Štruktúra hliníka fosforečnanu (ALPO4), vlastnosti, získanie, použitie, použitie

On Hliníkový fosfát Je to anorganická tuhá látka tvorená hliníkovým iónom na³⁺ a fosfátový ión Po₄^3-. Jeho chemický vzorec je Alpo₄. Je to biela tuhá látka, ktorej kryštalická štruktúra je podobná ako v prípade silika sio₂. Je nerozpustný vo vode.

Dá sa získať od hlinitého (na₂Ani₃) a kyselina fosforečná (h₃Po₄). Môže sa tiež získať na základe roztokov chloridu z vodného hliníka (ALCL₃) a fosforečnan sodný (NA₃Po₄).

Hliníkový fosfát₄. Ondřej Mangl [verejná doména]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Hliníkový fosfát má veľmi vysoký bod fúzie, takže sa široko používa ako súčasť refraktérnej keramiky, tj keramika, ktorá vydrží veľmi vysoké teploty.

Používa sa tiež ako antacid na žalúdok, v zmesiach na opravu zubov a ako adjuvans vakcín, to znamená stimulovať imunitnú reakciu organizmu.

Niektorí refraktérny betón majú alpa₄ Vo svojom zložení, ktoré zvyšuje mechanické a podporné vlastnosti vysokých teplôt tohto typu cementu.

Používa sa ako ochranný štít na zabránenie horľavých materiálov ako určitých polymérov.

[TOC]

Štruktúra

Alpo₄ Tvorí sa hliníkovým katiónom na³⁺ a anión fosfátov po₄^3-.

Iónová štruktúra hliníkového fosfátu. Autor: Marilú Stea.

Kryštalický hliníkový fosfát sa tiež nazýva berlinitová alebo alfa fáza (a-alpo₄) a jeho kryštály sú podobné kremeňa.

Syntetické berlinitové kryštály (a-alpo₄). Dmgualtieri [CC By-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Alfa fáza hliníkového fosfátu je pevná látka tvorená kovalentnou sieťou po tetrahedry₄ a Alpo₄ toto striedanie a sú zjednotené atómami kyslíka.

Táto štruktúra je izomorfná s oxidom kremičitým, to znamená, že má rovnakú formu ako SIO₂.

Menovanie

- Hliníkový fosfát

- Hliníkový monofosfát

- Hliníková soľ kyseliny fosforečnice.

Vlastnosti

Fyzický stav

Kryštalická biela pevná látka.

Molekulová hmotnosť

121,93 g/mol

Bod topenia

1800 ° C

Hustota

2,56 g/cm³

Rozpustnosť

Nerozpustné vo vode

Ďalšie vlastnosti

Alpo štruktúra₄ Je to veľmi podobné ako u sio oxidu kremičitého₂, Takže zdieľa veľa fyzikálnych a chemických vlastností.

Môže vám slúžiť: disionizovaná voda

Hliníkový fosfát je vysoko refraktérny materiál, to znamená, že odoláva veľmi vysokým teplotám bez toho, aby zmenil jeho fyzickú podmienku alebo jeho štruktúru a bez rozkladu.

Alpo₄ Kryštalický alebo berlinit, keď sa zahrieva, stáva sa štruktúrou typu Thunmimite a potom typu Christobalite, iné formy tejto zlúčeniny, ktoré sa podobajú na kremičitý Silio₂.

Hliníkový fosfát. Chemický úrok [verejná doména]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Získanie

Hliníkový fosfát₄ Sa dá získať reakciou medzi kyselinou fosforečnej h₃Po₄ a hlinitého al₂Ani₃. Vyžaduje sa aplikácia teploty, napríklad medzi 100 a 150 ° C.

Do₂Ani₃ + 2 h₃Po₄ = 2 Alpo₄ + 3 h₂Ani

Môže sa tiež získať spojením vodného roztoku hliníkového chloridu ALCL₃ s vodným roztokom fosforečnanu sodného na₃Po₄:

Alcl₃ + Nat₃Po₄ = Alpo₄ + 3 NaCl

Používanie v keramike

Hliníkový fosfát₄ Často sa vyskytuje v ústave keramiky z hlinitého.

Keramika s vysokým obsahom hlinitého je jedným z materiálov, ktoré sa používajú v aplikáciách, v ktorých je potrebné odolať vysokému zaťaženiu a závažným podmienkam.

Tento typ keramiky je odolný voči korózii, voči vysokoteplotným prostredím, k prítomnosti horúcej pary alebo v redukcii atmosféry, ako je oxid uhoľnatý (CO).

Keramika z hliníka má tiež nízku elektrickú a tepelnú vodivosť, takže sa používa na výrobu žiaruvzdorných tehál a izolačné komponenty elektriny.

Refraktérny tehlový povlak, ktorý môže obsahovať alpoo hliníkový fosfát₄. Tieto tehly chránia pred vysokými teplotami. Alexknight12 [CC By-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Pretože hliníkový fosfát sa tvorí pri oveľa nižšej teplote ako oxid kremičitý SIO₂, Jeho výroba je lacnejšia, čo predstavuje výhodu pri výrobe keramiky vhodnej pre náročné služby.

Hliníkový fosfát keramika

Hliník je zvyknutý₂Ani₃ a kyselina fosforečná h₃Po₄ Vo vodnom médiu.

Preferované formovacie pH je 2-8, pretože existuje množstvo rozpustených druhov kyseliny fosforečnej, ako napríklad H₂Po₄^- a HPO₄^2-. Kyslá koncentrácia iónov pri³⁺ Je vysoký, od rozpustenia hlinitého po₂Ani₃.

Môže vám slúžiť: uhlíkový tetrachlorid (CCL4)

V prvom rade hliníkový difhardrogénový trihydrogénový gél hliníka hydratovaného alh₃(PO₄)₂.H₂Buď:

Do³⁺ + H₂Po₄^- + HPO₄^2- + H₂Alebo ⇔ alh₃(PO₄)₃.H₂Ani

Prichádza však čas, keď pH nízkeho roztoku a stáva sa neutrálnym, kde hliník do₂Ani₃ predstavuje nízku rozpustnosť. V tejto dobe nerozpustný hliník tvorí vrstvu na povrchu častíc, ktoré bránia reakcii pokračovať.

Preto je potrebné zvýšiť rozpustnosť hlinitého, čo sa dosiahne hladko. Zahrievaním pri 150 ° C gél pokračuje v reakcii s hlinitou na₂Ani₃ uvoľnenie vody a tvorí kryštalickú Berlinita (alfa-alpo₄).

Do₂Ani₃ + 2 Alh₃(PO₄)₃.H₂O → Alpo₄ + 4 h₂Ani

Berlinita sa spája s jednotlivými časticami a keramiky.

Iné použitia

Alpo₄ Používa sa ako antacid, ako adsorbent, ako molekulárne sito, ako je napríklad podpora katalyzátora a povlak na zlepšenie rezistencie na koróziu horúcej korózie. Tu sú ďalšie aplikácie.

Pri získavaní betónu

Hliníkový fosfát je zložka žiaruvzdorného alebo betónu rezistentného tepla.

Poskytuje vynikajúce mechanické vlastnosti a refraktingové látky pre tento betón, napríklad tepelný odpor. V teplotnom intervale medzi 1400-1600 ° C je bunkový betón na základe fosfátu hliníka jedným z najúčinnejších materiálov, ako je tepelný izolátor.

Nevyžaduje sa sušenie, jeho kalenie sa dosiahne exotermickou reakciou, ktorá sa sama osebela. Je možné pripraviť tehly tohto materiálu v akejkoľvek forme a veľkosti.

V zubných cementoch

Hliníkový fosfát je súčasťou zubných alebo materiálových cementov, ktoré sa používajú na vyliečenie chrápanej protézy.

V zubných cementoch sa hliník používa ako moderátor reakcií na báze kyseliny, kde moderujúci účinok je spôsobený tvorbou fosfátu hlinitého na časticiach iných materiálov.

Tieto cementy majú veľmi vysokú odolnosť v oblasti kompresie a napätia, čo je spôsobené prítomnosťou hliníkového fosfátu.

Zubné cementy používané na vyliečenie zubného kazu môžu obsahovať hliníkový fosfát. Autor: Gerberova výzva. Zdroj: Pixabay.

Vo vakcínach

Alpo₄ Používa sa už mnoho rokov v niekoľkých ľudských vakcínach na zlepšenie imunitnej reakcie tela. Hovorí sa, že Alpo₄ Je to „adjuvant“ vakcín. Mechanizmus ešte nie je pochopený.

Môže vám slúžiť: chlorid lítium (LICL): vlastnosti, riziká a použitia

Je známe, že Alpoov imunostimulačný účinok₄ Závisí to od adsorpčného procesu antigénu od adjuvansu, to znamená spôsob, akým sa k tomu dodržiava. Antigén je zlúčenina, ktorá pri vstupe do tela vytvára tvorbu protilátok na boj proti špecifickej chorobe.

Antigény môžu byť adsorbované do alpa₄ elektrostatickými interakciami alebo väzbou s ligandami. Adsorb na povrchu adjuvans.

Tiež sa verí, že veľkosť alpo častíc₄ Má tiež vplyv. Nižšia veľkosť častíc, odozva protilátky je väčšia a odolnejšia.

Vakcíny môžu obsahovať alpoo hliníkový fosfát₄ Zvýšiť jeho účinnosť. Autor: Tumisu. Zdroj: Pixabay.

Ako spomaľovač horenia polyméru

Alpo₄ Používa sa ako zapaľovanie a vyhýba sa spaľovaniu alebo spáleným z určitých polymérov.

Pridanie alpa₄ do polypropylénového polyméru, ktorý už má spomalenie horenia, spôsobuje synergický účinok medzi oboma retardérmi, čo znamená, že účinok je oveľa väčší ako účinok oboch zapaľovaných samostatným.

Keď je polymér vystavený spaľovaniu alebo spáleným v prítomnosti alpa₄, Vytvára sa hliníkový metafosfát, ktorý preniká do karbonizovaného povrchu a napĺňa póry a praskliny z toho.

To vedie k tvorbe vysoko účinného ochranného štítu, aby sa zabránilo spaľovaniu alebo spaľovaniu polyméru. Inými slovami Alpo₄ utesnite karbonizovaný povrch a zabraňuje spaľovaniu polyméru.

S Alpo₄ Spaľovanie určitých polymérov je možné oneskoriť. Autor: Hans Braxmeier. Zdroj: Pixabay.

Odkazy

1. Abyzov, V.Do. (2016). Ľahký refraktérny betón založený na spojive hliníka-magnéium-fosforečnan. Engineering 150 (2016) 1440-1445. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
2. Wagh, a.Siež. (2016). Keramika hliníkového fosfátu. V chemicky viazanej fosfátovej keramike (druhé vydanie). Kapitola 11. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
3. Mei, C. a kol. (2019). Vakcína proti fosforečnanu hliníka Atjuvant: Analýza zloženia a veľkosti používanie off-line a in-line nástrojov. Comput Struct Biotechnol J. 2019; 17: 1184-1194. NCBI sa zotavila.NLM.NIH.Vláda.
4. Qin, Z. a kol. (2019). Synergický bariérový účinok hliníka fosfátu na polypropylén spomalený horením založený na systéme polyfosfátu amónneho. Materiály a dizajn 181 (2019) 107913. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
5. Vrieling, h. a kol. (2019). Stabilizované nanaplátky fosfátu hliníka používané ako vakcína atjuvanta. Koloidy a povrchy B: Biointerfaces 181 (2019) 648-656. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
6. Schaefer, C. (2007). Gastrointestinálne lieky. Antacidy. V drogách počas tehotenstva a laktácie (druhé vydanie). Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
7. Rouquerol, f. a kol. (1999). Vlastnosti nových adsorbentov. Pri adsorpcii pomocou výkonov a poréznych tuhých látok. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.