ALUMINIUM HIDROKSIDA: STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, RISIKO - KIMIA - 2026

The aluminium hidroksida adalah sebatian organik dengan formula kimia A a (OH) ₃ . Tidak seperti hidroksida logam lain, ia adalah amfoterik, mampu bertindak balas atau berkelakuan seperti asid atau basa, bergantung pada mediumnya. Ia adalah pepejal putih yang tidak larut dalam air, sebab itulah ia digunakan sebagai komponen antasid.

Seperti Mg (OH) ₂ atau brucite, yang dengannya ia mempunyai ciri-ciri kimia dan fizikal tertentu, dalam bentuk tulennya ia kelihatan seperti pepejal amorf yang kusam; tetapi apabila ia mengkristal dengan beberapa kekotoran, ia memperoleh bentuk-bentuk kristal seolah-olah itu adalah mutiara. Di antara mineral ini, sumber semula jadi Al (OH) ₃ , adalah laman web gibb.

Kristal gibbsite khas. Sumber: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Selain gibbsite juga terdapat mineral bayerite, nordstrandite dan doleyite, yang membentuk empat polimorf aluminium hidroksida. Secara struktural mereka sangat mirip satu sama lain, hampir tidak berbeza cara lapisan atau kepingan ion diletakkan atau digabungkan, serta jenis kekotoran yang terkandung.

Dengan mengawal parameter pH dan sintesis, mana-mana polimorf ini dapat disiapkan. Juga, beberapa spesies kimia yang menarik dapat disatukan antara lapisannya, sehingga bahan atau sebatian interkalasi diciptakan. Ini mewakili penggunaan pendekatan yang lebih teknologi untuk Al (OH) ₃ . Kegunaannya yang lain adalah sebagai antasid.

Sebaliknya, ia digunakan sebagai bahan mentah untuk mendapatkan alumina, dan nanopartikelnya telah digunakan sebagai penyokong pemangkin.

Struktur

Formula dan oktahedron

Rumus kimia Al (OH) ₃ menunjukkan sekaligus bahawa nisbah Al ³⁺ : OH ^- adalah 1: 3; iaitu, terdapat tiga OH ^- anion untuk setiap kation Al ³⁺ , yang sama dengan mengatakan bahawa satu pertiga ionnya sesuai dengan aluminium. Oleh itu, Al ³⁺ dan OH ^- berinteraksi secara elektrostatik sehingga daya tarikan-tolakan mereka menentukan kristal heksagon.

Walau bagaimanapun, Al ³⁺ tidak semestinya dikelilingi oleh tiga OH ^- tetapi oleh enam; oleh itu, kita bercakap mengenai oktahedron koordinasi, Al (OH) ₆ , di mana terdapat enam interaksi Al-O. Setiap oktahedron mewakili satu unit dengan mana kristal itu dibina, dan sebilangan daripadanya menggunakan struktur triklinik atau monoklinik.

Gambar bawah sebahagiannya mewakili oktahedra Al (OH) ₆ , kerana hanya empat interaksi yang diperhatikan untuk Al ³⁺ (sfera coklat muda).

Kristal heksagon gibbsite, mineral aluminium hidroksida. Sumber: Benjah-bmm27.

Sekiranya struktur ini diperhatikan dengan teliti, yang sesuai dengan struktur gibbsite mineral, dapat dilihat bahawa sfera putih membentuk "muka" atau permukaan lapisan ion; ini adalah atom hidrogen daripada OH ^- ion .

Perhatikan juga bahawa terdapat lapisan A dan B lain (secara spasial tidak serupa), disatukan oleh ikatan hidrogen.

Polimorf

Lapisan A dan B tidak selalu digabungkan dengan cara yang sama, sama seperti persekitaran fizikal atau ion inang (garam) mereka boleh berubah. Akibatnya, kristal Al (OH) ₃ berbeza dalam empat mineralogi atau, dalam kes ini, bentuk polimorfik.

Aluminium hidroksida kemudian dikatakan mempunyai hingga empat polimorf: gibbsite atau hydrargillite (monoclinic), bayerite (monoclinic), doyleite (triclinic) dan nordstrandite (triclinic). Daripada polimorf ini, laman web gibb adalah yang paling stabil dan banyak; selebihnya dikelaskan sebagai mineral langka.

Sekiranya kristal diperhatikan di bawah mikroskop, dapat dilihat bahawa geometri mereka bersifat heksagon (walaupun agak tidak teratur). PH memainkan peranan penting dalam pertumbuhan kristal tersebut dan pada struktur yang dihasilkan; iaitu, diberi pH, satu polimorf atau yang lain dapat terbentuk.

Sebagai contoh, jika medium di mana Al (OH) ₃ mendakan mempunyai pH lebih rendah daripada 5,8, gibbsite terbentuk; sedangkan jika pH lebih tinggi daripada nilai ini, bayerit terbentuk.

Dalam media yang lebih asas, kristal nordstrandit dan doyleite cenderung terbentuk. Oleh itu, sebagai laman web gibb yang paling banyak, itu adalah fakta yang mencerminkan keasidan persekitarannya yang lapuk.

Hartanah

Penampilan fizikal

Pepejal putih yang boleh datang dalam pelbagai format: butiran atau serbuk, dan penampilan amorf.

Jisim molar

78.00 g / mol

Ketumpatan

2.42 g / mL

Takat lebur

300 ° C. Ia tidak mempunyai titik didih kerana hidroksida kehilangan air untuk berubah menjadi alumina atau aluminium oksida, Al ₂ O ₃ .

Keterlarutan air

1 · 10 ^-4 g / 100 mL. Walau bagaimanapun, kelarutannya meningkat dengan penambahan asid (H ₃ O ⁺ ) atau alkali (OH ^- ).

Produk keterlarutan

K _sp = 3 10 ⁻³⁴

Nilai yang sangat kecil ini bermaksud bahawa hanya sebahagian kecil yang larut dalam air:

Al (OH) ₃ (s) <=> Al ³⁺ (aq) + 3OH ^- (aq)

Dan sebenarnya kelarutan diabaikan ini menjadikan ia satu peneutral baik keasidan, kerana ia tidak basify alam sekitar perut terlalu banyak kerana ia tidak melepaskan hampir OH ^- ion .

Amfoterisme

Al (OH) ₃ dicirikan oleh watak amfoteriknya; iaitu, ia boleh bertindak balas atau bersikap seolah-olah itu adalah asid atau basa.

Contohnya, ia bertindak balas dengan ion H ₃ O ⁺ (jika medium berair) untuk membentuk kompleks berair ³⁺ ; yang seterusnya dihidrolisiskan untuk mengasamkan medium, oleh itu Al ^{3+ adalah} ion asid:

Al (OH) ₃ ( ₃ ) + 3H ₃ O ⁺ (aq) => ³⁺ (aq)

³⁺ (aq) + H ₂ O (l) <=> ²⁺ (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

Apabila ini berlaku, Al (OH) ₃ dikatakan berkelakuan seperti pangkalan, kerana ia bertindak balas dengan H ₃ O ⁺ . Sebaliknya, ia boleh bertindak balas dengan OH ^- , berkelakuan seperti asid:

Al (OH) ₃ (+) ^- OH ^- (aq) => Al (OH) ₄ ^- (aq)

Dalam tindak balas ini mendakan putih Al (OH) ₃ larut sebelum lebihan OH ^- ion ; Ini tidak sama dengan hidroksida lain, seperti magnesium, Mg (OH) ₂ .

Al (OH) ₄ ^- , ion aluminat, dapat dinyatakan dengan lebih tepat sebagai: ^- , menyoroti nombor koordinasi 6 untuk kation Al ³⁺ (oktahedron).

Ion ini dapat terus bertindak balas dengan lebih banyak OH ^- sehingga menyelesaikan koordinasi oktahedron: ^3- , yang disebut ion hexahydroxoaluminate.

Tatanama

Nama 'aluminium hidroksida', yang paling sering disebut sebatian ini, sesuai dengan yang ditentukan oleh tatanama saham. (III) dihilangkan di hujungnya, kerana keadaan pengoksidaan aluminium adalah +3 dalam semua sebatiannya.

Dua kemungkinan nama lain untuk merujuk kepada Al (OH) ₃ adalah: trihydroxide aluminium, menurut tatanama sistematik dan penggunaan awalan pengangka Yunani; dan aluminium hidroksida, diakhiri dengan akhiran –ico kerana ia mempunyai keadaan pengoksidaan tunggal.

Walaupun dalam bidang kimia nomenklatur Al (OH) ₃ tidak mewakili cabaran atau kekeliruan, di luarnya cenderung dicampur dengan kesamaran.

Sebagai contoh, gibbsite mineral adalah salah satu polimorf semula jadi Al (OH) ₃ , yang juga dikenali sebagai γ-Al (OH) ₃ atau α-Al (OH) ₃ . Walau bagaimanapun, α-Al (OH) ₃ juga mungkin sesuai dengan bayerit mineral, atau β-Al (OH) ₃ , menurut tata nama kristalografi. Sementara itu, polimorf nordstrandit dan doyleite sering dinyatakan hanya sebagai Al (OH) ₃ .

Senarai berikut merangkum dengan jelas apa yang baru saja dijelaskan:

-Gibbsite: (γ atau α) -Al (OH) ₃

-Bayerite: (α atau β) -Al (OH) ₃

-Nordstrandite: Al (OH) ₃

-Doyleite: Al (OH) ₃

Permohonan

Bahan mentah

Penggunaan segera untuk aluminium hidroksida adalah sebagai bahan mentah untuk pengeluaran alumina atau sebatian lain, bukan organik atau organik, dari aluminium; contohnya: AlCl ₃ , Al (NO ₃ ) ₃ , AlF ₃ atau NaAl (OH) ₄ .

Sokongan pemangkin

Al (OH) ₃ nanopartikel boleh bertindak sebagai penyokong pemangkin; iaitu, pemangkin mengikat mereka agar tetap terpaku di permukaannya, di mana tindak balas kimia dipercepat.

Sebatian interkalasi

Pada bahagian struktur dijelaskan bahawa Al (OH) ₃ terdiri dari lapisan atau kepingan A dan B, digabungkan untuk menentukan kristal. Di dalamnya, terdapat ruang atau lubang oktahedral kecil yang dapat ditempati oleh ion lain, molekul logam atau organik, atau neutral.

Apabila kristal Al (OH) ₃ dengan modifikasi struktur ini disintesis , dikatakan bahawa sebatian interkalasi sedang disiapkan; iaitu, mereka sela atau memasukkan spesies kimia di antara helaian A dan B. Dengan berbuat demikian, bahan baru yang terbuat dari hidroksida ini muncul.

Tahan api

Al (OH) ₃ adalah bahan tahan api yang baik yang dapat digunakan sebagai bahan pengisi untuk banyak matriks polimer. Ini kerana ia menyerap haba untuk melepaskan wap air, sama seperti Mg (OH) ₂ atau brucite.

Ubat

Al (OH) ₃ juga peneutralan keasidan, bertindak balas dengan HCl dalam rembesan gastrik; sekali lagi, sama dengan Mg (OH) ₂ dalam susu magnesia.

Kedua-dua hidroksida sebenarnya boleh dicampurkan dalam antasid yang berlainan, digunakan untuk mengurangkan gejala orang yang menderita gastritis atau ulser perut.

Penjerap

Apabila dipanaskan di bawah takat leburnya, aluminium hidroksida berubah menjadi alumina aktif (serta karbon aktif). Pepejal ini digunakan sebagai penyerap untuk molekul yang tidak diingini, sama ada pewarna, kekotoran, atau gas pencemar.

Risiko

Risiko yang boleh ditimbulkan oleh aluminium hidroksida bukan disebabkan olehnya sebagai pepejal, tetapi sebagai ubat. Ia tidak memerlukan protokol atau peraturan untuk menyimpannya, kerana ia tidak bertindak balas dengan kuat dengan agen pengoksidaan, dan tidak mudah terbakar.

Kesan sampingan yang tidak diingini seperti sembelit dan perencatan fosfat dalam usus boleh berlaku apabila diambil di antasid di kedai ubat. Juga, dan walaupun tidak ada kajian untuk membuktikannya, ini telah dikaitkan dengan gangguan neurologi seperti penyakit Alzheimer.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
2. Wikipedia. (2019). Aluminium hidroksida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (2019). Aluminium hidroksida. Pangkalan Data PubChem. CID = 10176082. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Danielle Reid. (2019). Aluminium Hidroksida: Formula & Kesan Sampingan. Kaji. Dipulihkan dari: study.com
5. Robert Schoen & Charles E. Roberson. (1970). Struktur implikasi hidroksida aluminium dan geokimia. The Mineralogist Amerika, Jilid 55.
6. Vitaly P. Isupov & kol. (2000). Sintesis, Struktur, Sifat, dan Penerapan Sebatian Interkasi Aluminium Hidroksida. Kimia untuk Pembangunan Lestari 8,121-127.
7. Dadah. (24 Mac 2019). Kesan Sampingan Aluminium hidroksida. Dipulihkan dari: drug.com