- Struktur av aluminiumkarbonat
- Aluminiumammoniumhydroxidkarbonat
- Egenskaper
- Molmassa
- Instabilitet
- Torr
- Våt
- Fysisk
- tillämpningar
- referenser
Den aluminiumkarbonat är ett oorganiskt salt som har den kemiska formeln A den 2 (CO 3 ) 3 . Det är ett praktiskt taget obefintligt metalliskt karbonat, med tanke på dess höga instabilitet under normala förhållanden.
Bland orsakerna till dess instabilitet kan vi nämna de svaga elektrostatiska växelverkningarna mellan Al 3+ och CO 3 2- jonerna , som i teorin borde vara mycket starka på grund av storleken på deras laddningar.
Formel av aluminiumkarbonat. Källa: Gabriel Bolívar.
Salt har inga nackdelar på papper när man skriver de kemiska ekvationerna för dess reaktioner; men i praktiken fungerar det mot honom.
Trots vad som har sagts, kan aluminiumkarbonat förekomma i sällskap med andra joner, såsom mineral dawsonite. På samma sätt finns det ett derivat där det interagerar med vattenhaltig ammoniak. Resten anses vara en blandning mellan Al (OH) 3 och H 2 CO 3 ; vilket är lika med en brusande lösning med en vit fällning.
Denna blandning har medicinska användningar. Det rena, isolerbara och hanterbara saltet av Al 2 (CO 3 ) 3 har emellertid inga kända möjliga tillämpningar; åtminstone inte under enormt tryck eller extrema förhållanden.
Struktur av aluminiumkarbonat
Kristallstrukturen för detta salt är okänd eftersom det är så instabilt att det inte kan karakteriseras. Från sin formel Al 2 (CO 3 ) 3 är det emellertid känt att förhållandet Al 3+ och CO 3 2- joner är 2: 3; Med andra ord, för varje två Al 2 + -katjoner måste det finnas tre CO 3 2- anjoner som interagerar elektrostatiskt med dem.
Problemet är att båda jonerna är väldigt ojämlika; Al 3+ är mycket liten medan CO 3 2- är skrymmande. Denna skillnad påverkar redan i sig kristallgitterets gitterstabilitet, vars joner skulle samverka "besvärligt" om detta salt skulle kunna isoleras i fast tillstånd.
Utöver denna aspekt är Al 3+ en mycket polariserande katjon, en egenskap som deformerar det elektroniska molnet av CO 3 2- . Det är som om du vill tvinga den att binda kovalent, även om anjonen inte kan.
Följaktligen tenderar de joniska interaktionerna mellan Al 3+ och CO 3 2- att kovalens; en annan faktor som ökar instabiliteten hos Al 2 (CO 3 ) 3 .
Aluminiumammoniumhydroxidkarbonat
Det kaotiska förhållandet mellan Al 3+ och CO 3 2- mjuknar i utseende när det finns andra joner närvarande i kristallen; såsom NH 4 + och OH - , som kommer från en lösning av ammoniak. Denna kvartett av joner, Al 3+ , CO 3 2- , NH 4 + och OH - , lyckas definiera stabila kristaller, och med förmåga att anta olika morfologier.
Ett annat exempel som liknar detta observeras i mineral dawsonit och dess ortorombiska kristaller, NaAlCO 3 (OH) 2 , där Na + ersätter NH 4 + . I dessa salter är deras joniska bindningar tillräckligt starka så att vattnet inte främjar frisättningen av CO 2 ; eller åtminstone inte plötsligt.
Även NH 4 Al (OH) 2 CO 3 (AACC, för dess akronym på engelska), och inte heller NaAlCO 3 (OH) 2 representerar aluminiumkarbonat, kan de betraktas som grundläggande derivat därav.
Egenskaper
Molmassa
233,98 g / mol.
Instabilitet
I föregående avsnitt förklarades ur ett molekylperspektiv varför Al 2 (CO 3 ) 3 är instabil. Men vilken förvandling genomgår den? Det finns två situationer att tänka på: en torr och den andra "våt".
Torr
I den torra situationen återgår anjonen CO 3 2- till CO 2 genom följande nedbrytning:
Al 2 (CO 3 ) 3 => al 2 O 3 + 3CO 2
Vilket är meningsfullt om detta syntetiseras utsatt för aluminiumoxid för högt CO 2 -tryck ; det vill säga omvänd reaktion:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3 ) 3
Därför, för att förhindra att Al 2 (CO 3 ) 3 från sönderdelning, skulle saltet måste utsättas för högt tryck (med användning av N 2 , till exempel). På detta sätt skulle bildningen av CO 2 inte föredras termodynamiskt.
Våt
I den våta situationen genomgår CO 3 2- hydrolys, vilket genererar små mängder OH - ; men tillräckligt för att fälla ut aluminiumhydroxiden, Al (OH) 3 :
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
Och å andra sidan hydrolyseras Al 3+ :
Al 3+ + H 2 O <=> al (OH) 2 2+ + H +
Även om Al 3+ skulle faktiskt första hydrat för att bilda Al (H 2 O) 6 3+ komplex , som hydrolyserar för att ge 2 + och H 3 O + . Och sedan H 3 O (eller H + ) protonerar CO 3 2- till H 2 CO 3 , som sönderdelas till CO 2 och H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
Observera att till slut Al 3+ uppträder som en syra (frigör H + ) och en bas (frigör OH - med löslighetsbalansen i Al (OH) 3 ); det vill säga den visar amfotericism.
Fysisk
Om det kan isoleras kommer detta salt troligtvis att ha vit färg, som många andra aluminiumsalter. På grund av skillnaden mellan de joniska radierna för Al 3+ och CO 3 2- skulle den säkert ha mycket låga smält- eller kokpunkter jämfört med andra joniska föreningar.
Och när det gäller dess löslighet skulle den vara oändligt löslig i vatten. Dessutom skulle det vara ett hygroskopiskt och deliquescent fast ämne. Men det här är bara gissningar. Andra egenskaper måste uppskattas med datormodeller utsatta för högt tryck.
tillämpningar
De kända användningarna av aluminiumkarbonat är medicinska. Det användes som ett milt ansträngande medel och som ett läkemedel för att behandla magsår och inflammation. Det har också använts för att förhindra urinbildning hos människor.
Det har använts för att kontrollera en ökning av kroppens fosfatinnehåll och även för att behandla symtomen på halsbränna, sura matsmältningsbesvär och magsår.
referenser
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. & Chenguang L. (2012). Hydrotermisk syntes av ammoniumaluminiumkarbonathydroxid (AACH) Nanoplatelets och Nanofibers pH-kontrollerade morfologier. Atlantis Press.
- Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Ammoniumaluminiumkarbonathydroxid NH4Al (OH) 2CO3 som en alternativ väg för framställning av aluminiumoxid: jämförelse med den klassiska boehmitprekursorn. Powder Technology, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- National Center for Biotechnology Information. (2019). Aluminiumkarbonat. PubChem-databas., CID = 10353966. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Aluminiumkarbonat. Återställd från: en.wikipedia.org
- Aluminiumsulfat. (2019). Aluminiumkarbonat. Återställd från: aluminiumsulfate.net