Struktura fosforanu glinu (alpo4), właściwości, uzyskiwanie, zastosowania

On Fosforan glinu Jest to nieorganiczna substancja stała utworzona przez jon aluminiowy do³⁺ i jon fosforanowy PO₄^3-. Jego formuła chemiczna to alpo₄. Jest białą substancją stałą, której krystaliczna struktura jest podobna do struktury krzemionki sio₂. Jest nierozpuszczalny w wodzie.

Można go uzyskać z tlenku glinu (do₂ALBO₃) i kwas fosforowy (h₃PO₄). Można go również uzyskać na podstawie wodnych roztworów chlorkowych aluminiowych (ALCL₃) i fosforan sodu (na₃PO₄).

Aluminiowy fosforan Alpo₄. Ondřej Mang [domena publiczna]. Źródło: Wikimedia Commons.

Fosforan aluminiowy ma bardzo wysoki punkt fuzji, więc jest szeroko stosowany jako składnik ceramiki opornej, to znaczy ceramika, która znosi bardzo wysokie temperatury.

Jest również stosowany jako zobojętnienie w żołądku, w mieszaninach do naprawy zębów i jako adiuwant szczepionek, to znaczy w celu stymulowania odpowiedzi immunologicznej organizmu.

Jakiś beton oporowy ma alpo₄ W jego składzie, który zwiększa właściwości mechaniczne i wspierające wysokie temperatury tego rodzaju cementu.

Został zastosowany jako tarcza ochronna, aby zapobiec materiałom palnym jako niektórych polimerach.

[TOC]

Struktura

Alpo₄ Powstaje w wyniku kationu aluminiowego do³⁺ i fosforan anion po₄^3-.

Struktura jonowa fosforanu glinu. Autor: Marilú Stea.

Krystaliczny fosforan glinu nazywany jest również fazą berlinitową lub alfa (α-alpo₄), a jego kryształy są podobne do kwarcu.

Syntetyczne kryształy berlinytowe (α-alpo₄). Dmgualtieri [CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)]. Źródło: Wikimedia Commons.

Faza alfa fosforanu aluminiowego jest stałą utworzoną przez kowalencyjną sieć PO tetrahedry₄ i Alpo₄ te naprzemienne i są zjednoczone przez atomy tlenu.

Ta struktura jest izomorficzna z krzemionką, to znaczy ma tę samą formę jak SIO₂.

Nomenklatura

- Fosforan glinu

- Aluminiowy monofosforan

- Kwas fosforowy sól aluminiowa.

Nieruchomości

Stan fizyczny

Krystaliczna biała stała.

Waga molekularna

121,93 g/mol

Temperatura topnienia

1800 ° C

Gęstość

2,56 g/cm³

Rozpuszczalność

Nierozpuszczalne w wodzie

Inne właściwości

Struktura Alpo₄ Jest bardzo podobny do krzemionki Sio₂, więc ma wiele właściwości fizycznych i chemicznych tego.

Może ci służyć: zintegrowana woda

Fosforan aluminiowy jest materiałem wysoce opornym na ogrodzenie, to znaczy opiera się bardzo wysokim temperatury bez zmiany stanu fizycznego lub struktury i bez rozkładu.

Alpo₄ Krystaliczny lub berlinitowy, gdy jest podgrzewany, staje się on strukturą typu Thundimite, a następnie typem Christobalite, inne formy tego związku, które przypominają go do krzemionki Sio₂.

Fosforan glinu. Chemicalinterest [domena publiczna]. Źródło: Wikimedia Commons.

Uzyskanie

Aluminiowy fosforan Alpo₄ Można go uzyskać przez reakcję między kwasem fosforowym H₃PO₄ i alumina al₂ALBO₃. Zastosowanie temperatury jest wymagane, na przykład od 100 do 150 ° C.

Do₂ALBO₃ + 2 godz₃PO₄ = 2 Alpo₄ + 3 godz₂ALBO

Można go również uzyskać przez połączenie wodnego roztworu chlorku aluminiowego ALCL₃ z wodnym roztworem fosforanu sodu na₃PO₄:

Alcl₃ + Na₃PO₄ = Alpo₄ + 3 NaCl

Używać w ceramice

Aluminiowy fosforan Alpo₄ Często występuje w konstytucji ceramiki glinu.

Ceramika o wysokiej zawartości tlenku glinu jest jednym z materiałów stosowanych w zastosowania.

Ten rodzaj ceramiki jest odporny na korozję, do środowisk wysokiej temperatury, do obecności gorącej pary lub w zmniejszaniu atmosfery, takich jak tlenek węgla (CO).

Ceramika glinu ma również niską przewodność elektryczną i cieplną, więc służy do produkcji cegieł ogniotrwałej i izolacji elektrycznej.

Oporna powłoka z cegły, która może zawierać fosforan aluminiowy Alpoo₄. Te cegły chronią przed wysokimi temperaturami. Alexknight12 [CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)]. Źródło: Wikimedia Commons.

Ponieważ fosforan glinu powstaje w znacznie niższej temperaturze niż krzemionka SIO₂, Jego produkcja jest tańsza, co stanowi przewagę w produkcji ceramiki odpowiednie dla wymagających usług.

Aluminiowa produkcja ceramiczna fosforanowa

Alumina jest przyzwyczajona do₂ALBO₃ i kwas fosforowy H₃PO₄ W wodnym pożywce.

Preferowane tworzenie pH wynosi 2-8, ponieważ istnieje obfitość rozpuszczonych gatunków kwasu fosforowego, takich jak H₂PO₄^- i HPO₄^2-. Kwaśne stężenie jonów w³⁺ Jest wysoki, od rozwiązania tlenku glinu na₂ALBO₃.

Może ci służyć: tetrachlor węglowy (CCL4)

Po pierwsze, aluminiowy żel z aluminium ALH₃(PO₄)₂.H₂ALBO:

Do³⁺ + H₂PO₄^- + HPO₄^2- + H₂Lub ⇔ ALH₃(PO₄)₃.H₂ALBO

Nadchodzi jednak czas, kiedy pH niskiego roztworu i staje się neutralne, gdzie tlen tlen₂ALBO₃ przedstawia niską rozpuszczalność. W tym czasie nierozpuszczalny tlenek glinu tworzy warstwę na powierzchni cząstek zapobiegających kontynuowaniu reakcji.

Dlatego konieczne jest zwiększenie rozpuszczalności tlenku glinu, a to osiąga się płynnie. Przez ogrzewanie w 150 ° C Gel kontynuuje reakcję z tlenkiem glinu do₂ALBO₃ uwalnianie wody i tworzy krystaliczną berlinita (alfa-alpo₄).

Do₂ALBO₃ + 2 ALH₃(PO₄)₃.H₂O → Alpo₄ + 4 godz₂ALBO

Berlinita dołącza do poszczególnych cząstek i ceramiki.

Inne zastosowania

Alpo₄ Jest stosowany jako zobojętnienie, jako adsorbent, jako sito molekularne, takie jak wsparcie katalizatora i powłoka w celu poprawy oporności na gorącą korozję. Oto inne aplikacje.

W uzyskaniu betonu

Fosforan aluminiowy jest składnikiem opornego na ciepło opornej na oporność lub beton.

Zapewnia dla tych betonu doskonałe właściwości mechaniczne i refraktanty, takie jak odporność na ciepło. W przedziale temperatury między 1400-1600 ° C beton komórkowy oparty na fosforanach glinu jest jednym z najbardziej wydajnych materiałów, takich jak izolator termiczny.

Nie wymaga suszenia, jego utwardzanie osiąga się poprzez samozapropagowane reakcje egzotermiczne. Możliwe jest przygotowanie cegieł tego materiału w dowolnej formie i rozmiarze.

W cementach dentystycznych

Fosforan aluminiowy jest częścią cementów dentystycznych lub materiałowych, które są używane do leczenia właściwej protezy.

W cementach dentystycznych tlenek glinu stosuje się jako moderator reakcji kwasowo-zasadowych, gdzie efekt moderujący wynika z tworzenia fosforanu glinu na cząstkach innych materiałów.

Te cementy mają bardzo wysoką odporność na kompresję i napięcie, co jest spowodowane obecnością fosforanu glinu.

Cementy dentystyczne stosowane do leczenia próchnicy mogą zawierać fosforan aluminiowy. Autor: Gerber Challenge. Źródło: Pixabay.

W szczepionkach

Alpo₄ Był używany od wielu lat w kilku ludzkich szczepionkach w celu poprawy odpowiedzi immunologicznej organizmu. Mówi się, że Alpo₄ Jest to „adiuwant” szczepionek. Mechanizm nie jest jeszcze zrozumiany.

Może ci służyć: chlorek litowy (LICL): właściwości, ryzyko i zastosowania

Wiadomo, że efekt immunostimulant Alpo₄ Zależy to od procesu adsorpcji antygenu do adiuwant. Antygen jest związek, który po wejściu do ciała generuje tworzenie się przeciwciał w celu zwalczania określonej choroby.

Antygeny mogą być zaadsorbowane do Alpo₄ przez interakcje elektrostatyczne lub wiązanie z ligandami. Adsorb na powierzchni adiuwantu.

Uważa się również, że wielkość cząstek alpo₄ Ma również wpływ. Niższy rozmiar cząstek Odpowiedź przeciwciał jest większa i bardziej trwała.

Szczepionki mogą zawierać fosforan aluminiowy Alpoo₄ Zwiększyć jego skuteczność. Autor: Tumisu. Źródło: Pixabay.

Jako opóźniony płomień polimerowy

Alpo₄ Został użyty jako ignorowany i unikał spalania lub spalonego niektórych polimerów.

Dodanie alpo₄ do polipropylenowego polimeru, który ma już opóźniacz płomienia, powoduje efekt synergistyczny między obiema opóźniaczami, co oznacza, że ​​efekt jest znacznie większy niż w obu ignorowanych przez oddzielne przez oddzielne.

Gdy polimer jest poddawany spalaniu lub spalany w obecności alpo₄, Powstaje aluminiowy metafosforan, który wnika do zwęglonej powierzchni i wypełnia pory i pęknięcia tego.

Prowadzi to do tworzenia wysoce wydajnej osłony ochronnej, aby uniknąć spalania lub spalania polimeru. Innymi słowy alpo₄ uszczelnić karbaszkowaną powierzchnię i zapobiega spalaniu polimeru.

Z alpo₄ Spalanie niektórych polimerów można opóźnić. Autor: Hans Braxmeier. Źródło: Pixabay.

Bibliografia

1. Abizov, v.DO. (2016). Lekki beton oporowy na oparciu na spoiwo aluminium-magnezum-fosforanowe. Proceeding Engineering 150 (2016) 1440-1445. Odzyskane z naukowym.com.
2. Wagh, a.S. (2016). Ceramika fosforanu aluminiowego. W chemicznie wiązanej ceramice fosforanowej (wydanie drugie). Rozdział 11. Odzyskane z naukowym.com.
3. Mei, c. i in. (2019). Aluminiowa szczepionka fosforanowa Attjuwant: Analiza składu i wielkości Używanie narzędzi off-line i in-line. Comput struct biotechnol j. 2019; 17: 1184-1194. NCBI odzyskało.NLM.Nih.Gov.
4. Qin, Z. i in. (2019). Synergistyczny wpływ bariery fosforanu glinu na opóźniony polipropylen w oparciu o polifosforan amonu/układ dipentaerytolowy. Materiały i projekt 181 (2019) 107913. Odzyskane z naukowym.com.
5. Vrieling, h. i in. (2019). Stabilizowane nanapariale fosforanowe aluminiowe stosowane jako szczepionka atriuwant. Koloidy i powierzchnie B: Biointerfaces 181 (2019) 648-656. Odzyskane z naukowym.com.
6. Schaefer, c. (2007). Leki żołądkowo -jelitowe. Zobojętnice. W lekach podczas ciąży i laktacji (wydanie drugie). Odzyskane z naukowym.com.
7. Rouquerol, f. i in. (1999). Właściwości nowatorskich adsorbentów. W adsorpcji przez Powerders i porowatych ciał stałych. Odzyskane z naukowym.com.