parcialment els octàedres A l'(OH) 6, ja que només s'observen quatre interaccions per als A l' 3+ (esferes marró clar).
Vidre hexagonal de la gibbsita, un mineral d'hidròxid d'alumini. Font: Benjah-bmm27.
Si s'observa detingudament aquesta estructura, la qual correspon a la de l'mineral gibbsita, podrà contemplar-que les esferes blanques integren les "cares" o superfícies de les capes de ions; aquestes són, els àtoms d'hidrogen dels ions OH -.
Cal notar a més que hi ha una capa A i una altra B (espacialment no són idèntiques), unides entre si mitjançant ponts d'hidrogen.
polimorfs
Les capes A i B no s'acoblen sempre de la mateixa manera, a l'igual que els seus entorns físics o els ions hostes (sals) poden canviar. En conseqüència, els vidres d'A l'(OH) 3 varien en quatre formes mineralògiques o, en aquest cas, polimòrfiques.
Es diu llavors que l'hidròxid d'alumini presenta fins a quatre polimorfs: gibbsita o hidrargilita (monoclínic), bayerita (monoclínic), doyleíta (triclínic) i nordstrandita (triclínic). D'aquests polimorfs, la gibbsita és el més estable i abundant; els altres són classificats com a minerals rars.
Si els vidres s'observessin a el microscopi, es veuria que la seva geometria és hexagonal (encara que un tant irregular). El pH juga un paper important en el creixement de tals vidres i sobre l'estructura resultant; és a dir, donat un pH pot formar-se un polimorf o un altre.
Per exemple, si el mitjà on precipita el A l'(OH) 3 té un pH menor a 5,8 es forma gibbsita; mentre que si el pH és més gran que aquest valor, es forma la bayerita.
En mitjans més bàsics, tendeix a formar-se cristalls de nordstrandita i doyleíta. Així doncs, a l'ésser la gibbsita més abundant, és un fet que reflecteix l'acidesa dels seus ambients meteoritzats.
propietats
aparença física
Sòlid blanc que pot venir en diferents formats: granulat o en pols, i d'aparença amorfa.
massa molar
78.00 g / mol
densitat
2,42 g / ml
Punt de fusió
300 ° C. No té punt d'ebullició perquè l'hidròxid perd aigua per transformar-se en l'alúmina o òxid d'alumini, A l' 2 O 3.
Solubilitat en aigua
1 · 10 -4 g / 100 ml. Tanmateix, la seva solubilitat augmenta amb l'addició d'àcids (H 3 O +) o àlcalis (OH -).
Producte de solubilitat
K sp = 3 · 10 -34
Aquest valor tan petit vol dir que tot just una ínfima porció es dissol en aigua:
A l'(OH) 3 (s) <=> A l' 3+ (aq) + 3OH - (ac)
I de fet aquesta menyspreable solubilitat ho torna un bon neutralitzador de l'acidesa, ja que no basifica massa el medi gàstric per no alliberar gairebé ions OH -.
Anfoterismo
El A l'(OH) 3 es caracteritza pel seu caràcter amfòter; és a dir, pot reaccionar o comportar-se com si fos un àcid o una base.
Per exemple, reacciona amb els ions H 3 O + (si el mitjà és aquós) per formar el va encunyar complex 3+; que al seu torn, s'hidrolitza per acidificar el medi, sent per tant el A l' 3+ un ion àcid:
A l'(OH) 3 (s) + 3H 3 O + (ac) => 3+ (ac)
3+ (ac) + H 2 O (l) <=> 2+ (aq) + H 3 O + (ac)
A l'succeir això, es diu que l'A el (OH) 3 es comporta com una base, ja que reacciona amb l'H 3 O +. D'altra banda, pot reaccionar amb l'OH -, comportant-se com un àcid:
A l'(OH) 3 (s) + OH - (aq) => A l'(OH) 4 - (ac)
En aquesta reacció el precipitat blanc d'A l'(OH) 3 es dissol davant l'excés d'ions OH -; fet que no passa igual amb altres hidròxids, com el de magnesi, Mg (OH) 2.
El A l'(OH) 4 -, ió aluminat, pot expressar-se de manera més apropiada com: -, destacant el nombre de coordinació de 6 per al catió A l' 3+ (l'octàedre).
Aquest ió pot continuar reaccionant amb més OH - fins a completar l'octaedre de coordinació: 3-, anomenat ió hexahidroxoaluminato.
Nomenclatura
El nom 'hidròxid d'alumini', amb el qual més s'ha fet referència a aquest compost, correspon a l'regit per la nomenclatura estoc. S'omet el (III) a la fi de la mateixa, ja que l'estat d'oxidació de l'alumini és +3 en tots els seus compostos.
Els altres dos noms possibles per referir-se a l'A el (OH) 3 són: trihidróxido d'alumini, d'acord a la nomenclatura sistemàtica i l'ús dels prefixos numeradors grecs; i hidròxid alumínico, acabant amb el sufix -ic per tenir un únic estat d'oxidació.
Tot i que en el terreny químic la nomenclatura de l'A el (OH) 3 no representa cap desafiament o confusió, fora d'ell tendeix a barrejar-se amb ambigüitats.
Per exemple, el mineral gibbsita és un dels polimorfs naturals de l'A el (OH) 3, a el qual també nomenen com γ-A l'(OH) 3 o α-A l'(OH) 3. No obstant això, el α-A l'(OH) 3 també pot correspondre a el mineral bayerita, o β-A l'(OH) 3, segons la nomenclatura cristal·logràfica. Mentrestant, els polimorfs nordstrandita i doyleita solen designar-se simplement com A l'(OH) 3.
La següent llista resumeix de manera clara el recent explicat:
-Gibbsita: (γ o α) -Al (OH) 3
-Bayerita: (α o β) -Al (OH) 3
-Nordstrandita: A l'(OH) 3
-Doyleita: A l'(OH) 3
usos
matèria primera
L'ús immediat per l'hidròxid d'alumini és com a matèria primera per a la producció d'alúmina o d'altres compostos, inorgànics o orgànics, d'alumini; per exemple: AlCl 3, A l'(NO 3) 3, AlF 3 o NaAl (OH) 4.
suports catalítics
Les nanopartícules d'A l'(OH) 3 poden actuar com a suports catalítics; és a dir, el catalitzador s'uneix a elles per quedar fixes en la seva superfície, on són accelerades les reaccions químiques.
Compostos d'intercalació
En l'apartat de les estructures es va explicar que l'A el (OH) 3 consisteix de capes o làmines A i B, acoblades per definir un vidre. Dins el mateix, hi ha espais o buits octaèdrics petits que poden ser ocupats per altres ions, metàl·lics o orgànics, o molècules neutres.
Quan es sintetitzen cristalls de A l'(OH) 3 amb aquestes modificacions estructurals, es diu que s'està preparant un compost d'intercalació; és a dir, s'intercalen o fiquen espècies químiques entre les làmines A i B. A el fer-ho, sorgeixen nous materials fabricats a partir d'aquest hidròxid.
Retardant de foc
El A l'(OH) 3 és un bon retardant de foc que troba aplicació com a material de rebliment de moltes matrius polimèriques. Això es deu al fet que absorbeix calor per alliberar vapor d'aigua, tal com ho fa el Mg (OH) 2 o la brucita.
medicinals
El A l'(OH) 3 és a més un neutralitzador de l'acidesa, reaccionant amb l'HCl de les secrecions gàstriques; novament, de manera similar a com succeeix amb el Mg (OH) 2 de la llet de magnèsia.
Tots dos hidròxids de fet poden barrejar-se en diferents antiàcids, utilitzats per alleujar els símptomes de persones que pateixen gastritis o úlceres estomacals.
adsorbent
Quan s'escalfa per sota del seu punt de fusió, l'hidròxid d'alumini es transforma en alúmina activada (així com carbó activat). Aquest sòlid s'utilitza com adsorbent de molècules indesitjables, ja sigui colorants, impureses, o gasos contaminants.
Riscos
Els riscos que poden representar l'hidròxid d'alumini no es deuen a ell com a sòlid, sinó com a medicament. No es necessita de cap protocol o normatives per emmagatzemar-lo, ja que no reacciona vigorosament amb agents oxidants, i tampoc és inflamable.
Quan s'ingereix en els antiàcids que s'aconsegueixen a les farmàcies, poden aparèixer efectes secundaris indesitjables, com ara restrenyiment i inhibició de l'fosfat dels intestins. Així mateix, i encara que no hi ha estudis que ho demostrin, se li ha associat amb desordres neurològics com la malaltia de l'Alzheimer.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Aluminium Hydroxide. Recuperat de: en.wikipedia.org
- National Center for Biotechnology Information. (2019). Aluminum Hydroxide. PubChem Database. CID = 10.176.082. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Danielle Reid. (2019). Aluminum Hydroxide: Formula & Side Effects. Study. Recuperat de: study.com
- Robert Schoen & Charles E. Roberson. (1970). Structures of aluminum Hydroxide and geochemical Implications. The American Mineralogist, Vol 55.
- Vitaly P. Isupov & col. (2000). Synthesis, Structure, Properties, and Application of Aluminium Hydroxide Intercalation Compounds. Chemistry for Sustainable Development 8,121-127.
- Drugs. (24 de març de al 2019). Aluminum Hydroxide Side Effects. Recuperat de: drugs.com