인산 알루미늄을 받는 알루미늄 이온에 의해 형성된 무기 고체 3+ 및 인산 이온 PO 4 3- . 그것의 화학 공식은 AlPO 4 입니다. 결정 구조가 실리카 SiO 2 와 유사한 백색 고체입니다 . 물에 녹지 않습니다.
알루미나 (Al 2 O 3 )와 인산 (H 3 PO 4 ) 에서 얻을 수 있습니다 . 염화 알루미늄 (AlCl 3 )과 인산 나트륨 (Na 3 PO 4 )의 수용액에서 시작하여 얻을 수도 있습니다 .
인산 알루미늄 AlPO 4 . Ondřej Mangl. 출처 : Wikimedia Commons.
인산 알루미늄은 융점이 매우 높기 때문에 내화 세라믹, 즉 매우 높은 온도를 견디는 세라믹의 구성 요소로 널리 사용됩니다.
또한 위의 제산제로, 치아 복구를위한 혼합물 및 백신 보조제, 즉 신체의 면역 반응을 자극하는 데 사용됩니다.
일부 내화 콘크리트는 조성에 AlPO 4가 포함 되어있어 이러한 유형의 시멘트의 기계적 및 고온지지 특성을 증가시킵니다.
특정 폴리머와 같은 가연성 물질이 타는 것을 방지하기 위해 보호막으로 사용되었습니다.
구조
AlPO 4 는 Al 3+ 알루미늄 양이온 과 PO 4 3- 인산 음이온으로 구성 됩니다.
인산 알루미늄의 이온 구조. 저자 : Marilú Stea.
결정질 알루미늄 포스페이트는 berlinite 또는 alpha phase (α-AlPO 4 ) 라고도 하며 그 결정은 석영과 유사합니다.
합성 베를 리 나이트 결정 (α-AlPO 4 ). DMGualtieri. 출처 : Wikimedia Commons.
인산 알루미늄의 알파상은 산소 원자에 의해 교대로 연결된 PO 4 와 AlPO 4의 4 면체의 공유 네트워크에 의해 형성된 고체 입니다.
이 구조는 실리카와 동형입니다 . 즉, 실리카 SiO 2 와 같은 모양 입니다.
명명법
-인산 알루미늄
-알루미늄 모노 포스페이트
-인산 알루미늄 염.
속성
몸 상태
결정질 흰색 고체.
분자 무게
121.93g / 몰
녹는 점
1800ºC
밀도
2.56g / cm 3
용해도
물에 불용성
기타 속성
AlPO 4 의 구조는 실리카 SiO 2 의 구조와 매우 유사 하므로 많은 물리적, 화학적 특성을 공유합니다.
인산 알루미늄은 내화성이 높은 물질입니다. 즉, 물리적 상태 나 구조를 변경하지 않고 분해하지 않고 매우 높은 온도에 저항합니다.
가열되면 결정질 AlPO 4 또는 berlinite가 tridymite 유형 구조로 전환 된 다음 cristobalite 유형 구조, 실리카 SiO 2 와 유사한이 화합물의 다른 형태로 전환 됩니다.
인산 알루미늄. 화학적 관심. 출처 : Wikimedia Commons.
구하기
알루미늄 포스페이트 이때 AlPO 4 인산 H의 반응에 의해 얻어 질 수 3 PO 4 알루미나 알 2 O 3 . 예를 들어 100 ~ 150 ° C의 온도 적용이 필요합니다.
Al 2 O 3 + 2 H 3 PO 4 = 2 AlPO 4 + 3 H 2 O
염화 알루미늄 AlCl 3 수용액을 인산 나트륨 Na 3 PO 4 수용액과 결합하여 얻을 수도 있습니다 .
AlCl 3 + Na 3 PO 4 = AlPO 4 + 3 NaCl
도자기에 사용
인산 알루미늄 AlPO 4 는 알루미나 세라믹의 구성에서 종종 발견됩니다.
알루미나 함량이 높은 세라믹은 경도로 인해 높은 하중과 가혹한 조건을 견뎌야하는 응용 분야에 사용되는 재료 중 하나입니다.
이러한 유형의 세라믹은 부식, 고온 환경, 뜨거운 증기의 존재 또는 일산화탄소 (CO)와 같은 환원 분위기에 대한 내성이 있습니다.
알루미나 세라믹은 또한 전기 및 열 전도성이 낮기 때문에 내화 벽돌 및 전기 절연 부품을 만드는 데 사용됩니다.
AlPO 4 인산 알루미늄을 함유 할 수있는 내화 벽돌 라이닝 . 이 벽돌은 고온으로부터 보호합니다. 알렉스 나이트 12. 출처 : Wikimedia Commons.
인산 알루미늄은 실리카 SiO 2 보다 훨씬 낮은 온도에서 형성되기 때문에 생산 비용이 저렴하여 까다로운 서비스에 적합한 세라믹 제조에 유리합니다.
알루미늄 인산염 세라믹 제조
알루미나 Al 2 O 3 및 인산 H 3 PO 4는 수성 매질에 사용 됩니다.
예컨대 H와 같은 용해 된 인산 종의 풍부가 같이 형성 바람직한 pH는 2-8 인 2 PO 4 - 및 HPO 4 2- . 산성 pH에서 Al 3+ 이온의 농도 는 Al 2 O 3 알루미나의 용해로 인해 높습니다 .
먼저, 수화 된 알루미늄 디 포스페이트 트리 하이드로 겐 AlH 3 (PO 4 ) 2 .H 2 O 겔이 형성됩니다 :
알 3+ + H 2 PO 4 - + HPO 4 2 + H 2 O ⇔ ALH 3 (PO 4 ) 3 · H 2 O
그러나 용액의 pH가 떨어지고 중성이되어 알루미나 Al 2 O 3의 용해도가 낮은 경우가 있습니다. 이때 불용성 알루미나는 입자 표면에 층을 형성하여 반응이 계속되는 것을 방지합니다.
따라서 알루미나의 용해도를 증가시킬 필요가 있으며 이것은 부드럽게 가열함으로써 달성됩니다. 150 ° C로 가열하면 겔 알루미나와 알루미늄의 반응을 계속 2 O 3 이형 물 결정 berlinite (알파 이때 AlPO 4 )을 형성한다.
Al 2 O 3 + 2 AlH 3 (PO 4 ) 3 .H 2 O → AlPO 4 + 4 H 2 O
베를린 나이트는 개별 입자를 결합하여 세라믹을 형성합니다.
기타 용도
AlPO 4 는 제산제, 흡착제, 분 자체, 촉매 지지체 및 코팅재로 사용되어 고온 부식에 대한 내성을 향상시킵니다. 다음은 다른 응용 프로그램입니다.
콘크리트를 얻을 때
인산 알루미늄은 내화성 또는 내열성 콘크리트의 성분입니다.
내열성과 같은 우수한 기계적 및 굴절 특성을 이러한 콘크리트에 제공합니다. 1400-1600 ° C 사이의 온도 범위에서 인산 알루미늄을 기반으로 한 셀룰러 콘크리트는 단열재로 가장 효율적인 재료 중 하나입니다.
건조가 필요하지 않으며 자체 전파 발열 반응을 통해 경화됩니다. 모양과 크기에 관계 없이이 재료의 벽돌을 준비하는 것이 가능합니다.
치과 용 시멘트
인산 알루미늄은 충치 된 치아를 치료하는 데 사용되는 치과 용 시멘트 또는 재료의 일부입니다.
치과 용 시멘트에서 알루미나는 산-염기 반응의 조절 제로 사용되며 조절 효과는 다른 물질의 입자에 인산 알루미늄이 형성되기 때문입니다.
이 시멘트는 인산 알루미늄의 존재로 인해 압축 및 인장에 대한 저항성이 매우 높습니다.
충치를 치료하는 데 사용되는 치과 용 시멘트에는 인산 알루미늄이 포함될 수 있습니다. 저자 : Reto Gerber. 출처 : Pixabay.
백신에서
AlPO 4 는 신체의 면역 반응을 향상시키기 위해 수년 동안 다양한 인간 백신에 사용되었습니다. AlPO 4 는 백신에 대한 "보조제"라고합니다. 메커니즘은 아직 잘 이해되지 않았습니다.
AlPO 4 의 면역 자극 효과 는 항원이 보조제에 흡착되는 과정, 즉 그것이 부착되는 방식에 따라 달라지는 것으로 알려져 있습니다. 항원은 신체에 들어가면 특정 질병에 맞서 싸우는 항체를 생성하는 화합물입니다.
항원은 정전 기적 상호 작용이나 리간드와의 결합에 의해 AlPO 4 에 흡착 될 수 있습니다 . 그들은 보조제의 표면에 흡착됩니다.
또한 AlPO 4 입자의 크기 도 영향을 미치는 것으로 믿어집니다 . 입자 크기가 작을수록 항체 반응은 더 크고 오래 지속됩니다.
백신은 인산 알루미늄 이때 AlPO 포함 할 수있다 (4) 자신의 효과를 증가 할 수 있습니다. 저자 : 투미 수. 출처 : Pixabay.
폴리머의 난연제
AlPO 4 는 난연제로 사용되어 특정 폴리머의 연소 또는 연소를 방지합니다.
이미 난연제를 가지고있는 폴리 프로필렌 폴리머 에 AlPO 4 를 첨가 하면 두 지연 제간에 상승 효과가 발생합니다. 즉, 두 난연제를 개별적으로 사용하는 것보다 훨씬 큰 효과를 나타냅니다.
폴리머가 AlPO 4 존재하에 연소되거나 연소 될 때 , 탄화 된 표면을 관통하여 표면의 기공과 균열을 채우는 알루미늄 메타 인산염이 형성된다.
이것은 폴리머의 연소 또는 연소를 방지하기 위해 고효율 보호 실드의 형성으로 이어집니다. 즉, AlPO 4 는 탄화 된 표면을 밀봉하고 폴리머가 타는 것을 방지합니다.
AlPO 4를 사용하면 특정 폴리머의 연소가 지연 될 수 있습니다. 저자 : Hans Braxmeier. 출처 : Pixabay.
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