Estrutura de carbonato de alumínio, propriedades, usa

Ele Carbonato de alumínio É um sal inorgânico cuja fórmula química é o₂(Co₃)₃. É um carbonato metálico praticamente não existente, dada sua alta instabilidade em condições normais.

Entre as razões de sua instabilidade, podemos mencionar as interações eletrostáticas fracas entre os íons para o³⁺ e companhia₃^2-, que em teoria deve ser muito forte para as magnitudes de suas cargas. 

Fórmula de carbonato de alumínio. Fonte: Gabriel Bolívar.

O sal enfrenta qualquer inconveniente no papel quando as equações químicas de suas reações são escritas; Mas na prática é contra isso.

Apesar do que foi dito, o carbonato de alumínio pode ocorrer na companhia de outros íons, como é o caso do mineral Dawsonita. Há também um derivado em que interage com a amônia aquosa. Do resto, é considerado uma mistura entre Al (OH)₃ e h₂Co₃; que é igual a uma solução efervescente com um precipitado branco.

Esta mistura tem usos medicinais. No entanto, para o sal puro, isolável e manipulável de Al₂(Co₃)₃, Você não é conhecido possíveis aplicativos; Pelo menos não baixas grandes pressões ou condições extremas.

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Estrutura de carbonato de alumínio

A estrutura cristalina para este sal é desconhecida, porque é tão instável que não foi capaz de ser caracterizado. De sua fórmula para₂(Co₃)₃, No entanto, sabe -se que a proporção de íons para o³⁺ e companhia₃^2- É 2: 3; ou seja, para dizer isso para cada dois cátions para o²⁺ Deve haver três ânions co₃^2- interagindo eletroestaticamente com eles.

O problema é que ambos os íons são muito desiguais em relação aos seus tamanhos; Al³⁺ É muito pequeno enquanto o CO₃^2- É volumoso. Essa diferença, por si só, já afeta a estabilidade reticular da rede cristalina, cujos íons interagiriam "desajeitadamente" se esse sal em estado sólido for isolado.

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Além desse aspecto, Al³⁺ É um cátion altamente polarizador, propriedade que deforma a nuvem eletrônica do CO₃^2-. É como se ele quisesse forçá -lo a se vincular covalentemente, mesmo que o ânion não possa fazê -lo.

Consequentemente, interações iônicas entre Al³⁺ e companhia₃^2- Eles tendem à covalência; Outro fator que aumenta a instabilidade de Al₂(Co₃)₃.

Amônio de alumínio carbonato de hidróxido

A relação caótica entre Al³⁺ e companhia₃^2- Ele amolece a aparência quando há outros íons presentes no vidro; como NH₄⁺ e oh^-, De uma solução de amônia. Este quarteto de íons, para o³⁺, Co₃^2-, NH₄⁺ e oh^-, Eles conseguem definir cristais estáveis, até capaz de adotar diferentes morfologias.

Outro exemplo semelhante a isso é observado no mineral Dawsonita e em seus cristais ortorrômbicos, Naalco₃(OH)₂, Onde o na⁺ Substitua NH₄⁺. Nestes sais, seus títulos iônicos são fortes o suficiente para que a água não promova a liberação de CO₂; Ou pelo menos não abruptamente.

Embora o NH₄Al (oh)₂Co₃ (AACC, por seus sigles em inglês), nem o Naalco₃(OH)₂ Eles representam carbonato de alumínio, podem ser considerados como derivados básicos do mesmo.

Propriedades

Massa molar

233,98 g/mol.

Instabilidade

Na seção anterior, foi explicado de uma perspectiva molecular por que Al₂(Co₃)₃ É instável. Mas que transformação sofre? Você tem que considerar duas situações: uma seca e outra "molhada".

Seco

Na situação seca, o Anion Co₃^2- CO é revertido₂ Através da seguinte decomposição:

Para o₂(Co₃)₃  => Al₂QUALQUER₃ + 3CO₂

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O que faz sentido se for sintetizado sob alumina a grandes pressões de CO₂; isto é, a reação reversa:

Para o₂QUALQUER₃ + 3CO₂   => Al₂(Co₃)₃

Portanto, para evitar decompor o Al₂(Co₃)₃ Você teria que enviar sal para grandes pressões (usando n₂, por exemplo). Dessa forma, a formação de CO₂ não seria preferido termodinamicamente.

Molhado

Enquanto estava na situação úmida, o CO₃^2- Sofra hidrólise, que gera pequenas quantidades de OH^-; Mas o suficiente para o hidróxido de alumínio precipitar, em (oh)₃:

Co₃^2-     +    H₂Ou HCO₃^-    +     Oh^-

Para o³⁺    +    3oh^-        Al (oh)₃

E por outro lado, o Al³⁺ Também é hidrolisado:

Para o³⁺    +    H₂Ou (oh)₂²⁺   +   H⁺

Embora fosse realmente hidratado³⁺ Para formar o complexo para (h₂QUALQUER)₆³⁺, que é hidrolisado para dar [h₂QUALQUER)₅Oh]²⁺ e h₃QUALQUER⁺. Então, h₃Ou (ou h⁺) Protona para CO₃^2- para h₂Co₃, que se decompõe para co₂ e h₂QUALQUER:

Co₃^2-    +    2h⁺  => H₂Co₃

H₂Co₃     Co₂  +  H₂QUALQUER

Observe que no final o Al³⁺ Ele se comporta como um ácido (liberação h⁺) e uma base (libere oh^- Com o equilíbrio de solubilidade de Al (OH)₃); isto é, exibe anfoterismo.

Físico

Para poder se isolar, é provável que esse sal seja branco, como muitos outros sais de alumínio. Além disso, devido à diferença entre os rádios iônicos de Al³⁺ e companhia₃^2-, Certamente teria pontos de fusão ou ebulição muito baixos em comparação com outros compostos iônicos.

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E em relação à sua solubilidade, seria infinitamente solúvel em água. Além disso, seria um sólido higroscópico e delicioso. No entanto, essas são apenas conjecturas. Outras propriedades teriam que ser estimadas com modelos de cálculos sujeitos a altas pressões.

Formulários

As aplicações conhecidas em carbonato de alumínio são médicas. Foi usado como adstringente suave e como uma droga para tratar a inflamação e úlcera gástrica. Também tem sido usado para impedir a formação de cálculos urinários em humanos.

Foi usado para controlar um aumento no conteúdo corporal de fosfato e também para tratar os sintomas de acidez do estômago, indigestão ácida e úlceras estomacais.

Referências

1. Xuehui l., Zhe t., Yongming c., Ruiyu z. & Chenguang l. (2012). Síntese hidrotérmica do hidróxido de carbonato de alumínio amônio (AACH) nanoplatelas e nanofibras morfologias controladas por pH. Atlantis Press.
2. Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Hidróxido de alumínio de amônio NH4AL (OH) 2CO3 como uma rota alternativa para preparação de alumínio: comparação com o clássico Boehmite precursor. Powder Technology, 320, 565-573, doi: 10.1016/j.Powec.2017.07.0080
3. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2019). Carbonato de alumínio. Banco de dados PubChem., CID = 1035396. Recuperado de: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov
4. Wikipedia. (2019). Carbonato de alumínio. Recuperado de: em.Wikipedia.org
5. Alumumumsulfate. (2019). Carbonato de alumínio. Recuperado de: aluminumsulfate.líquido