Aluminijev hidroksid

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Aluminijev hidroksid
Model kristala aluminijevega hidroksida
Videz aluminijevega hidroksida
Sistematično ime Aluminijev(3+) trioksidanit
Druga imena aluminijev hidrat

aluminijev trihidrat

Identifikatorji
Številka CAS 21645-51-2
PubChem 10176082
ChEBI 33130
RTECS število BD0940000
Oznaka ATC A02AB01,
A02AB02 (algeldrat)
SMILES
InChI
ChemSpider 8351587
Lastnosti
Molekulska formula Al(OH)3
Molekulska masa 78,00 g/mol
Videz bel amorfen prah
Gostota 2,42 g/cm³, trden
Tališče

300 °C, 573 K, 572 °F

Topnost (voda) 0,0001 g/100 mL (20 °C)
Topnost topen v kislinah in alkalijah
Kislost (pKa) >7
Termokemija
Standardna tvorbena
entalpija
ΔfHo298
−1277 kJ·mol−1[1]
Nevarnosti
Varnostni list Eksterni varnostni list
EU klasifikacija Hazard X.svg dražilno (Xi)
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
1
0
 
R-stavki R36 R37 R38
S-stavki S26 S36
Plamenišče ni vnetljiv
Sorodne snovi
Drugi anioni ne
Sorodne snovi aluminijev oksihidroksid
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za
material v standardnem stanju (pri 25 °C, 100 kPa)

Aluminijev hidroksid, tudi aluminijev hidrat ali trihidrat (Al2O3•3H2O), je aluminijeva spojina s kemijsko formulo Al(OH)3. V naravi se pojavlja kot mineral gibsit, znan tudi kot hidrargilit, ki ima tri polimorfne oblike: bajerit, dojleit in nordstrandit. Tesno je povezan z aluminijevim oksidom hidroksidom AlO(OH) in aluminijevim oksidom Al2O3, od katerega se razlikuje samo po odcepljeni vodi. Vse naštete spojine skupaj so glavne komponente aluminijeve rude boksita. Sveže oborjen aluminijev hidroksid tvori gele, ki so uporabni kot flokulanti za čiščenje vode. Ti geli ščasoma kristalizirajo. Z odstranitvijo vode iz gelov aluminijevega oksida, na primer z nevodnimi topili, ki se mešajo z vodo, kakršen je etanol, nastane praškast amorfen aluminijev hidroksid, ki je dobro topen v kislinah. Iz praškastega aluminijevega hidroksida nastane s segrevanjem pri kontroliranih pogojih aktivirana glinica (Al2O3), ki se uporablja kot sušilno sredstvo (sikativ), adsorbent, sredstvo za čiščenje plinov, nosilec za katalizatorje, sredstvo za čiščenje vode in adsorbent za katalizator med sintezo polietilena.

Poimenovanje[uredi | uredi kodo]

Poimenovanje različnih oblik aluminijevega hidroksida je dvoumno in zanj ni nobenega univerzalnega standarda. Vse štiri polimorfne oblike imajo kemijsko formulo Al(OH)3, v kateri so na aluminijev atom vezane tri hidroksilne skupine OH-.[2]

Gibsit se imenuje tudi hidrargilit (iz grškega hidravoda in argillesglina). Za prvo snov, ki so jo poimenovali hidrargilit in je bila domnevno aluminijev hidroksid, se je kasneje izkazalo, da je aluminijev fosfat. Imeni gibsit in hidrargilit so kljub temu še naprej uporabljali za isti polimorf aluminijevega hidroksida. Prvo ime se je uporabljalo predvsem v ZDA, drugo pa predvsem v Evropi. Leta 1930 so gibsit/hidrargilit preimenovali α-aluminijev trihidrat, da bi ga razlikovali od bajerita, katerega so preimenovali v β-aluminijev trihidrat, čeprav sta obe obliki bolj ali manj enaki. Leta 1957 so na simpoziju o nomenklaturi glinice poskušali razviti univerzalen standard. Predlagali so, da bi se gibsit imenoval γ-Al(OH)3, bajerit α-Al(OH)3 in nordstrandit Al(OH)3. Polimorfe so nazadnje razvrstili po njihovih kristalografskih značilnostih: gibsit je postal α-Al(OH)3, bajerit β-Al(OH)3, nordstrandit in dojleit pa Al(OH)3. Oznaki α in β sta se nanašali na heksagonalno kristalno strukturo z gostimi skladi in različna polimorfizma v dehidriranem stanju, med nordstranditom in dojleitom pa niso delali nobenih razlik.[2]

Lastnosti[uredi | uredi kodo]

Gibsit ima zgradbo, značilno za kovinske hidrokside z vodikovimi vezmi. Zgrajen je iz dvojnih slojev hidroksilnih skupin z vmesnimi aluminijevimi ioni, ki zasedajo dve tretjini oktaedrskih lukenj med dvema slojema.[3]

Aluminijev hidroksid je amfoteren. Z raztapljanjem v kislinah preide v [Al(H2O)6]3+ (heksaakvaaluminij) ali produkte njegove hidrolize. Z močnimi alkalijami tvori tetrahidroaluminatni ion [Al(OH)4].

Polimorfizem[uredi | uredi kodo]

Aluminijev hidroksid ima štiri polimorfe:[2]

Vsi so zgrajeni iz oktaedrskih slojev molekul aluminijevega hidroksida z aluminijevimi atomi v središčih in hidroksilnimi skupinami okoli njih. Sloji so med seboj povezani z vodikovimi vezmi. Polimorfi se razlikujejo po tem, kako so sloji zloženi, razporeditev molekul in slojev pa sta odvisna od kislosti, prisotnosti drugih ionov in soli in površine, na kateri se tvorijo. V večini pogojev je kemijsko najbolj stabilen gibsit. Vse kristalne oblike Al(OH)3 so heksagonalne.[2]

Proizvodnja[uredi | uredi kodo]

Skoraj ves aluminijev hidroksid se proizvede po Bayerjevem postopku,[4] ki se začne z raztapljanjem boksita v natrijevem hidroksidu pri temperaturi 170-180 °C. Sledi filtriranje, s katerim se odstrani neraztopljeno rdeče blato, odparevanje odvečne vode, kristalizacija in sušenje.

Aluminijev hidroksid je po Bayerejvem postopku proizvajala Kemična tovarna Moste v Ljubljani.

Neraztopljeni ostanek, imenovan rdeče blato, je zelo alkalen in škodljiv za okolje in se običajno odlaga v velikih umetnih jezerih. Nesreča, ki se je leta 2010 zgodila zaradi preboja jezu na takšnem umetnem jezeru pri tovarni v Ajki na Madžarskem, je zahtevala devet smrtnih žrtev in 122 poškodovanih. Rdeče blato je onesnažilo tudi veliko obdelovalnih površin in vodotokov.[5]

Raba[uredi | uredi kodo]

Letna proizvodnja aluminijevega hidroksida je približno 100 milijonov ton. Več kot 90 % se ga porabi za proizvodnjo glinice (Al2O3), ki je surovina za proizvodnjo aluminija.

Iz aluminijevega hidroksida se proizvajajo tudi druge aluminijeve spojine, predvsem kalcinirane glinice, aluminijev sulfat, polialuminijev klorid, aluminijev klorid, zeoliti, natrijev aluminat, aktivirana glinica in aluminijev nitrat.

Zaviralec gorenja[uredi | uredi kodo]

Aluminijev hidroksid se, podobno kot magnezijev hidroksid in zmesi huntita (Mg3Ca(CO3)4) in hidromagnezita (Mg5(CO3)4(OH)2•4H2O), uporablja kot mineralno polnilo za zaviranje gorenja polimerov.[6][7][8][9][10] Pri temperaturi okrog 180 °C razpade in pri tem absorbira veliko količino toplote in sprosti vodno paro. Poleg tega tudi zelo učinkovito preprečuje dimljenje številnih polimerov, predvsem poliestrov, akrilatov, etilen vinil acetata, epoksidov, PVC in gume.

Farmacevtska industrija[uredi | uredi kodo]

Spojina se uporablja kot antacid s trgovskimi imeni Alu-Cap, Aludrox,[11] Gaviscon in Pepsamar, ker reagira s prebitno želodčno kislino in zniža njeno kislost.[12] Zmanjšanje kislosti v želodcu olajša simptome razjed na želodcu in dvanajstniku, zgago in prebavne motnje, hkrati pa lahko povzroči zapeko, zato se pogosto uporablja skupaj z magnezijevim hidroksidom in magnezijevim karbonatom, ki delujeta odvajalno. Aluminijev hidroksid je tudi sredstvo za reguliranje nivoja fosfatov v krvi pacientov z okvarami ledvic.

Oborjen aluminijev hidroksid se dodaja kot pomagalo v nekatera cepiva, na primer v cepivo proti vraničnemu prisadu. Ker dobro absorbira beljakovine, deluje tudi kot stabilizator in preprečuje, da bi se beljakovine med skladiščenjem obarjale ali lepile na stene posod. Po cepljenju se zaradi absorpcije beljakovinski antigeni počasneje sproščajo z mesta cepljenja. Poleg tega sproži tudi nespecifičen odziv imunskega sistema,[13] ker inducira nastajanje sečne kisline, ki za imunski sistem pomeni znak za nevarnost.

Morebitni škodljivi učinki[uredi | uredi kodo]

V 1960. In 1970. letih se je domnevalo, da je aluminij povezan z različnimi nevrološkimi motnjami, vključno z Alzheimerjevo boleznijo.[14][15] Kasnejše epidemiološke študije niso dokazale nobene povezave med izpostavljenostjo aluminiju in nevrološkimi boleznimi.[16][17][18]

Aluminijev hidroksid v nekaterih cepivih so povezovali tudi z makrofagičnim miofasciitisom, redko boleznijo mišic. [19]

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. ISBN 0-618-94690-X. 
  2. ^ 2,0 2,1 2,2 2,3 A-K. Karamalidis, D.A. Dzombak (2010). Surface Complexation Modeling: Gibbsite. John Wiley & Sons. str. 15–17. ISBN 0-470-58768-7.
  3. ^ A.F. Wells (1975). Structural Inorganic Chemistry. 4. Izdaja. Oxford: Clarendon Press.
  4. ^ A.R. Hind, S.K. Bhargava, S.C. Grocott SC (1999). The Surface Chemistry of Bayer Process Solids: A Review. Colloids Surf Physiochem Eng Aspects 146: 359–374.
  5. ^ Hungary Battles to Stem Torrent of Toxic Sludge. BBC News Website. 5. oktober 2010.
  6. ^ L.A. Hollingbery, T.R. Hull (2010). The Fire Retardant Behaviour of Huntite and Hydromagnesite - A Review. Polymer Degradation and Stability 95: 2213–2225. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2010.08.019.
  7. ^ L.A. Hollingbery, T.R. Hull (2010). The Thermal Decomposition of Huntite and Hydromagnesite - A Review. Thermochimica Acta 509: 1–11. doi: 10.1016/j.tca.2010.06.012.
  8. ^ L.A. Hollingbery, T.R. Hull (2012). The Fire Retardant Effects of Huntite in Natural Mixtures with Hydromagnesite. Polymer Degradation and Stability 97: 504–512. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2012.01.024.
  9. ^ L.A. Hollingbery, T.R. Hull (2012). The Thermal Decomposition of Natural Mixtures of Huntite and Hydromagnesite. Thermochimica Acta 528: 45–52. doi: 10.1016/j.tca.2011.11.002.
  10. ^ T.R. Hull, A. Witkowski, L.A. Hollingbery (2011). Fire Retardant Action of Mineral Fillers. Polymer Degradation and Stability 96: 1462–1469. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2011.05.006.
  11. ^ Aludrox. Navodila za uporabo.
  12. ^ A. Galbraith, S. Bullock, E. Manias, B. Hunt, A. Richards (1999). Fundamentals of pharmacology: a text for nurses and health professionals. Harlow: Pearson. str. 482.
  13. ^ M.P. Cranage, A. Robinson (2003). Vaccine Protocols 87. Methods in Molecular Medicine Biomed Protocols. 2, izdaja. Springer. str. 176. ISBN 1-59259-399-2.
  14. ^ Alzheimer's Myth's. Alzheimer's Association. Pridobljeno 29. julija 2012.
  15. ^ A. Khan (1. september 2008). Aluminium and Alzheimer's disease. Alzheimer's Society. Pridobljeno 8. marca 2012.
  16. ^ V. Rondeau (2002). A review of epidemiologic studies on aluminum and silica in relation to Alzheimer's disease and associated disorders. Rev Environ Health 17 (2): 107–121. doi: 10.1515/REVEH.2002.17.2.107. PMID 12222737.
  17. ^ C.N. Martyn D.N., Coggon, H Inskip, R.F. Lacey, W,F. Young (maj 1997). Aluminum concentrations in drinking water and risk of Alzheimer's disease. Epidemiology 8 (3): 281–286. doi: 10.1097/00001648-199705000-00009. PMID 9115023.
  18. ^ A.B. Graves, D. Rosner, D. Echeverria, J.A. Mortimer, E.B. Larson (september 1998). Occupational exposures to solvents and aluminium and estimated risk of Alzheimer's disease. Occup Environ Med 55 (9): 627–633. doi: 10.1136/oem.55.9.627. PMC 1757634.PMID 9861186.
  19. ^ Central nervous system disease in patients with macrophagic myofasciitis.