- Struktura węglanu glinu
- Węglan glinowo-amonowy
- Nieruchomości
- Masa cząsteczkowa
- Niestabilność
- Suchy
- Mokry
- Fizyczny
- Aplikacje
- Bibliografia
Węglan glinu jest nieorganicznym sól o o wzorze chemicznym A do 2 (CO 3 ) 3 . Jest to praktycznie nieistniejący węglan metalu, biorąc pod uwagę jego wysoką niestabilność w normalnych warunkach.
Wśród przyczyn jego niestabilności można wymienić słabe oddziaływania elektrostatyczne między jonami Al 3+ i CO 3 2- , które teoretycznie powinny być bardzo silne ze względu na wielkości ich ładunków.
Formuła węglanu glinu. Źródło: Gabriel Bolívar.
Sól nie ma żadnych wad na papierze podczas pisania równań chemicznych swoich reakcji; ale w praktyce działa przeciwko niemu.
Wbrew temu, co zostało powiedziane, węglan glinu może występować w towarzystwie innych jonów, np. Mineralnego dawsonitu. Istnieje również pochodna, w której oddziałuje z wodnym roztworem amoniaku. Resztę uważa się za mieszaninę między Al (OH) 3 i H 2 CO 3 ; co odpowiada roztworowi musującemu z białym osadem.
Ta mieszanina ma zastosowania lecznicze. Jednak czysta, dająca się wyodrębnić i możliwa do manipulacji sól Al 2 (CO 3 ) 3 nie ma znanych możliwych zastosowań; przynajmniej nie pod ogromnym ciśnieniem lub w ekstremalnych warunkach.
Struktura węglanu glinu
Struktura krystaliczna tej soli jest nieznana, ponieważ jest tak niestabilna, że nie można jej scharakteryzować. Z jego wzoru Al 2 (CO 3 ) 3 wiadomo jednak, że stosunek jonów Al 3+ i CO 3 2- wynosi 2: 3; Innymi słowy, na każde dwa kationy Al 2+ muszą istnieć trzy aniony CO 3 2- oddziałujące z nimi elektrostatycznie.
Problem polega na tym, że oba jony mają bardzo nierówną wielkość; Al 3+ jest bardzo mały, a CO 3 2- jest nieporęczny. Ta różnica już sama w sobie wpływa na stabilność sieci krystalicznej, której jony oddziaływałyby „niezgrabnie”, gdyby sól tę można było wyodrębnić w stanie stałym.
Oprócz tego Al 3+ jest silnie polaryzującym kationem, właściwością, która deformuje chmurę elektronową CO 3 2- . To tak, jakbyś chciał zmusić go do wiązania kowalencyjnego, nawet jeśli anion nie może.
W konsekwencji oddziaływania jonowe między Al 3+ i CO 3 2- zmierzają w kierunku kowalencyjnym; kolejny czynnik zwiększający niestabilność Al 2 (CO 3 ) 3 .
Węglan glinowo-amonowy
Chaotyczna zależność między Al 3+ i CO 3 2- mięknie, gdy w krysztale znajdują się inne jony; takie jak NH 4 + i OH - , pochodzące z roztworu amoniaku. Ten kwartet jonów, Al 3+ , CO 3 2- , NH 4 + i OH - , jest w stanie zdefiniować stabilne kryształy, zdolne nawet do przyjmowania różnych morfologii.
Inny podobny przykład można zaobserwować w minerale dawsonicie i jego rombowych kryształach, NaAlCO 3 (OH) 2 , gdzie Na + zastępuje NH 4 + . W tych solach ich wiązania jonowe są na tyle silne, że woda nie sprzyja uwalnianiu CO 2 ; a przynajmniej nie gwałtownie.
Chociaż NH 4 Al (OH) 2 CO 3 (AACC, od angielskiego akronimu), ani NaAlCO 3 (OH) 2 reprezentują węglan glinu, można je uznać za jego podstawowe pochodne.
Nieruchomości
Masa cząsteczkowa
233,98 g / mol.
Niestabilność
W poprzedniej sekcji wyjaśniono z perspektywy molekularnej, dlaczego Al 2 (CO 3 ) 3 jest niestabilny. Ale jakiej transformacji to przechodzi? Należy wziąć pod uwagę dwie sytuacje: jedną suchą, a drugą „mokrą”.
Suchy
W stanie suchym anion CO 3 2- powraca do CO 2 w wyniku następującego rozkładu:
Al 2 (CO 3 ) 3 => Al 2 O 3 + 3CO 2
Ma to sens, jeżeli ten syntezuje poddano glinu wysokich ciśnieniach CO 2 ; czyli odwrotna reakcja:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3 ) 3
Dlatego, aby zapobiec rozkładowi Al 2 (CO 3 ) 3 , sól musiałaby być poddana działaniu wysokiego ciśnienia ( na przykład przy użyciu N 2 ). W ten sposób tworzenie się CO 2 nie byłoby korzystne termodynamicznie.
Mokry
W stanie mokrym CO 3 2- ulega hydrolizie, w wyniku której powstają niewielkie ilości OH - ; ale wystarczająca do wytrącenia wodorotlenku glinu, Al (OH) 3 :
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
Z drugiej strony, Al 3+ jest również hydrolizowany:
Al 3+ + H 2 O <=> Al (OH) 2 2+ + H +
Chociaż Al 3+ faktycznie najpierw uwodniłby się, tworząc kompleks Al (H 2 O) 6 3+ , który jest hydrolizowany do 2+ i H 3 O + . Następnie H 3 O (lub H + ) protonuje CO 3 2- do H 2 CO 3 , który rozkłada się na CO 2 i H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
Zauważ, że na końcu Al 3+ zachowuje się jak kwas (uwalnia H + ) i zasadę (uwalnia OH - z równowagą rozpuszczalności Al (OH) 3 ); to znaczy wykazuje amfoterycyzm.
Fizyczny
Jeśli można ją wyodrębnić, sól ta prawdopodobnie będzie miała biały kolor, podobnie jak wiele innych soli glinu. Ponadto, ze względu na różnicę między promieniami jonowymi Al 3+ i CO 3 2- , z pewnością miałby on bardzo niską temperaturę topnienia lub wrzenia w porównaniu z innymi związkami jonowymi.
A jeśli chodzi o jego rozpuszczalność, byłby nieskończenie rozpuszczalny w wodzie. Ponadto byłby higroskopijnym i rozpływającym się ciałem stałym. Jednak to tylko domysły. Inne właściwości należałoby oszacować za pomocą modeli komputerowych poddanych działaniu wysokich ciśnień.
Aplikacje
Znane zastosowania węglanu glinu są medyczne. Stosowano go jako łagodny środek ściągający oraz jako lek do leczenia wrzodów żołądka i stanów zapalnych. Był również stosowany w celu zapobiegania tworzeniu się kamieni moczowych u ludzi.
Stosuje się go do kontrolowania wzrostu zawartości fosforanów w organizmie, a także do leczenia objawów zgagi, niestrawności i wrzodów żołądka.
Bibliografia
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. & Chenguang L. (2012). Hydrotermalna synteza nanopłatek i nanowłókien wodorotlenku glinu amonu (AACH) Morfologie o kontrolowanym pH. Atlantis Press.
- Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Wodorotlenek węglanu amonu i glinu NH4Al (OH) 2CO3 jako alternatywna droga przygotowania tlenku glinu: porównanie z klasycznym prekursorem bemitu. Powder Technology, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2019). Węglan glinu. Baza danych PubChem., CID = 10353966. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Węglan glinu. Odzyskane z: en.wikipedia.org
- Siarczan glinu. (2019). Węglan glinu. Odzyskany z: aluminiumsulfate.net