수산화 알루미늄 화학 화학식 A A (OH)와 무기 화합물 (3) . 다른 금속 수산화물과는 달리 양쪽 성 물질로 매질에 따라 산이나 염기처럼 반응하거나 행동 할 수 있습니다. 그것은 물에 잘 녹지 않는 흰색 고체이기 때문에 제산제의 성분으로 사용됩니다.
Mg (OH) 2 또는 brucite 처럼 특정 화학적 및 물리적 특성을 공유하는 순수한 형태로 무정형 고체처럼 보입니다. 그러나 약간의 불순물로 결정화되면 마치 진주처럼 결정 형태를 얻습니다. 이러한 미네랄 중에서 Al (OH) 3 의 천연 공급원 은 깁 사이트입니다.
특수 깁 사이트 크리스탈. 출처 : Rob Lavinsky, iRocks.com-CC-BY-SA-3.0
깁 사이트 외에도 수산화 알루미늄의 4 가지 다 형체를 구성하는 광물 바이엘 라이트, 노르 드 스트 란다이 트 및 돌 레이트도 있습니다. 구조적으로는 서로 매우 유사하며 이온 층이나 시트가 배치되거나 결합되는 방식과 포함 된 불순물의 유형이 약간만 다릅니다.
pH 및 합성 매개 변수를 제어하여 이러한 다 형체를 제조 할 수 있습니다. 또한 관심있는 일부 화학 종은 층 사이에 삽입 될 수 있으므로 삽입 물질 또는 화합물이 생성됩니다. 이것은 Al (OH) 3에 대한보다 기술적 접근 방식의 사용을 나타냅니다 . 다른 용도는 제산제로 사용됩니다.
한편 알루미나를 얻기위한 원료로 사용되며, 그 나노 입자는 촉매 지지체로 사용되어왔다.
구조
공식과 팔면체
화학적 수식은 알루미늄 (OH) 3 의 비율을 알 것을 동시에 나타내고 3+ : OH - 1 : 3이고; 즉, 세 개의 OH있다 - 음이온 각 알 용 3+ 양이온 의 이온의 1/3에 해당하는 알루미늄 말하는 것과 동일하다. 따라서, 알 3+ 및 OH - 인터랙트 때까지 정전 인력 - 반발은 육방 정의한다.
그러나 알 3+가되어 반드시 세 OH에 둘러싸여하지 - 하지만 여섯에 의해; 그러므로 우리 는 6 개의 Al-O 상호 작용 이있는 배위 팔면체 Al (OH) 6 을 말합니다 . 각 팔면체는 결정이 만들어지는 단위를 나타내며, 그중 다수는 삼 사정 또는 단 사정 구조를 채택합니다.
아래 이미지는 Al (OH) 6 8 면체를 부분적으로 나타냅니다 . Al 3+ (연갈색 구체)에 대해 4 개의 상호 작용 만 관찰되기 때문 입니다.
수산화 알루미늄 광물 인 gibbsite의 6 각형 결정. 출처 : Benjah-bmm27.
미네랄 깁 사이트의 구조에 해당하는이 구조를주의 깊게 관찰하면 흰색 구체가 이온층의 "면"또는 표면을 구성하고 있음을 알 수 있습니다. 이들은 OH의 수소 원자 - 이온 .
또한 층 A와 또 다른 B (공간적으로는 동일하지 않음)가 수소 결합으로 함께 연결되어 있습니다.
다 형체
레이어 A와 B는 물리적 환경이나 호스트 이온 (소금)이 변경 될 수있는 것처럼 항상 동일한 방식으로 결합되는 것은 아닙니다. 결과적으로 Al (OH) 3 결정 은 네 가지 광물 학적 또는이 경우 다형성 형태로 다양합니다.
수산화 알루미늄은 깁 사이트 또는 하이 드라 길 라이트 (모노 클린), 베이어 라이트 (모노 클린), 도일 라이트 (트리 클린) 및 노르 드 스트 란다이 트 (트리 클린)의 최대 4 개의 다 형체를 가지고 있다고합니다. 이러한 다 형체 중에서 gibbsite가 가장 안정적이고 풍부합니다. 나머지는 희귀 미네랄로 분류됩니다.
결정을 현미경으로 관찰하면 기하학적 구조가 육각형 (다소 불규칙하지만)임을 알 수 있습니다. pH는 그러한 결정의 성장과 결과 구조에 중요한 역할을합니다. 즉, pH가 주어지면 하나 또는 다른 다 형체가 형성 될 수 있습니다.
예를 들어, Al (OH) 3이 침전되는 매체 의 pH가 5.8보다 낮 으면 깁 사이트가 형성됩니다. pH가이 값보다 높으면 베이어 라이트가 형성됩니다.
더 기본적인 매체에서는 nordstrandite와 doyleite 결정이 형성되는 경향이 있습니다. 따라서 가장 풍부한 깁 사이트이기 때문에 풍화 된 환경의 산도를 반영하는 사실입니다.
속성
외모
다양한 형태로 제공되는 흰색 고체 : 입상 또는 분말, 외관상 무정형.
몰 질량
78.00g / 몰
밀도
2.42g / mL
녹는 점
300 ° C 수산화물이 물을 잃어 알루미나 또는 산화 알루미늄 인 Al 2 O 3 로 변하기 때문에 끓는점이 없습니다 .
수용성
1 · 10 -4g / 100mL. 그러나, 산 (H가 추가 용해도 증가 3 O + ) 또는 알칼리 (OH - ).
용해도 제품
K sp = 3 10 −34
이 매우 작은 값은 아주 작은 부분 만 물에 용해됨을 의미합니다.
알 (OH) 3 (들) <=> 알 3+ (AQ) + 3OH - (AQ)
그리고 사실이 무시할 수 용해도는 OH 거의 방출하지 않기 때문에 너무 많은 위 환경을 염기성 화하지 않기 때문에, 그것은 좋은 산도 중화한다 - 이온 .
양쪽 성
Al (OH) 3 은 양쪽 성 특성이 특징입니다. 즉, 마치 산이나 염기 인 것처럼 반응하거나 행동 할 수 있습니다.
예를 들어, H 3 O + 이온 (매질이 수 성인 경우) 과 반응 하여 복잡한 수성 3+ 를 형성합니다 . 이는 차례로 가수 분해되어 매질을 산성화하므로 Al 3+는 산성 이온입니다.
Al (OH) 3 (s) + 3H 3 O + (aq) => 3+ (aq)
3+ (수성) + H 2 O (l) <=> 2+ (수성) + H 3 O + (수성)
이러한 상황이 발생하면 상기되는 알루미늄 (OH) 3 명 염기과 동일하게 동작과 반응하여이를 사람 H 3 O + . 다른 한편으로는 OH와 반응 - : 산처럼 행동,
등 (OH) 3 (S) + OH - (수성) => 등 (OH) 4 - (수성)
이 반응에서 알의 흰색 침전물 (OH) 3 OH의 초과하기 전에 디졸브 - 이온 ; 이것은 마그네슘, Mg (OH) 2 와 같은 다른 수산화물과 동일하지 않습니다 .
알 (OH) 4 - , 알루미 네이트 이온,보다 적절하게 다음과 같이 표현 될 수있다 : - , 알 6의 배위 수를 강조 3+ 양이온 (면체).
이 이온 OH 더 반응을 계속할 수 - : 팔면체 조정을 완료 할 때까지 3 hexahydroxoaluminate 이온이라고합니다.
명명법
이 화합물이 가장 자주 언급되는 '알루미늄 수산화물'이라는 이름은 재고 명명법에 의해 관리되는 것과 일치합니다. 알루미늄의 산화 상태는 모든 화합물에서 +3이기 때문에 (III)은 끝 부분에서 생략됩니다.
Al (OH) 3 을 지칭 할 수있는 다른 두 가지 이름 은 다음과 같습니다. 체계적인 명명법과 그리스 분자 접두사 사용에 따른 삼수 산화 알루미늄; 단일 산화 상태를 갖기 때문에 접미사 –ico로 끝나는 수산화 알루미늄.
화학 분야에서 Al (OH) 3 의 명명법 은 어떤 도전이나 혼동도 나타내지 않지만, 그 밖에서는 모호함과 혼합되는 경향이 있습니다.
예를 들어, 미네랄 깁 사이트는 γ-Al (OH) 3 또는 α-Al (OH) 3 로도 알려진 Al (OH) 3 의 천연 다 형체 중 하나입니다 . 그러나, α-Al (OH) 3 은 결정 학적 명명법에 따라 미네랄 베이어 라이트 또는 β-Al (OH) 3에 해당 할 수도 있습니다 . 한편, 다 형체 nordstrandite 및 doyleite는 종종 간단히 Al (OH) 3 으로 지정됩니다 .
다음 목록은 방금 설명한 내용을 명확하게 요약합니다.
-Gibbsite : (γ 또는 α) -Al (OH) 3
-베이 라이트 : (α 또는 β) -Al (OH) 3
-Nordstrandite : Al (OH) 3
-도일 라이트 : Al (OH) 3
응용
원료
수산화 알루미늄의 즉각적인 사용은 알루미나 또는 알루미늄의 다른 무기 또는 유기 화합물의 생산을위한 원료로 사용됩니다. 예 : AlCl 3 , Al (NO 3 ) 3 , AlF 3 또는 NaAl (OH) 4 .
촉매 지원
Al (OH) 3 나노 입자 는 촉매 지지체로 작용할 수 있습니다. 즉, 촉매는 화학 반응이 가속화되는 표면에 고정 된 상태를 유지하기 위해 결합합니다.
인터 칼 레이션 화합물
구조 섹션에서 Al (OH) 3 은 결정을 정의하기 위해 결합 된 층 또는 시트 A와 B로 구성되어 있다고 설명했습니다 . 내부에는 다른 이온, 금속 또는 유기 또는 중성 분자가 차지할 수있는 작은 팔면체 공간 또는 구멍이 있습니다.
이러한 구조적 변형을 갖는 Al (OH) 3 결정이 합성 되면 인터 칼 레이션 화합물이 제조되고 있다고한다. 즉, 그들은 시트 A와 B 사이에 화학 종을 삽입하거나 삽입합니다. 그렇게함으로써이 수산화물로 만든 새로운 물질이 나타납니다.
난연제
Al (OH) 3 은 많은 고분자 매트릭스에 대한 충전재로 적용되는 우수한 난연제입니다. 이것은 Mg (OH) 2 또는 브루 사이트 처럼 열을 흡수하여 수증기를 방출하기 때문 입니다.
약용
Al (OH) 3 은 또한 위 분비물에서 HCl과 반응하는 산성의 중화제이다. 다시, 마그네시아 우유의 Mg (OH) 2 와 유사합니다 .
실제로 두 수산화물은 서로 다른 제산제에 혼합되어 위염이나 위궤양으로 고통받는 사람들의 증상을 완화하는 데 사용됩니다.
흡착제
녹는 점 이하로 가열되면 수산화 알루미늄은 활성 알루미나 (및 활성탄)로 변합니다. 이 고체는 착색제, 불순물 또는 오염 가스와 같은 바람직하지 않은 분자의 흡착제로 사용됩니다.
위험
수산화 알루미늄이 초래할 수있는 위험은 고체 때문이 아니라 의약품입니다. 산화제와 격렬하게 반응하지 않고 가연성이 없기 때문에 보관을위한 프로토콜이나 규정이 필요하지 않습니다.
약국에서 구할 수있는 제산제를 섭취하면 변비 및 장에서 인산염 억제와 같은 바람직하지 않은 부작용이 발생할 수 있습니다. 또한이를 증명할 연구는 없지만 알츠하이머 병과 같은 신경계 질환과 관련이 있습니다.
참고 문헌
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