- מִבְנֶה
- פורמולה ואוקטאתרון
- פולימורפים
- נכסים
- מראה חיצוני
- מסה מולארית
- צְפִיפוּת
- נקודת המסה
- מסיסות במים
- מוצר מסיסות
- אמפוטריזם
- מִנוּחַ
- יישומים
- חומר גולמי
- תומכים קטליטיים
- תרכובות אינטרקלציה
- חסין אש
- תְרוּפָתִי
- ספיגה
- סיכונים
- הפניות
אלומיניום הידרוקסיד הוא תרכובת אורגנית עם הנוסחה הכימית A (OH) 3 . בניגוד להידרוקסיד מתכות אחרות, זו אמפטרית, המסוגלת להגיב או להתנהג כמו חומצה או בסיס, תלוי במדיום. זהו מוצק לבן שהוא די מסיס במים, וזו הסיבה שהוא מוצא שימוש כמרכיב של נוגדי חומצה.
כמו Mg (OH) 2 או ברוקיט, איתם הוא חולק מאפיינים כימיים ופיזיים מסוימים, בצורתו הטהורה הוא נראה כמו מוצק עמום ואמורפי; אך כאשר היא מתגבשת עם כמה זיהומים היא משיגה צורות קריסטליות כאילו היו פנינים. בין המינרלים הללו, המקורות הטבעיים של Al (OH) 3 , הוא gibbsite.
גביש מיוחד בגיביט. מקור: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0
בנוסף ל- gibbsite ישנם גם המינרלים Bayerite, Nordstrandite ו- Doleyite, המרכיבים את ארבעת הפולימורפים של אלומיניום הידרוקסיד. מבחינה מבנית הם דומים מאוד זה לזה, ונבדלים זה מזה רק באופן שבו שכבות או סדיני היונים ממוקמים או מצורפים, כמו גם בסוג הזיהום הכלול.
על ידי שליטה בפרמטרים של pH וסינתזה, ניתן להכין כל אחד מהפולימורפים הללו. כמו כן, ניתן לערוך בין מיני שכבות כמה מינים כימיים המעניינים כך שנוצרים חומרים בין תערובות או תרכובות. זה מייצג את השימוש בגישה טכנולוגית יותר עבור Al (OH) 3 . השימושים האחרים שלה הם כמו נוגדי חומצה.
מצד שני, הוא משמש כחומר גלם להשגת אלומינה, והחלקיקים שלו שימשו כתומך קטליטי.
מִבְנֶה
פורמולה ואוקטאתרון
הנוסחה הכימית Al (OH) 3 מצביעה בבת אחת כי היחס Al 3+ : OH - הוא 1: 3; כלומר, ישנם שלושה OH - אניונים לכל Al 3+ קטיון , וזה כמו לומר כי שליש היונים שלו מתאים אלומיניום. לפיכך, Al 3+ ו- OH - מקיימים אינטראקציה אלקטרוסטטית עד שדחיית המשיכה שלהם מגדירה גביש משושה.
עם זאת, אל 3+ אינו מוקף בהכרח על ידי שלושה OH - אלא על ידי שש; לכן אנו מדברים על אוקטדרדרון, Al (OH) 6 , בו יש שש אינטראקציות Al-O. כל אוקטאהדרון מייצג יחידה בה הקריסטל בנוי, ומספר מהם מאמצים מבנים טריקליניים או מונוקליניים.
התמונה התחתונה מייצגת חלקית את ה- O (OH) 6 אוקטדרה , מכיוון שרק ארבע אינטראקציות נצפות עבור Al 3+ (תחומים חומים בהירים).
גביש משושה של gibbsite, מינרל הידרוקסיד מאלומיניום. מקור: Benjah-bmm27.
אם מבט זה נצפה בקפידה, התואם לזה של חלל המינרלים, ניתן יהיה לראות כי הספירות הלבנות משלבות את "הפנים" או המשטחים של שכבות היון; אלה הם אטום המימן של OH - יונים .
שימו לב גם שיש שכבה A ועוד B (באופן מרחבי הם אינם זהים), ואליהם קשורים קשרי מימן.
פולימורפים
שכבות A ו- B לא תמיד מחוברות באותה צורה, בדיוק כמו שהסביבות הפיזיות שלהם או יוני המארח (מלחים) יכולים להשתנות. כתוצאה מכך, גבישי Al (OH) 3 משתנים בארבע צורות מינרלוגיות או, במקרה זה, פולימורפיות.
לאחר מכן נאמר כי באלומי הידרוקסיד יש עד ארבעה פולימורפים: גיביטיט או הידררגיליט (מונוקליני), Bayerite (monoclinic), doyleite (triclinic) ו- nordstrandite (triclinic). מבין הפולימורפים האלה, gibbsite הוא הכי יציב ושופע; השאר מסווגים כמינרלים נדירים.
אם הקריסטלים נצפו תחת מיקרוסקופ, ניתן היה לראות כי הגיאומטריה שלהם היא משושה (אם כי לא סדירה במקצת). ה- pH ממלא תפקיד חשוב בגידולם של גבישים כאלה ובמבנה המתקבל; כלומר, בהינתן pH, ניתן ליצור פולימורף כזה או אחר.
לדוגמה, אם המדיום שבו אל (OH) 3 משקעים יש pH נמוך מ 5.8, gibbsite נוצר; ואילו אם ה- pH גבוה מערך זה, נוצר Bayerite.
בתקשורת בסיסית יותר, נוצרים גבישים נורדסטרנדיט ודוילייט. לפיכך, בהיותו הגיבסיטוס השופע ביותר, עובדה זו משקפת את החומציות בסביבותיו הבלויות.
נכסים
מראה חיצוני
מוצק לבן שיכול להגיע בפורמטים שונים: גרגיר או אבקה, ואמורפי במראה.
מסה מולארית
78.00 גרם / מול
צְפִיפוּת
2.42 גרם / מ"ל
נקודת המסה
300 מעלות צלזיוס אין לו נקודת רתיחה מכיוון שההידרוקסיד מאבד מים כדי להפוך לאלומינה או תחמוצת אלומיניום, Al 2 O 3 .
מסיסות במים
1 · 10 -4 גרם / 100 מ"ל. עם זאת, המסיסות שלה עולה עם תוספת של חומצות (H 3 O + ) או אלקליות (OH - ).
מוצר מסיסות
K sp = 3 10 −34
הערך הקטן ביותר הזה אומר שרק חלק זעיר מתמוסס במים:
Al (OH) 3 (ים) <=> Al 3+ (aq) + 3OH - (aq)
ואכן מסיסות זניחה זו עושה את זה מנטרל חומציות טובה, שכן הוא אינו basify סביבת הקיבה יותר מדי כי זה לא לשחרר כמעט OH - יונים .
אמפוטריזם
Al (OH) 3 מאופיין באופיו האמפוטרי; כלומר הוא יכול להגיב או להתנהג כאילו מדובר בחומצה או בבסיס.
לדוגמא, הוא מגיב עם H 3 O + יונים (אם המדיום הוא מימי) כדי ליצור את המימייה מורכבת 3+ ; אשר, בתורו, הוא הידרוליזה כדי להחמיר את המדיום, ולכן Al 3+ הוא יון חומצי:
Al (OH) 3 (s) + 3H 3 O + (aq) => 3+ (aq)
3+ (aq) + H 2 O (l) <=> 2+ (aq) + H 3 O + (aq)
כאשר זה קורה, נאמר כי Al (OH) 3 מתנהג כמו בסיס, מכיוון שהוא מגיב עם H 3 O + . מצד שני, הוא יכול להגיב עם OH - , להתנהג כמו חומצה:
Al (OH) 3 (s) + OH - (aq) => Al (OH) 4 - (aq)
בתגובה זו המשקע הלבן של אל (OH) 3 מתמוסס לפני העודף של OH - יונים ; זה לא אותו דבר עם הידרוקסידים אחרים, כמו מגנזיום, מג (OH) 2 .
ניתן לבטא את ה- Al (OH) 4 - , יון אלומיניום, באופן מתאים יותר כ: - תוך הדגשת מספר הקואורדינציה של 6 לקטיון Al 3+ (האוקטאהדרון).
יון זה יכול להמשיך ולהגיב עם OH יותר - עד להשלים את הקואורדינציה האוקטאהדרונית: 3 , המכונה יון הקסהידרוקסואלומינאט.
מִנוּחַ
השם 'הידרוקסיד אלומיניום', שאליו התייחס לרוב לתרכובת זו, תואם לזה שנשלט על ידי שמות המניות. בסוף (III) מושמט כיוון שמצב החמצון של האלומיניום הוא +3 בכל תרכובותיו.
שני השמות האחרים האפשריים להתייחס ל- Al (OH) 3 הם: טריהידרוקסיד אלומיניום, על פי הנוטט השיטתי והשימוש בקידומות המספרות היווניות; והידרוקסיד מאלומיניום, שמסתיים בסיומת --ico מכיוון שיש לו מצב חמצון יחיד.
למרות שבשדה הכימי המינויי של אל (OH) 3 אינו מייצג שום אתגר או בלבול, מחוצה לו הוא נוטה להיות מעורבב עם עמימות.
לדוגמה, הגיביטס המינרלי הוא אחד הפולימורפים הטבעיים של Al (OH) 3 , הידוע גם בשם γ-Al (OH) 3 או α-Al (OH) 3 . עם זאת, α-Al (OH) 3 עשוי להתכתב גם עם המינרל Bayerite, או β-Al (OH) 3 , על פי הנוזל הקריסטלוגרפי. בינתיים, הפולימורפים נורדסטרנדיט ודוילייט מוגדרים לרוב פשוט בשם Al (OH) 3 .
הרשימה הבאה מסכמת בבירור את מה שהוסבר זה עתה:
אתר: (γ או α) -Al (OH) 3
-Bayerite: (α או β) -Al (OH) 3
-Nordstrandite: Al (OH) 3
-דוליט: Al (OH) 3
יישומים
חומר גולמי
השימוש המיידי באלומיניום הידרוקסיד הוא כחומר גלם לייצור אלומינה או תרכובות אחרות, אורגניות או אורגניות, מאלומיניום; לדוגמה: AlCl 3 , Al (NO 3 ) 3 , AlF 3 או NaAl (OH) 4 .
תומכים קטליטיים
Al (OH) 3 חלקיקי ננו יכולים לשמש כתומכים קטליטיים; כלומר הזרז נקשר אליהם להישאר קבוע על פני השטח שלהם, שם מואצים תגובות כימיות.
תרכובות אינטרקלציה
בחלק המבנים הוסבר כי Al (OH) 3 מורכב משכבות או יריעות A ו- B, המשולבים להגדרת גביש. בתוכו ישנם חללים או חורים קטנים של אוקטאהדרלה שיכולים לתפוס אותם על ידי יונים אחרים, מולקולות מתכתיות או אורגניות או ניטרליות.
כאשר מסונתזים גבישי Al (OH) 3 עם שינויים מבניים אלו , נאמר כי מכינים תרכובת אינטרקלציה; כלומר הם משתלבים או מכניסים מינים כימיים בין יריעות A ו- B. בכך נוצרים חומרים חדשים העשויים מהידרוקסיד זה.
חסין אש
Al (OH) 3 הוא חומר מעכב אש טוב שמוצא יישום כחומר מילוי עבור מטריצות פולימריות רבות. הסיבה לכך היא שהיא סופגת חום כדי לשחרר אדי מים, בדיוק כמו שעושה Mg (OH) 2 או ברוציט.
תְרוּפָתִי
Al (OH) 3 הוא גם מנטרל של חומציות, מגיב עם HCl בהפרשות קיבה; שוב, בדומה ל- Mg (OH) 2 בחלב מגנזיה.
למעשה ניתן לערבב בין שני ההידרוקסידים בנוגדי חומצה שונים המשמשים להקל על הסימפטומים של אנשים הסובלים מדלקת קיבה או כיב בקיבה.
ספיגה
כשהוא מחומם מתחת לנקודת ההתכה שלו, ההידרוקסיד האלומיניום הופך לאלומינה מופעלת (כמו גם לפחמן פעיל). מוצק זה משמש כחומר סופג למולקולות בלתי רצויות, בין אם מדובר בצבעים, זיהומים או גזים מזהמים.
סיכונים
הסיכונים שיכולים להוות אלומיניום הידרוקסיד אינם נובעים ממנו כמוצק, אלא כתרופה. אין צורך בפרוטוקול או בתקנות בכדי לאחסן אותו, מכיוון שהוא אינו מגיב בעוצמה עם חומרים מחמצנים, והוא אינו דליק.
כאשר נבלעים בתכשירים נוגדי חומצה הזמינים בבתי מרקחת, עלולות להופיע תופעות לוואי לא רצויות, כמו עצירות ועיכוב פוספט במעיים. כמו כן, ולמרות שאין מחקרים שהוכיחו זאת, הוא קשור להפרעות נוירולוגיות כמו מחלת אלצהיימר.
הפניות
- שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.
- ויקיפדיה. (2019). הידרוקסיד אלומיניום. התאושש מ: en.wikipedia.org
- המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (2019). הידרוקסיד אלומיניום. מאגר PubChem. CID = 10176082. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- דניאלה ריד. (2019). אלומיניום הידרוקסיד: פורמולה ותופעות לוואי. לימוד. התאושש מ: study.com
- רוברט שון וצ'רלס א. רוברסון. (1970). מבנים של אלומיניום הידרוקסיד והשלכות גיאוכימיות. המינרולוג האמריקאי, כרך 55.
- ויטלי פ. איסופוב וקול. (2000). סינתזה, מבנה, תכונות ויישום של תרכובות אינטרקלציה אלומיניום הידרוקסיד. כימיה לפיתוח בר-קיימא 8,121-127.
- סמים. (24 במרץ, 2019). תופעות לוואי מאלומיניום הידרוקסיד. התאושש מ: drugs.com