Alumiinifosfaatti (ALPO4) rakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö

Hän Alumiinifosfaatti Se on epäorgaaninen kiinteä kiinteä aine, jonka alumiini -ioni on muodostanut³⁺ ja fosfaatti -ioni PO₄^3-. Sen kemiallinen kaava on alpo₄. Se on valkoinen kiinteä aine, jonka kiteinen rakenne on samanlainen kuin piidioksidi -sio₂. Se on liukenematon veteen.

Se voidaan saada alumiinioksidista (₂JOMPIKUMPI₃) ja fosforihappo (H₃Poikki₄-A. Se voidaan saada myös vesipitoisten alumiinikloridiliuoksien perusteella (ALCL₃) ja natriumfosfaatti (NA₃Poikki₄-A.

Alpo -alumiinifosfaatti₄. Ondřej Mangl [julkinen alue]. Lähde: Wikimedia Commons.

Alumiinifosfaatilla on erittäin korkea fuusiopiste, joten sitä käytetään laajasti tulenkestävän keramiikan komponenttina, toisin sanoen keramiikat, jotka kestävät erittäin korkeita lämpötiloja.

Sitä käytetään myös andasidina vatsassa, seoksissa hammasten korjaamiseksi ja rokotteiden adjuvantina, ts. Organismin immuunivasteen stimuloimiseksi.

Joillakin tulenkestävällä betonilla on alpoa₄ Koostumuksessaan, joka lisää tämän tyyppisten sementtien korkeiden lämpötilojen mekaanisia ja tukiominaisuuksia.

Sitä on käytetty suojasuojana palavien materiaalien estämiseksi tietyinä polymeereinä.

[TOC]

Rakenne

Alpo₄ Se muodostuu alumiinikationilla³⁺ ja fosfaatti -anionin PO₄^3-.

Alumiinifosfaatin ioninen rakenne. Kirjoittaja: Marilú Stea.

Kiteisen alumiinifosfaattia kutsutaan myös berliiniksi tai alfafaasiksi (a-alpo₄) ja sen kiteet ovat samanlaisia ​​kuin kvartsi.

Synteettiset berliinikiteet (a-alpo₄-A. Dmgualtieri [cc by-Sa (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)]. Lähde: Wikimedia Commons.

Alumiinifosfaatin alfafaasi on kiinteä, joka muodostuu PO -tetraedran kovalenttisesta verkostosta₄ ja Alpo₄ että happiatomit yhdistyvät ja niitä yhdistyvät.

Tämä rakenne on isomorfinen piidioksidilla, ts. Sillä on sama muoto kuin silla₂.

Nimikkeistö

- Alumiinifosfaatti

- Alumiini -monofosfaatti

- Fosforihappoalumiinisuola.

Ominaisuudet

Fyysinen tila

Kiteinen valkoinen kiinteä aine.

Molekyylipaino

121,93 g/mol

Sulamispiste

1800 ºC

Tiheys

2,56 g/cm³

Liukoisuus

Liukenematon veteen

Muut ominaisuudet

Alpo -rakenne₄ Se on hyvin samanlainen kuin silipiidioksidi₂, Joten sillä on tämän monia fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia.

Voi palvella sinua: Disionisoitu vesi

Alumiinifosfaatti on erittäin tulenkestävä materiaali, ts. Se vastustaa erittäin korkeita lämpötiloja muuttamatta sen fyysistä tilaa tai rakennetta ja hajottamatta.

Alpo₄ Kiteinen tai berlinite, kun sitä lämmitetään, siitä tulee thaldimiittityyppinen rakenne ja sitten Christobaliittityyppi, tämän yhdisteen muut muodot, jotka muistuttavat sitä piidioksidi -sioon₂.

Alumiinifosfaatti. ChemicalInterest [julkinen alue]. Lähde: Wikimedia Commons.

Saada

Alpo -alumiinifosfaatti₄ Se voidaan saada reaktiolla fosforihapon H: n välillä₃Poikki₄ ja alumiinioksidi Al₂JOMPIKUMPI₃. Lämpötilan levitys tarvitaan, esimerkiksi välillä 100 - 150 ° C.

Siihen₂JOMPIKUMPI₃ + 2 h₃Poikki₄ = 2 alpoa₄ + 3 h₂JOMPIKUMPI

Se voidaan saada myös yhdistämällä alumiinikloridi -Alcl -vesiliuokseen₃ Natriumfosfaatti NA: n vesiliuoksella₃Poikki₄-

ALCL₃ + Naa₃Poikki₄ = Alpo₄ + 3 NaCl

Käyttö keramiikassa

Alpo -alumiinifosfaatti₄ Sitä löytyy usein alumiinioksidikeramiikan perustuslaista.

Keramiikka, jolla on korkea alumiinioksidipitoisuus.

Tämäntyyppinen keraaminen on korroosiokestävä, korkean lämpötilan ympäristöihin, kuuman höyryn esiintymiseen tai ilmakehän, kuten hiilimonoksidin (CO), vähentämiseen.

Alumiinioksidikeramiikalla on myös alhainen sähkö- ja lämmönjohtavuus, joten sitä käytetään tulenkestävän tiilien ja sähkön eristävien komponenttien valmistukseen.

Tulenkestävä tiilipinnoite, joka voi sisältää alpoon alumiinifosfaattia₄. Nämä tiilet suojaavat korkeilta lämpötiloilta. Alexknight12 [CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)]. Lähde: Wikimedia Commons.

Koska alumiinifosfaatti on muodostettu paljon alhaisemmassa lämpötilassa kuin sipien piidioksidi₂, Sen tuotanto on halvempaa, mikä on etuna olevien palvelujen kannalta sopivien keramiikan valmistuksessa.

Alumiinifosfaatti keraaminen valmistus

Alumiinioksidi on tottunut₂JOMPIKUMPI₃ ja fosforihappo H₃Poikki₄ Vesipitoisessa väliaineessa.

Edullinen muodostumisen pH on 2-8, koska liuenneita fosforihappolajeja on runsaasti, kuten H₂Poikki₄^- ja HPO₄^2-. Happama ionipitoisuus³⁺ Se on korkea, alumiinioksidin liukenemisesta₂JOMPIKUMPI₃.

Voi palvella sinua: hiilitetrakloridi (CCL4)

Ensinnäkin alh -hydratoitu alumiinidifidrogeenitrogeenigeeli₃(PO₄-A₂.H₂JOMPIKUMPI:

Siihen³⁺ + H₂Poikki₄^- + HPO₄^2- + H₂Tai ⇔ Alh₃(PO₄-A₃.H₂JOMPIKUMPI

Kuitenkin tulee aika, jolloin matalan liuoksen pH on neutraali, missä alumiinioksidi₂JOMPIKUMPI₃ esittelee alhaisen liukoisuuden. Tällä hetkellä liukenematon alumiinioksidi muodostaa kerroksen hiukkasten pinnalle, joka estää reaktion jatkamista.

Siksi on tarpeen lisätä alumiinioksidin liukoisuutta ja tämä saavutetaan sujuvasti. Kuumentamalla 150 ° C: ssa geeli jatkaa reaktiota alumiinioksidin kanssa₂JOMPIKUMPI₃ Veden vapauttaminen ja muodostaa kiteisen berlinitan (Alpha-Alpo₄-A.

Siihen₂JOMPIKUMPI₃ + 2 Alh₃(PO₄-A₃.H₂O → alpo₄ + 4 h₂JOMPIKUMPI

Berlinita liittyy yksittäisiin hiukkasiin ja keramiikkaan.

Muut käyttötarkoitukset

Alpo₄ Sitä käytetään antasidina adsorbenttina, molekyyliseulana, kuten katalyyttituki ja pinnoitteena kuuman korroosionkestävyyden parantamiseksi. Tässä on muita sovelluksia.

Betonin saamiseksi

Alumiinifosfaatti on lämmön resistentin tulenkestävän tai betonin ainesosa.

Tarjoaa näille betonille erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja tulentekijät, kuten lämmönkestävyys. Lämpötilavälillä 1400-1600 ° C alumiinifosfaattiin perustuva solukonstoni on yksi tehokkaimmista materiaaleista, kuten lämpöeriste.

Se ei vaadi kuivumista, sen kovettuminen saavutetaan eksotermisellä reaktiolla itse lähettämällä. Tämän materiaalin tiilet on mahdollista valmistaa missä tahansa muodossa ja koossa.

Hammassementteinä

Alumiinifosfaatti on osa hammaslääketieteellisiä tai materiaalisementtejä, joita käytetään vartioidun hammasproteesin parantamiseen.

Hammassementteissä alumiinioksidia käytetään happo-emäsreaktioiden moderaattorina, missä moderoiva vaikutus johtuu alumiinifosfaatin muodostumisesta muiden materiaalien hiukkasiin.

Näillä sementeillä on erittäin korkea puristus- ja jännitysvastus, mikä johtuu alumiinifosfaatin läsnäolosta.

Karieksen parantamiseen käytetyt hammassementit voivat sisältää alumiinifosfaattia. Kirjoittaja: Gerber Challenge. Lähde: Pixabay.

Rokotteina

Alpo₄ Sitä on käytetty monien vuosien ajan useissa ihmisrokotteissa kehon immuunivasteen parantamiseksi. Sanotaan, että alpo₄ Se on rokotteiden "adjuvantti". Mekanismia ei vielä ymmärretä.

Voi palvella sinua: litiumkloridi (LICL): Ominaisuudet, riskit ja käytöt

On tiedossa, että Alpon immunostimulanttivaikutus₄ Se riippuu antigeenin adsorptioprosessista adjuvanttia varten, ts. Antigeeni on yhdiste, joka kehon saapuessa tuottaa vasta -aineiden muodostumisen tiettyjen sairauksien torjumiseksi.

Antigeenit voidaan adsorboida alpoon₄ sähköstaattisilla vuorovaikutuksilla tai sitoutumisella ligandien kanssa. Adsorbi adjuvantin pinnalla.

Uskotaan myös, että alpihiukkasten koko₄ Sillä on myös vaikutus. Pienempi hiukkaskoko Vasta -ainevaste on suurempi ja kestävämpi.

Rokotteet voivat sisältää alpoon alumiinifosfaattia₄ Sen tehokkuuden lisäämiseksi. Kirjoittaja: Tumisu. Lähde: Pixabay.

Polymeeriliekin hidastumisena

Alpo₄ Sitä on käytetty Igniphed ja välttää palamista tai palanut tiettyjä polymeerejä.

Alpon lisääminen₄ Polypropeenipolymeeriin, jolla on jo liekin hidastaja.

Kun polymeeri altistetaan palamiselle tai poltetaan alpon läsnä ollessa₄, Muodostuu alumiinimetafosfaatti, joka tunkeutuu hiilihapotettuun pintaan ja täyttää tämän huokoset ja halkeamat.

Tämä johtaa erittäin tehokkaan suojakilven muodostumiseen polymeerin polttamisen tai palamisen välttämiseksi. Toisin sanoen alpo₄ Sulje hiilihiilinen pinta ja estää polymeeriä polttamasta.

Alpon kanssa₄ Tiettyjen polymeerien palaminen voidaan viivästyä. Kirjoittaja: Hans Braxmeier. Lähde: Pixabay.

Viitteet

1. Abyzov, V.-Lla. (2016). Kevyt tulenkestävä betoni, joka perustuu alumiinimagnesium-fosfaatti-sideaineeseen. Proceeding Engineering 150 (2016) 1440-1445. ScienEdirect.com.
2. Wagh, a.S. (2016). Alumiinifosfaattikeramiikka. Kemiallisesti sitoutuneessa fosfaattikeramiikassa (toinen painos). Luku 11. ScienEdirect.com.
3. Mei, c. et al. (2019). Alumiinifosfaattirokote Attjuvant: Koostumuksen ja koon analyysi Off-Line- ja In-Line -työkalujen avulla. Comput Struct Bioteknoli J. 2019; 17: 1184-1194. NCBI toipunut.Nlm.NIH.Hallitus.
4. Qin, Z. et al. (2019). Alumiinifosfaatin synergistinen estevaikutus liekin hidastimeen polypropeeniin, joka perustuu ammoniumpolyfosfaattiin/dipentaererythitolijärjestelmään. Materiaalit ja suunnittelu 181 (2019) 107913. ScienEdirect.com.
5. Vrieling, h. et al. (2019). Stabiloidut alumiinifosfaatti -nanapartikkelit, joita käytetään rokotteena. Kolloidit ja pinnat B: Biointerfaces 181 (2019) 648-656. ScienEdirect.com.
6. Schaefer, c. (2007). Maha -suolikanava. Antasidit. Lääkkeissä raskauden ja imetyksen aikana (toinen painos). ScienEdirect.com.
7. Rouquerol, f. et al. (1999). SOM -uusien adsorbenttien ominaisuudet. Voimankäyttäjien ja huokoisten kiinteiden aineiden adsorptiossa. ScienEdirect.com.