Struttura del carbonato in alluminio, proprietà, usi

Lui Carbonato di alluminio È un sale inorganico la cui formula chimica è il₂(CO₃)₃. È un carbonato metallico praticamente non esistente, data la sua elevata instabilità in condizioni normali.

Tra le ragioni della sua instabilità, possiamo menzionare le deboli interazioni elettrostatiche tra gli ioni a³⁺ e co₃^2-, che in teoria dovrebbe essere molto forte per le magnitudini dei loro carichi. 

Formula di carbonato in alluminio. Fonte: Gabriel Bolívar.

Il sale affronta qualsiasi inconveniente nella carta quando vengono scritte le equazioni chimiche delle loro reazioni; Ma in pratica è contro di esso.

Nonostante ciò che è stato detto, il carbonato di alluminio può verificarsi in compagnia di altri ioni, come nel caso del minerale Dawsonite. C'è anche un derivato in cui interagisce con l'ammoniaca acquosa. Del resto, è considerato una miscela tra Al (OH)₃ e h₂Co₃; che è uguale a una soluzione effervescente con un precipitato bianco.

Questa miscela ha usi medicinali. Tuttavia, al sale puro, isolabile e manipolabile di Al₂(CO₃)₃, Non sei noto possibili applicazioni; Almeno non basse pressioni enormi o condizioni estreme.

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Struttura del carbonato in alluminio

La struttura cristallina per questo sale è sconosciuta, perché è così instabile che non è stato in grado di essere caratterizzato. Dalla sua formula a₂(CO₃)₃, Tuttavia, è noto che la proporzione di ioni al³⁺ e co₃^2- È 2: 3; Questo per dire che per ogni due cationi al²⁺ Ci devono essere tre anioni co₃^2- interagendo elettrostaticamente con loro.

Il problema è che entrambi gli ioni sono molto ineguali per quanto riguarda le loro dimensioni; Al³⁺ È molto piccolo mentre il CO₃^2- È voluminoso. Questa differenza da sola influisce già sulla stabilità reticolare della rete cristallina, i cui ioni interagiscono "goffamente" se questo sale in stato solido fosse isolato.

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Oltre a questo aspetto, Al³⁺ È una proprietà altamente polarizzante, che deforma la nuvola elettronica del CO₃^2-. È come se volesse costringerlo a collegarlo in modo covalente, anche se l'anione non può farlo.

Di conseguenza, interazioni ioniche tra Al³⁺ e co₃^2- Tendono verso la covalenza; Un altro fattore che si aggiunge all'instabilità di Al₂(CO₃)₃.

Idrossido carbonato in alluminio ammonio

La relazione caotica tra Al³⁺ e co₃^2- Si ammorbidisce quando ci sono altri ioni presenti nel vetro; come NH₄⁺ e oh^-, Da una soluzione di ammoniaca. Questo quartetto ionico, al³⁺, Co₃^2-, NH₄⁺ e oh^-, Riescono a definire cristalli stabili, anche in grado di adottare morfologie diverse.

Un altro esempio simile a questo è osservato nel minerale Dawsonite e nei suoi cristalli ortorrombici, Naalco₃(OH)₂, Dove il na⁺ Sostituire NH₄⁺. In questi sali i loro legami ionici sono abbastanza forti in modo che l'acqua non promuova il rilascio di CO₂; o almeno non bruscamente.

Sebbene il NH₄Al (Oh)₂Co₃ (Aacc, per i suoi sigle in inglese), né il naalco₃(OH)₂ Rappresentano carbonato di alluminio, possono essere considerati derivati ​​di base dello stesso.

Proprietà

Massa molare

233,98 g/mol.

Instabilità

Nella sezione precedente è stato spiegato da una prospettiva molecolare perché al₂(CO₃)₃ È instabile. Ma quale trasformazione soffre? Devi considerare due situazioni: una secca e l'altra "bagnata".

Asciutto

Nella situazione secca, l'anione co₃^2- CO è invertito₂ Attraverso la seguente decomposizione:

Al₂(CO₃)₃  => Al₂O₃ + 3co₂

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Il che ha senso se viene sintetizzato in allumina a grandi pressioni di CO₂; Cioè, la reazione inversa:

Al₂O₃ + 3co₂   => Al₂(CO₃)₃

Pertanto, per evitare di decomposizione dell'AL₂(CO₃)₃ Dovresti inviare sale a grandi pressioni (usando N₂, Per esempio). In questo modo la formazione di CO₂ non sarebbe termodinamicamente favorito.

Bagnato

Mentre nella situazione bagnata, il CO₃^2- Soffre di idrolisi, che genera piccole quantità di OH^-; Ma abbastanza per far precipitare l'idrossido di alluminio, a (OH)₃:

Co₃^2-     +    H₂O HCO₃^-    +     OH^-

Al³⁺    +    3oh^-        Al (Oh)₃

E d'altra parte, l'AL³⁺ È anche idrolizzato:

Al³⁺    +    H₂O a (oh)₂²⁺   +   H⁺

Anche se sarebbe davvero idratato³⁺ Per formare il complesso a (h₂O)₆³⁺, che è idrolizzato da dare [a (h₂O)₅OH]²⁺ e h₃O⁺. Quindi, h₃O (o h⁺) Protona a co₃^2- a h₂Co₃, che si rompe a co₂ e h₂O:

Co₃^2-    +    2h⁺  => H₂Co₃

H₂Co₃     Co₂  +  H₂O

Si noti che alla fine l'AL³⁺ Si comporta come un acido (rilascio h⁺) e una base (rilascio oh^- Con l'equilibrio della solubilità di Al (OH)₃); Cioè, mostra l'anfoterismo.

Fisico

Per essere in grado di isolarsi, è probabile che questo sale sia bianco, come molti altri sali di alluminio. Inoltre, a causa della differenza tra le radio ioniche di Al³⁺ e co₃^2-, Sicuramente avrebbe punti di fusione o bollitura molto bassi rispetto ad altri composti ionici.

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E per quanto riguarda la sua solubilità, sarebbe infinitamente solubile in acqua. Inoltre, sarebbe un solido igroscopico e delizioso. Tuttavia, queste sono solo congetture. Altre proprietà dovrebbero essere stimate con i modelli di calcolo soggetti ad alte pressioni.

Applicazioni

Le applicazioni note dal carbonato di alluminio sono mediche. È stato usato come astringente morbido e come farmaco per trattare l'infiammazione e l'ulcera gastrica. È stato anche usato per prevenire la formazione di calcoli urinari nell'uomo.

È stato usato per controllare un aumento del contenuto corporeo del fosfato e anche per trattare i sintomi dell'acidità dello stomaco, l'indigestione acida e le ulcere allo stomaco.

Riferimenti

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