- מבנה אלומיניום קרבונט
- אלומיניום אמוניום הידרוקסיד פחמתי
- נכסים
- מסה מולארית
- חוסר יציבות
- יָבֵשׁ
- רָטוֹב
- גוּפָנִי
- יישומים
- הפניות
קרבונט האלומיניום הוא מלח אורגני שיש נוסחא הכימית 2 (CO 3 ) 3 . זהו קרבונט מתכתי כמעט ולא קיים, בהתחשב בחוסר היציבות הגבוה שלו בתנאים רגילים.
בין הסיבות לחוסר היציבות שלה אנו יכולים להזכיר את האינטראקציות האלקטרוסטטיות החלשות בין יוני Al 3+ ו- CO 3 2- אשר בתיאוריה צריכות להיות חזקות מאוד בגלל גודל המטענים שלהם.
פורמולת אלומיניום קרבונט. מקור: גבריאל בוליבר.
מלח לא מגלה חסרונות על הנייר בעת כתיבת המשוואות הכימיות של תגובותיו; אבל בפועל זה עובד נגדו.
למרות מה שנאמר, אלומיניום קרבונט יכול להופיע בחברה של יונים אחרים, כמו הדונזוניט המינרלי. כמו כן, יש נגזרת בה היא מתקשרת עם אמוניה מימית. השאר נחשב לתערובת בין Al (OH) 3 ו- H 2 CO 3 ; השווה לפיתרון מתוסכל עם משקע לבן.
לתערובת זו שימושים רפואיים. עם זאת, למלח הטהור, הניתן לבידוד וניתן להפעלה של Al 2 (CO 3 ) 3 אין יישומים אפשריים ידועים; לפחות לא תחת לחץ עצום או בתנאים קיצוניים.
מבנה אלומיניום קרבונט
מבנה הקריסטל של המלח הזה אינו ידוע מכיוון שהוא כל כך לא יציב שאי אפשר לאפיין אותו. מהנוסחה Al 2 (CO 3 ) 3 , לעומת זאת, ידוע כי היחס בין יוני Al 3+ ו- CO 3 2- הוא 2: 3; במילים אחרות, עבור כל שני קטיונים של Al 2+ חייבים להיות שלושה CO 3 2- אניונים המתקשרים איתם אלקטרוסטסטית.
הבעיה היא ששני היונים הם מאוד לא שווים בגודלם; Al 3+ הוא קטן מאוד ואילו CO 3 2- מגושם. הבדל זה כשלעצמו כבר משפיע על יציבות הסריג של סריג הגביש, שהיונים שלו היו מתקשרים "בצורה מביכה" אם ניתן לבודד מלח זה במצב מוצק.
בנוסף להיבט זה, Al 3+ הוא קטיון מקטב מאוד, מאפיין המעוות את הענן האלקטרוני של CO 3 2- . זה כאילו אתה רוצה לאלץ אותו להתקשר בצורה קוולנטית, למרות שהאניון לא יכול.
כתוצאה מכך, האינטראקציות היוניות בין Al 3+ ו- CO 3 2- נוטות לכיוונה; גורם נוסף שמוסיף לחוסר היציבות של Al 2 (CO 3 ) 3 .
אלומיניום אמוניום הידרוקסיד פחמתי
הקשר הכאוטי בין Al 3+ ל- CO 3 2- מתרכך במראה כאשר ישנם יונים אחרים שנמצאים בגביש; כמו NH 4 + ו- OH - , שמקורם בתמיסה של אמוניה. רביעיית היונים הזו, Al 3+ , CO 3 2- , NH 4 + ו- OH - , מצליחים להגדיר גבישים יציבים, ואפילו מסוגלים לאמץ מורפולוגיות שונות.
דוגמה נוספת הדומה לזה נצפתה במינרלים הדורסוניט ובגבישים האורתורומביים שלה, NaAlCO 3 (OH) 2 , שם Na + מחליף את NH 4 + . במלחים אלו הקשרים היוניים שלהם מספיק חזקים כך שהמים לא מקדמים את שחרורם של CO 2 ; או לפחות, לא בפתאומיות.
אף על פי NH 4 Al (OH) 2 CO 3 (AACC, על ראשי תיבות שלה באנגלית), וגם NaAlCO 3 (OH) 2 אינם מייצגים אלומיניום קרבונט, הם יכולים להיחשב כנגזרות בסיסיות ממנו.
נכסים
מסה מולארית
233.98 גרם / מול.
חוסר יציבות
בחלק הקודם הוסבר מנקודת מבט מולקולרית מדוע Al 2 (CO 3 ) 3 אינו יציב. אבל איזו טרנספורמציה היא עוברת? יש שני מצבים שיש לקחת בחשבון: האחד יבש והשני "רטוב".
יָבֵשׁ
במצב היבש, האוניון CO 3 2- חוזר ל- CO 2 על ידי הפירוק הבא:
Al 2 (CO 3 ) 3 => Al 2 O 3 + 3CO 2
מה הגיוני אם זה מסונתז בכפוף לאלומינה בלחץ גבוה של CO 2 ; כלומר, התגובה ההפוכה:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3 ) 3
לפיכך, כדי למנוע את פירוק Al 2 (CO 3 ) 3 , המלח צריך להיות נתון ללחץ גבוה (באמצעות N 2 , למשל). בדרך זו לא תועדף היווצרות של CO 2 תרמודינמית.
רָטוֹב
בעודו במצב הרטוב, CO 3 2- עובר הידרוליזה, המייצרת כמויות קטנות של OH - ; אבל מספיק כדי לזרז את האלומיניום הידרוקסיד, Al (OH) 3 :
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
ומצד שני, Al 3+ גם הוא הידרוליזה:
Al 3+ + H 2 O <=> Al (OH) 2 2+ + H +
אם כי ה- Al 3+ היה למעשה מתייבש לראשונה ליצירת מתחם Al (H 2 O) 6 3+ , המונע על ידי הידרוליזציה כדי לתת 2+ ו- H 3 O + . ואז H 3 O (או H + ) מגדיר את CO 3 2- ל- H 2 CO 3 , שמתפרק ל- CO 2 ו- H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
שימו לב שבסופו של דבר Al 3+ מתנהג כחומצה (משחרר H + ) ובסיס (משחרר OH - עם שיווי משקל המסיסות של Al (OH) 3 ); כלומר הוא מפגין אמפטריות.
גוּפָנִי
אם ניתן לבודד אותו, סביר להניח שמלח זה בצבע לבן, כמו מלחי אלומיניום רבים אחרים. כמו כן, בשל ההבדל בין הרדיוסים היוניים של Al 3+ ו- CO 3 2- , ללא ספק יהיו לו נקודות התכה או רתיחה נמוכות מאוד בהשוואה לתרכובות יוניות אחרות.
ולגבי המסיסות שלה, זה יהיה מסיס אינסופי במים. יתר על כן, זה יהיה מוצק היגרוסקופי וממלא עדין. עם זאת, אלה רק ניחושים. יש לאמוד מאפיינים אחרים באמצעות דגמי מחשב הנתונים בלחץ גבוה.
יישומים
היישומים הידועים של אלומיניום קרבונט הם רפואיים. הוא שימש כחומר דחוף קל וכתרופה לטיפול בכיב בקיבה ובדלקת. זה שימש גם למניעת היווצרות אבן שתן אצל בני אדם.
הוא שימש לבקרת עלייה בתכולת הפוספט בגוף וגם לטיפול בתסמינים של צרבת, עיכול בחומצה וכיב בקיבה.
הפניות
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. & Chenguang L. (2012). סינתזה הידרותרמית של אמוניום אלומיניום פחמתי הידרוקסיד (AACH) ננו-טלטות וננו-סיבים מורפולוגיות מבוקרות על-פי pH. הוצאת אטלנטיס.
- רובין לפיצ'ר, מתייה דיגן, פביאן סלוואטורי, מליקה בולל, דידייה קולסון, פרנסואה פואל (2017) אמוניום אלומיניום קרבונט הידרוקסיד NH4Al (OH) 2CO3 כדרך חלופית להכנת אלומינה: השוואה למבשר הבוהמיט הקלאסי. אבקת טכנולוגיה, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (2019). אלומיניום קרבונט. מאגר PubChem., CID = 10353966. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- ויקיפדיה. (2019). אלומיניום קרבונט. התאושש מ: en.wikipedia.org
- אלומיניום סולפט. (2019). פחמן אלומיניום. התאושש מ: aluminiumsulfate.net