- Struttura in carbonato di alluminio
- Carbonato di idrossido di alluminio e ammonio
- Proprietà
- Massa molare
- Instabilità
- Asciutto
- Bagnato
- Fisico
- applicazioni
- Riferimenti
Il carbonato di alluminio è un sale inorganico avente la formula chimica A il 2 (CO 3 ) 3 . È un carbonato metallico praticamente inesistente, data la sua elevata instabilità in condizioni normali.
Tra le ragioni della sua instabilità si possono citare le deboli interazioni elettrostatiche tra gli ioni Al 3+ e CO 3 2- , che in teoria dovrebbero essere molto forti per l'entità delle loro cariche.
Formula di carbonato di alluminio. Fonte: Gabriel Bolívar.
Il sale non presenta inconvenienti sulla carta quando scrive le equazioni chimiche delle sue reazioni; ma in pratica funziona contro di lui.
Nonostante quanto detto, il carbonato di alluminio può essere presente in compagnia di altri ioni, come il minerale dawsonite. Allo stesso modo, c'è un derivato in cui interagisce con l'ammoniaca acquosa. Il resto è considerato una miscela tra Al (OH) 3 e H 2 CO 3 ; che è uguale a una soluzione effervescente con un precipitato bianco.
Questa miscela ha usi medicinali. Tuttavia, il sale puro, isolabile e manipolabile di Al 2 (CO 3 ) 3 non ha applicazioni possibili note; almeno non sotto pressione enorme o condizioni estreme.
Struttura in carbonato di alluminio
La struttura cristallina di questo sale è sconosciuta, perché è così instabile da non poter essere caratterizzato. Dalla sua formula Al 2 (CO 3 ) 3 , tuttavia, è noto che il rapporto tra gli ioni Al 3+ e CO 3 2- è 2: 3; In altre parole, per ogni due cationi Al 2+ devono esserci tre anioni CO 3 2- che interagiscono elettrostaticamente con essi.
Il problema è che entrambi gli ioni sono di dimensioni molto disuguali; Al 3+ è molto piccolo mentre CO 3 2- è ingombrante. Questa differenza di per sé influisce già sulla stabilità del reticolo del reticolo cristallino, i cui ioni interagirebbero "goffamente" se questo sale fosse isolato allo stato solido.
Oltre a questo aspetto, Al 3+ è un catione altamente polarizzante, una proprietà che deforma la nuvola elettronica di CO 3 2- . È come se volessi costringerlo a legarsi in modo covalente, anche se l'anione non può.
Di conseguenza, le interazioni ioniche tra Al 3+ e CO 3 2- tendono alla covalenza; un altro fattore che si aggiunge all'instabilità di Al 2 (CO 3 ) 3 .
Carbonato di idrossido di alluminio e ammonio
La relazione caotica tra Al 3+ e CO 3 2- si ammorbidisce quando ci sono altri ioni presenti nel cristallo; come NH 4 + e OH - , provenienti da una soluzione di ammoniaca. Questo quartetto di ioni, Al 3+ , CO 3 2- , NH 4 + e OH - , riesce a definire cristalli stabili, capaci anche di adottare morfologie differenti.
Un altro esempio simile a questo si osserva nel minerale dawsonite e nei suoi cristalli ortorombici, NaAlCO 3 (OH) 2 , dove Na + sostituisce NH 4 + . In questi sali i loro legami ionici sono abbastanza forti in modo che l'acqua non favorisca il rilascio di CO 2 ; o almeno, non bruscamente.
Sebbene NH 4 Al (OH) 2 CO 3 (AACC, per il suo acronimo in inglese), né NaAlCO 3 (OH) 2 rappresentino carbonato di alluminio, possono essere considerati come derivati di base di esso.
Proprietà
Massa molare
233,98 g / mol.
Instabilità
Nella sezione precedente, è stato spiegato da una prospettiva molecolare perché Al 2 (CO 3 ) 3 è instabile. Ma quale trasformazione subisce? Ci sono due situazioni da considerare: una asciutta e l'altra "bagnata".
Asciutto
Nella situazione secca, l'anione CO 3 2- ritorna a CO 2 mediante la seguente decomposizione:
Al 2 (CO 3 ) 3 => Al 2 O 3 + 3CO 2
Il che ha senso se questo viene sintetizzato sottoposto ad allumina ad alte pressioni di CO 2 ; cioè la reazione inversa:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3 ) 3
Pertanto, per impedire la decomposizione di Al 2 (CO 3 ) 3 , il sale dovrebbe essere sottoposto ad alta pressione (utilizzando N 2 , ad esempio). In questo modo la formazione di CO 2 non sarebbe favorita termodinamicamente.
Bagnato
Mentre nella situazione umida, la CO 3 2- subisce l'idrolisi, che genera piccole quantità di OH - ; ma sufficiente per far precipitare l'idrossido di alluminio, Al (OH) 3 :
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
E d'altra parte, Al 3+ è anche idrolizzato:
Al 3+ + H 2 O <=> Al (OH) 2 2+ + H +
Sebbene l'Al 3+ si idrati prima per formare il complesso Al (H 2 O) 6 3+ , che viene idrolizzato per dare 2+ e H 3 O + . Quindi H 3 O (o H + ) protona CO 3 2- in H 2 CO 3 , che si decompone in CO 2 e H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
Si noti che alla fine Al 3+ si comporta come un acido (rilascia H + ) e una base (rilascia OH - con l'equilibrio di solubilità di Al (OH) 3 ); cioè, esibisce anfotericismo.
Fisico
Se può essere isolato, è probabile che questo sale sia di colore bianco, come molti altri sali di alluminio. Inoltre, a causa della differenza tra i raggi ionici di Al 3+ e CO 3 2- , avrebbe sicuramente punti di fusione o di ebollizione molto bassi rispetto ad altri composti ionici.
E per quanto riguarda la sua solubilità, sarebbe infinitamente solubile in acqua. Inoltre, sarebbe un solido igroscopico e deliquescente. Tuttavia, queste sono solo supposizioni. Altre proprietà dovrebbero essere stimate con modelli computerizzati soggetti a pressioni elevate.
applicazioni
Le applicazioni note del carbonato di alluminio sono mediche. Era usato come un leggero astringente e come farmaco per trattare l'ulcera gastrica e l'infiammazione. È stato anche usato per prevenire la formazione di calcoli urinari negli esseri umani.
È stato utilizzato per controllare un aumento del contenuto di fosfato nel corpo e anche per trattare i sintomi di bruciore di stomaco, indigestione acida e ulcere gastriche.
Riferimenti
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. e Chenguang L. (2012). Sintesi idrotermale di nanopiastrine e nanofibre di ammonio alluminio carbonato idrossido (AACH) morfologie a pH controllato. Atlantis Press.
- Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Ammonio alluminio carbonato idrossido NH4Al (OH) 2CO3 come via alternativa per la preparazione dell'allumina: confronto con il classico precursore della boehmite. Tecnologia delle polveri, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- Centro nazionale per le informazioni sulla biotecnologia. (2019). Carbonato di alluminio. Database PubChem., CID = 10353966. Estratto da: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Carbonato di alluminio. Estratto da: en.wikipedia.org
- Aluminumsulfate. (2019). Carbonato di alluminio. Estratto da: aluminiumsulfate.net