Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про Al (OH) 3 . Для AlOH см моногидроксид алюминия .

Гидроксид алюминия
Модель шарика и стержня элементарной ячейки гидроксида алюминия
Образец гидроксида алюминия во флаконе
Имена
Предпочтительное название IUPAC
Гидроксид алюминия
Систематическое название ИЮПАК
Триоксиданид алюминия (3+)
Другие имена
Алюминиевая кислота

Гидроксид
алюминия Гидроксид алюминия (III)
Гидроксид
алюминия Тригидроксид
алюминия Гидратированный оксид алюминия

Ортоалюминовая кислота
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard100.040.433 Отредактируйте это в Викиданных
КЕГГ
Номер RTECS
  • BD0940000
UNII
Свойства [1] [2]
Al (OH) 3
Молярная масса78,00 г / моль
ВнешностьБелый аморфный порошок
Плотность2,42 г / см 3 , твердый
Температура плавления 300 ° С (572 ° F, 573 К)
0,0001 г / 100 мл
3 × 10 −34
Растворимостьрастворим в кислотах и щелочах
Кислотность (p K a )> 7
Изоэлектрическая точка7,7
Термохимия [3]
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 )
−1277 кДж · моль −1
Фармакология [4]
Код УВД
A02AB01 ( ВОЗ )
Опасности
Паспорт безопасностиВнешний паспорт безопасности материалов
Пиктограммы GHS
Формулировки опасности GHS
H319 , H335
Меры предосторожности GHS
P264 , P261 , P280 , P271 , P312 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P337 + 313
NFPA 704 (огненный алмаз)
Flammability code 0: Will not burn. E.g. waterHealth code 1: Exposure would cause irritation but only minor residual injury. E.g. turpentineReactivity code 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 четырехцветный алмаз
0
1
0
точка возгоранияНегорючий
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD 50 ( средняя доза )
> 5000 мг / кг (крыса, перорально)
Родственные соединения
Другие анионы
Никто
Родственные соединения
Оксид натрия ,
гидроксид алюминия оксид
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Гидроксид алюминия , Al (OH) 3 , встречается в природе как минерал гиббсит (также известный как гидраргиллит) и три его гораздо более редких полиморфа : байерит, дойлит и нордстрандит. Гидроксид алюминия является амфотерным по своей природе, т. Е. Имеет как основные, так и кислотные свойства. Близкими родственниками являются гидроксид алюминия AlO (OH) и оксид алюминия или оксид алюминия (Al 2 O 3 ), последний из которых также является амфотерным. Эти соединения вместе являются основными компонентами бокситов алюминиевой руды .

Структура [ править ]

Al (OH) 3 состоит из двойных слоев гидроксильных групп, причем ионы алюминия занимают две трети октаэдрических отверстий между двумя слоями. [5] [6] Распознаются четыре полиморфа . [7] Все слои состоят из октаэдрических единиц гидроксида алюминия с водородными связями между слоями. Полиморфы различаются по наложению слоев. Все формы Al (OH) 3 кристаллы гексагональной [ оспаривалось - обсудить ] :

  • гиббсит также известен как γ-Al (OH) 3 [8] или α-Al (OH) 3 [ необходима ссылка ]
  • байерит также известен как α-Al (OH) 3 [8] или тригидрат β-оксида алюминия [ необходима ссылка ]
  • нордстрандит также известен как Al (OH) 3 [8]
  • дойлит

Гидрагиллит , который когда-то считался гидроксидом алюминия, представляет собой фосфат алюминия . Тем не менее, и гиббсит, и гидраргиллит относятся к одному и тому же полиморфизму гидроксида алюминия, причем гиббсит чаще всего используется в Соединенных Штатах, а гидраргиллит чаще используется в Европе. Гидраргиллит назван в честь греческих слов, обозначающих воду ( гидра ) и глина ( аргиллы ).

Свойства [ править ]

Гидроксид алюминия амфотерный . В кислоте он действует как основание Бренстеда – Лоури . Он нейтрализует кислоту, образуя соль: [9]

3 HCl + Al (OH) 3 → AlCl 3 + 3 H 2 O

В основаниях он действует как кислота Льюиса , связывая ионы гидроксида: [9]

Al (OH) 3 + OH - → Al (OH) 4 -

Производство [ править ]

Резервуары для красного шлама (этот в Штаде , Германия) содержат коррозионные остатки от производства гидроксида алюминия.

Практически весь гидроксид алюминия, используемый в коммерческих целях, производится по процессу Байера [10], который включает растворение боксита в гидроксиде натрия при температурах до 270 ° C (518 ° F). Твердые отходы, бокситовые хвосты , удаляются, а гидроксид алюминия осаждается из оставшегося раствора алюмината натрия . Этот гидроксид алюминия можно превратить в оксид алюминия или оксид алюминия путем прокаливания .

Остаток или бокситовые хвосты , которые в основном представляют собой оксид железа, очень едкие из-за остаточного гидроксида натрия. Исторически хранился в лагунах; это привело к аварии на глиноземном заводе в Айке в 2010 году в Венгрии, где прорыв дамбы привел к гибели девяти человек. Еще 122 человека обратились за лечением по поводу химических ожогов. Грязь заразила 40 квадратных километров (15 квадратных миль) земли и достигла Дуная . Хотя грязь считалась нетоксичной из-за низкого уровня тяжелых металлов, связанная с ней суспензия имела рН 13 [11].

Использует [ редактировать ]

Огнезащитный наполнитель [ править ]

Гидроксид алюминия также находит применение в качестве огнестойкого наполнителя для полимеров. Он выбран для этих целей, потому что он бесцветен (как и большинство полимеров), недорог и обладает хорошими огнезащитными свойствами. [12] Гидроксид магния и смеси хантита и гидромагнезита используются аналогичным образом [13] [14] [15] [16] [17] Он разлагается примерно при 180 ° C (356 ° F), поглощая значительное количество тепла в процесс и испускание водяного пара. Помимо того, что он ведет себя как антипирен, он очень эффективен в качестве подавителя дыма в широком спектре полимеров, особенно в полиэфирах, акрилах, этиленвинилацетате, эпоксидных смолах, ПВХ и резине.[18]

Предшественник соединений Al [ править ]

Гидроксид алюминия является сырьем для производства других соединений алюминия: специального кальцинированного оксида алюминия, сульфата алюминия , хлорида полиалюминия, хлорида алюминия , цеолитов , алюмината натрия , активированного оксида алюминия и нитрата алюминия . [6]

Свежеосажденный гидроксид алюминия образует гели , которые являются основой применения солей алюминия в качестве флокулянтов при очистке воды. Этот гель со временем кристаллизуется. Гели гидроксида алюминия могут быть дегидратированы (например, с использованием смешивающихся с водой неводных растворителей, таких как этанол ) с образованием порошка аморфного гидроксида алюминия, который легко растворяется в кислотах. Нагревание превращает его в активированный оксид алюминия, который используется в качестве осушителей , адсорбента при очистке газов и носителей катализаторов . [12]

Фармацевтика [ править ]

Под общим названием «альгельдрат» гидроксид алюминия используется в качестве антацида у людей и животных (в основном кошек и собак). Он предпочтительнее других альтернатив, таких как бикарбонат натрия, поскольку Al (OH) 3 , будучи нерастворимым, не увеличивает pH желудка выше 7 и, следовательно, не вызывает секрецию избытка кислоты желудком. Торговые марки включают Alu-Cap, Aludrox, Gaviscon или Pepsamar. Он вступает в реакцию с избытком кислоты в желудке, снижая кислотность содержимого желудка [19] [20], что может облегчить симптомы язвы , изжоги или диспепсии . Такие продукты могут вызвать запор., потому что ионы алюминия подавляют сокращения гладкомышечных клеток в желудочно-кишечном тракте, замедляя перистальтику и удлиняя время, необходимое для прохождения стула через толстую кишку . [21] Некоторые такие продукты разработаны для минимизации таких эффектов за счет включения гидроксида магния или карбоната магния в равных концентрациях , которые обладают уравновешивающим слабительным действием. [22]

Это соединение также используется для контроля гиперфосфатемии (повышенного уровня фосфата или фосфора в крови) у людей и животных, страдающих почечной недостаточностью. Обычно почки отфильтровывают избыток фосфата из крови, но почечная недостаточность может вызвать накопление фосфата. Соль алюминия при попадании внутрь связывается с фосфатом в кишечнике и снижает количество фосфора, которое может абсорбироваться. [23] [24]

Осажденный гидроксид алюминия включен в качестве адъюванта в некоторые вакцины (например, вакцину против сибирской язвы ). Одной из хорошо известных марок адъюванта гидроксида алюминия является Alhydrogel, производимый Brenntag Biosector. [25] [ требуется полная ссылка ] [ мертвая ссылка ] Поскольку он хорошо поглощает белок, он также действует для стабилизации вакцин, предотвращая осаждение белков в вакцине или прилипание к стенкам контейнера во время хранения. Гидроксид алюминия иногда называют « квасцами », этот термин обычно используется для обозначения одного из нескольких сульфатов. [ необходима цитата ]

Составы вакцин, содержащие гидроксид алюминия, стимулируют иммунную систему , вызывая высвобождение мочевой кислоты , иммунологического сигнала опасности . Это сильно привлекает определенные типы моноцитов, которые дифференцируются в дендритные клетки . Дендритные клетки улавливают антиген, переносят его в лимфатические узлы и стимулируют Т-клетки и В-клетки . [26] По-видимому, способствует индукции хорошего Th2ответ, поэтому полезен для иммунизации против патогенов, которые блокируются антителами. Тем не менее, он имеет мало возможностей , чтобы стимулировать клеточный ответ (Th1) иммунного, важный для защиты от многих патогенов, [27] и не является полезным , когда антиген представляет собой пептид , основанный. [28]

Безопасность [ править ]

В 1960-х и 1970-х годах предполагалось, что алюминий связан с различными неврологическими расстройствами , включая болезнь Альцгеймера . [29] [30] С тех пор многочисленные эпидемиологические исследования не обнаружили связи между воздействием алюминия или проглоченного алюминия и неврологическими расстройствами, хотя в этих исследованиях не рассматривался вводимый алюминий. [31] [32] [33]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Для продукта растворимости: «Архивная копия» . Архивировано из оригинального 15 июня 2012 года . Проверено 17 мая 2012 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  2. ^ Для изоэлектрической точки: Gayer, KH; Томпсон, LC; Зайчек, ОТ (сентябрь 1958 г.). «Растворимость гидроксида алюминия в кислых и основных средах при 25 ° C» . Канадский химический журнал . 36 (9): 1268–1271. DOI : 10.1139 / v58-184 . ISSN 0008-4042 . 
  3. ^ Zumdahl, Steven S. (2009). Химические принципы (6-е изд.). Компания Houghton Mifflin. ISBN 978-0-618-94690-7.
  4. ↑ Black, Ronald A .; Хилл, Д. Эшли (15 июня 2003 г.). «Лекарства при беременности, отпускаемые без рецепта» . Американский семейный врач . 67 (12): 2517–2524. ISSN 0002-838X . PMID 12825840 . Проверено 1 июля 2017 года .  
  5. ^ Уэллс, AF (1975), Структурная неорганическая химия (4-е изд.), Оксфорд: Clarendon Press
  6. ^ а б Эванс, KA (1993). «Свойства и применение оксидов алюминия и гидроксидов алюминия». В AJ Downs (ред.). Химия алюминия, галлия, индия и таллия (1-е изд.). Лондон; Нью-Йорк: Blackie Academic & Professional. ISBN 9780751401035.
  7. ^ Карамалидис, AK; Дзомбак Д.А. (2010). Моделирование поверхностного комплексообразования: Гиббсит . Джон Вили и сыновья . С. 15–17. ISBN 978-0-470-58768-3.
  8. ^ a b c Wefers, Карл; Мисра, Чанакья (1987). Оксиды и гидроксиды алюминия . Исследовательские лаборатории Алкоа. п. 2. OCLC 894928306 . 
  9. ^ a b Boundless (26 июля 2016 г.). «Основные и амфотерные гидроксиды» . Безграничная химия . Архивировано из оригинального 22 августа 2017 года . Дата обращения 2 июля 2017 .
  10. ^ Хинд, AR; Бхаргава СК; Grocott SC (1999). "Химия поверхности твердых тел процесса Байера: обзор". Коллоиды Surf Physiochem Eng Аспекты . 146 (1–3): 359–74. DOI : 10.1016 / S0927-7757 (98) 00798-5 .
  11. ^ "Венгрия сражается, чтобы остановить поток токсичного ила" . Сайт новостей BBC . 5 октября 2010 г.
  12. ^ a b Хадсон, Л. Кейт; Мишра, Чанакья; Перротта, Энтони Дж .; Wefers, Карл; Уильямс, Ф.С. (2000). «Оксид алюминия». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a01_557 .
  13. ^ Холлингбери, Лос-Анджелес; Корпус TR (2010). «Огнезащитное поведение хантита и гидромагнезита - обзор» (PDF) . Разложение и стабильность полимера . 95 (12): 2213–2225. DOI : 10.1016 / j.polymdegradstab.2010.08.019 .
  14. ^ Холлингбери, Лос-Анджелес; Корпус TR (2010). «Термическое разложение хантита и гидромагнезита - обзор» (PDF) . Thermochimica Acta . 509 (1–2): 1–11. DOI : 10.1016 / j.tca.2010.06.012 .
  15. ^ Холлингбери, Лос-Анджелес; Корпус TR (2012). «Огнезащитные эффекты хантита в природных смесях с гидромагнезитом» (PDF) . Разложение и стабильность полимера . 97 (4): 504–512. DOI : 10.1016 / j.polymdegradstab.2012.01.024 .
  16. ^ Холлингбери, Лос-Анджелес; Корпус TR (2012). «Термическое разложение природных смесей хантита и гидромагнезита» (PDF) . Thermochimica Acta . 528 : 45–52. DOI : 10.1016 / j.tca.2011.11.002 .
  17. ^ Халл, TR; Витковски А; Холлингбери Л.А. (2011). «Огнезащитное действие минеральных наполнителей» (PDF) . Разложение и стабильность полимера . 96 (8): 1462–1469. DOI : 10.1016 / j.polymdegradstab.2011.05.006 .
  18. ^ Технические материалы Huber. «Негалогенные огнезащитные добавки Huber» (PDF) . Дата обращения 3 июля 2017 .
  19. ^ Гэлбрейт, A; Баллок, S; Manias, E; Хант, B; Ричардс, А (1999). Основы фармакологии: текст для медсестер и медицинских работников . Харлоу: Пирсон. п. 482.
  20. ^ Папич, Марк Г. (2007). «Гидроксид алюминия и карбонат алюминия». Справочник Сондерса по ветеринарным препаратам (2-е изд.). Сент-Луис, Миссури: Сондерс / Эльзевир. С. 15–16. ISBN 9781416028888.
  21. ^ Вашингтон, Neena (2 августа 1991). Антациды и антирефлюксные средства . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 10. ISBN 978-0-8493-5444-1.
  22. ^ Билл, Роберт Л. (1 сентября 2016 г.). Клиническая фармакология и терапия для ветеринарных врачей - электронная книга . Elsevier Health Sciences. п. 105. ISBN 9780323444026.
  23. ^ Отвес, Дональд К. (2011). «Гидроксид алюминия». Справочник по ветеринарным препаратам Plumb (7-е изд.). Стокгольм, Висконсин; Эймс, Айова: Уайли. С. 36–37. ISBN 9780470959640.
  24. ^ Lifelearn Inc. (1 ноября 2010 г.). «Гидроксид алюминия» . Знай своего питомца . Проверено 30 июня 2017 года .
  25. ^ "О Brenntag Biosector - Brenntag" . brenntag.com . Проверено 19 апреля 2018 года .
  26. ^ Kool, M; Soullié T; ван Нимвеген М; Willart MA; Muskens F; Юнг С; Hoogsteden HC; Хаммад Н; Lambrecht BN (24 марта 2008 г.). «Адъювант из квасцов повышает адаптивный иммунитет за счет индукции мочевой кислоты и активации воспалительных дендритных клеток» . J Exp Med . 205 (4): 869–82. DOI : 10,1084 / jem.20071087 . PMC 2807488 . PMID 18362170 .  
  27. ^ Петровский N, Агилар JC (2004). «Адъюванты вакцин: текущее состояние и будущие тенденции». Immunol Cell Biol . 82 (5): 488–96. DOI : 10.1111 / j.0818-9641.2004.01272.x . PMID 15479434 . S2CID 154670 .  
  28. ^ Кранейдж, МП; Робинсон А (2003). Робинсон А; Хадсон MJ; Cranage MP (ред.). Протоколы вакцин - Том 87 методов в биомедицинских протоколах молекулярной медицины (2-е изд.). Springer . п. 176. ISBN. 978-1-59259-399-6.
  29. ^ «Миф Альцгеймера» . Ассоциация Альцгеймера . Проверено 29 июля 2012 года .
  30. ↑ Хан, A (1 сентября 2008 г.). «Алюминий и болезнь Альцгеймера» . Общество Альцгеймера . Архивировано из оригинального 11 -го марта 2012 года . Проверено 8 марта 2012 года .
  31. ^ Рондо V (2002). «Обзор эпидемиологических исследований алюминия и кремнезема в отношении болезни Альцгеймера и связанных с ней заболеваний» . Rev Environ Health . 17 (2): 107–21. DOI : 10,1515 / REVEH.2002.17.2.107 . PMC 4764671 . PMID 12222737 .  
  32. ^ Martyn CN, Coggon Д.Н., Инскип H, Lacey РФ, Young WF (май 1997). «Концентрация алюминия в питьевой воде и риск болезни Альцгеймера». Эпидемиология . 8 (3): 281–6. DOI : 10.1097 / 00001648-199705000-00009 . JSTOR 3702254 . PMID 9115023 . S2CID 32190038 .   
  33. Перейти ↑ Graves AB, Rosner D, Echeverria D, Mortimer JA, Larson EB (сентябрь 1998 г.). «Профессиональное воздействие растворителей и алюминия и предполагаемый риск болезни Альцгеймера» . Occup Environ Med . 55 (9): 627–33. DOI : 10.1136 / oem.55.9.627 . PMC 1757634 . PMID 9861186 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Международная карта химической безопасности 0373
  • «Некоторые свойства гидроксида алюминия, осажденного в присутствии глин», Институт почвенных исследований, RC Turner, Департамент сельского хозяйства, Оттава.
  • Влияние старения на свойства полиядерных катионов гидроксиалюминия
  • Второй вид полиядерного катиона гидроксиалюминия, его образование и некоторые свойства