Какие свойства проявляет гидроксид алюминия

Гидроксид алюминия , Al (OH) 3 , встречается в природе в виде минерала гиббсита (также известный как гидраргиллит) и тремя гораздо более редких полиморфов : байерит, doyleite и нордстрандят. Гидроксид алюминия является амфотерным в природе, то есть, он имеет как основные и кислотные свойства. Тесно связаны гидроксид алюминия оксид , AlO (ОН), и оксид алюминия или оксид алюминия (Al 2 O 3 ), последний из которых также амфотерные. Эти соединения вместе являются основными компонентами алюминиевой руды боксита .

Номенклатура

Присвоения имен для различных форм гидроксида алюминия является неоднозначным и не существует никакого универсального стандарта. Все четыре полиморфных имеют химический состав тригидроксида алюминия (один алюминиевый атом , прикрепленный к трем гидроксидным группам).

Гиббсит также известен как гидраргиллит, названный в честь греческих слов для воды ( гидры ) и глины ( argylles ). Первое соединение назвали гидраргиллит считалось, что гидроксид алюминия, но позднее было обнаружено, что фосфат алюминия ; несмотря на это, как гиббсит и гидраргиллит используются для обозначения того же полиморфизм гидроксида алюминия, с гиббситом используется наиболее часто в Соединенных Штатах и гидраргиллит чаще используется в Европе. В 1930 г. он был передан в качестве тригидрат α-оксида алюминия , чтобы противопоставить его с байерита , который получил название тригидрат β-оксида алюминия (альфа и бета обозначения были использованы , чтобы дифференцировать более и менее распространенные формы соответственно). В 1957 год симпозиум по глиноземной номенклатуре попытался разработать универсальный стандарт, в результате чего гиббсита быть обозначен & gamma; Al (OH) 3 , байерит став альфа-Al (OH) 3 , и нордстрандит быть обозначен Al (OH) 3 . На основе их кристаллографических свойств, предложенный номенклатура и обозначение для гиббсита , чтобы быть α-Al (OH) 3 , байерит , которые будут назначены бета-Al (OH) 3 , и оба нордстрандит и doyleite обозначены Al (OH) 3 . В соответствии с этим назначением, альфа и бета префиксы относятся к гексагональным, плотно упакованным структурам и измененным или обезвоженным полиморфизмам , соответственно, без дифференциации между нордстрандят и doyleite.

свойства

Гиббсит имеет типичную структуру гидроксида металла с водородными связями . Она построена из двойных слоев гидроксильных групп с алюминиевыми ионами , занимающих две трети октаэдрических дырок между двумя слоями.

Гидроксид алюминия является амфотерным . В кислоте , он действует в качестве базы Бренстеда-Лоури , подбирая ионы водорода и нейтрализует кислоту, получая соль:

3HCl + Al (OH) 3 → AlCl 3 + 3H 2 O

В базах, он действует как кислота Льюиса , принимая электронную пару из ионов гидроксида:

Al (OH) 3 + ОН — → Al (OH) 4 —

Полиморфизм

Четыре полиморфные гидроксид алюминия существует, все они основаны на общей комбинации одного атома алюминия и трех гидроксид молекул в разные кристаллических механизмы , которые определяют внешний вид и свойство соединения. Четыре комбинации:

• гиббсит
• байерит
• нордстрандита
• Doyleite

Все полиморфные состоят из слоев октаэдрических блоков гидроксида алюминия с алюминиевым атомом в центре и гидроксильных групп на сторонах, с водородными связями , удерживающих слои вместе. Полиморфизм различается в том , как слои укладывают вместе, с механизмами молекул и слоев , определенных кислотностью , наличие ионов ( в том числе соли ) и поверхностью минералов форм вещества на. В большинстве случаев, гиббсит является наиболее химически стабильной формой гидроксида алюминия. Все формы Al (OH) 3 кристаллов гексагональные.

производство

Практически весь гидроксид алюминия используется в коммерческих целях производится с помощью способа Байера , который включает растворение боксита в гидроксиде натрия при температурах до 270 ° C (518 ° F). Отходы твердых вещества, бокситы хвостохранилища , удаляют и гидроксид алюминия осаждают из раствора оставшегося алюмината натрия . Этот гидроксид алюминия может быть преобразован в оксид алюминия или оксид алюминия путем прокаливания .

Остаток или боксит хвостохранилище , который является в основном оксидом железа, сильно каустический из — за остаточный гидроксид натрия. Это исторически хранится в лагунах; это привело к Ajka глиноземного завода аварии в 2010 году в Венгрии, где плотина разрывной привела к утопления девяти человек. Дополнительные 122 искали лечение химических ожогов. Грязь загрязнена 40 квадратных километров (15 квадратных миль) земли и достигли Дуная . В то время как грязь считается нетоксичным из — за низких уровней тяжелых металлов, связанное с Взвесь имела рН 13.

Пользы

Одним из основных видов использования гидроксида алюминия в качестве сырья для производства других соединений алюминия: специальность прокаленных оксидов алюминия, сульфат алюминия , хлорида полиалюминиевого, хлорид алюминия , цеолиты , алюминат натрия , активированный оксид алюминия, и нитрат алюминия .

Свежеосажденного алюминий образует гидроксид гели , которые являются основанием для применения алюминиевых солей в качестве флокулянтов при очистке воды. Этот гель кристаллизует со временем. Гели гидроксида алюминия может быть обезвожены (например , с использованием смешивающимися с водой неводных растворителей , как этанол ) с получением аморфного порошка гидроксида алюминия, который легко растворяется в кислотах. Алюминиевый порошок гидроксида , который был нагрет до повышенной температуры в тщательно контролируемых условиях , что известно как активированный оксид алюминия , и используется в качестве осушителя , в качестве адсорбента при очистке газов, в качестве Клауса носителя катализатора для очистки воды, а также в качестве адсорбента для катализатора в процессе производства полиэтилена с помощью процесса Sclairtech.

Огнестойкий материал

Гидроксид алюминия также находит применение в качестве огнезащитного наполнителя для полимерных применений в аналогичном образе до гидроксида магния и смесей huntite и гидромагнезита . Он разлагается при температуре около 180 ° C (356 ° F), поглощает значительное количество тепла в процессе и испуская водяной пар. В дополнение к ведет себя как антипирен, она очень эффективна в качестве антидымная в широком диапазоне полимеров, в особенности в полиэфиры, акрилы, сополимер этилена и винилацетата, эпоксиды, ПВХ и резины.

фармацевтическая

Под общим названием «algeldrate», гидроксид алюминия используется в качестве антацидов в организме человека и животных ( в основном кошек и собак). Предпочтительно , по сравнению с другими альтернативами , такими как бикарбонат натрия , поскольку Al (OH) 3 , будучи нерастворимыми, не приводит к увеличению рН желудка выше 7 и , следовательно, не вызывает секрецию избытка кислоты в желудке. Торговые названия включают Alu-Cap, Aludrox, гавискон или Pepsamar. Он вступает в реакцию с избытком кислоты в желудке, что снижает кислотность содержимого желудка, которое может облегчить симптомы язвы , изжоги или диспепсии . Такие продукты могут вызывать запор , потому что ионы алюминия ингибируют сокращени гладких мышечных клеток в желудочно — кишечном тракте, замедление перистальтики и удлинение времени , необходимое для стула , чтобы пройти через толстую кишку . Некоторые такие продукты (такие , как Маалокс ) сформулированы так, чтобы свести к минимуму таких эффектов путем включения равных концентраций гидроксида магния или карбонат магния , которые уравновешивающая слабительные эффекты.

Это соединение также используются для контроля гиперфосфатемии (повышенный фосфата , или фосфора, уровни в крови) у людей и животных , страдающих от почечной недостаточности. Как правило, почка фильтровать избыток фосфат из крови, но почечная недостаточность может привести к накоплению фосфата. Соль алюминия, при попадании в организме, связывается с фосфатом в кишечнике и уменьшить количество фосфора , которое может быть поглощено.

Осажденный гидроксид алюминия включен в качестве адъюванта в некоторых вакцинах (например , вакцины против сибирской язвы ). Один из хорошо известных марок гидроксида алюминия в качестве адъюванта является Alhydrogel, сделанный Brenntag Biosector. Так как она поглощает белка хорошо, он также функционирует для стабилизации вакцин, предотвращая белки в вакцине от осаждения или прилипания к стенкам контейнера при хранении. Гидроксид алюминия иногда называют « квасцы », термин , как правило , зарезервирован для одного из нескольких сульфатов.

Составы вакцин , содержащих гидроксид алюминия стимулируют иммунную систему путем индукции высвобождения мочевой кислоты , иммунологической опасности сигнала. Это сильно привлекает определенные типы моноцитов , которые дифференцируются в дендритные клетки . Дендритные клетки подобрать антиген, отнести его к лимфатическим узлам , а также стимулировать Т — клетки и В — клетки . Это , как представляется , способствует индукции хорошего Th2 ответа, поэтому полезно для иммунизации против патогенов, которые блокируются антителами. Тем не менее, он имеет мало возможностей стимулировать клеточные (Th1) иммунные реакции, имеющие важное значение для защиты от многих патогенных микроорганизмов, не является полезным , когда антиген пептида -На.

Потенциальные побочные эффекты

В 1960 — е и 1970 — е годы было предположение , что алюминий был связан с различными неврологическими расстройствами , включая болезнь Альцгеймера . С тех пор, многочисленные эпидемиологические исследования не обнаружили никакой связи между воздействием алюминия и неврологическими расстройствами.

Рекомендации

внешняя ссылка

• Card International Chemical Safety 0373
• «Некоторые свойства гидроксида алюминия осаждают в присутствии глин», научно-исследовательский институт почвы, RC-Тернер, Министерство сельского хозяйства, Оттава
• Влияние старения на свойства катионов полиядерными hydroxyaluminum
• А второй вид многоядерного hydroxyaluminum катиона, его формирование и некоторые из его свойств