- Estrutura de carbonato de alumínio
- Carbonato de hidróxido de amônio e alumínio
- Propriedades
- Massa molar
- Instabilidade
- Seco
- Molhado
- Fisica
- Formulários
- Referências
O carbonato de alumínio é um sal inorgânico que tem a fórmula química Um a dois (CO 3) 3. É um carbonato metálico praticamente inexistente, dada sua elevada instabilidade em condições normais.
Dentre as razões para sua instabilidade podemos citar as fracas interações eletrostáticas entre os íons Al 3+ e CO 3 2-, que em teoria deveriam ser muito fortes devido às magnitudes de suas cargas.
Fórmula de carbonato de alumínio. Fonte: Gabriel Bolívar.
O sal não enfrenta desvantagens no papel ao escrever as equações químicas de suas reações; mas na prática isso funciona contra ele.
Apesar do que foi dito, o carbonato de alumínio pode ocorrer na companhia de outros íons, como o mineral dawsonita. Da mesma forma, existe um derivado no qual ele interage com a amônia aquosa. O restante é considerado uma mistura entre Al (OH) 3 e H 2 CO 3; que é igual a uma solução efervescente com um precipitado branco.
Esta mistura tem usos medicinais. No entanto, o sal puro, isolável e manipulável de Al 2 (CO 3) 3 não tem aplicações possíveis conhecidas; pelo menos não sob enorme pressão ou condições extremas.
Estrutura de carbonato de alumínio
A estrutura cristalina desse sal é desconhecida, pois é tão instável que não pode ser caracterizada. Por sua fórmula Al 2 (CO 3) 3, entretanto, sabe-se que a proporção dos íons Al 3+ e CO 3 2- é de 2: 3; Em outras palavras, para cada dois cátions Al 2+ deve haver três ânions CO 3 2- interagindo eletrostaticamente com eles.
O problema é que os dois íons são muito desiguais em tamanho; O Al 3+ é muito pequeno, enquanto o CO 3 2- é volumoso. Essa diferença por si só já afeta a estabilidade da rede do cristal, cujos íons interagiriam "desajeitadamente" se esse sal pudesse ser isolado no estado sólido.
Além desse aspecto, o Al 3+ é um cátion altamente polarizante, propriedade que deforma a nuvem eletrônica de CO 3 2-. É como se você quisesse forçá-lo a se ligar covalentemente, embora o ânion não consiga.
Conseqüentemente, as interações iônicas entre Al 3+ e CO 3 2- tendem à covalência; outro fator que contribui para a instabilidade do Al 2 (CO 3) 3.
Carbonato de hidróxido de amônio e alumínio
A relação caótica entre Al 3+ e CO 3 2- amolece na aparência quando há outros íons presentes no cristal; como NH 4 + e OH -, provenientes de uma solução de amônia. Este quarteto de íons, Al 3+, CO 3 2-, NH 4 + e OH -, consegue definir cristais estáveis, mesmo sendo capazes de adotar diferentes morfologias.
Outro exemplo semelhante a este é observado na dawsonita mineral e seus cristais ortorrômbicos, NaAlCO 3 (OH) 2, onde Na + substitui NH 4 +. Nesses sais, suas ligações iônicas são fortes o suficiente para que a água não promova a liberação de CO 2; ou, pelo menos, não abruptamente.
Embora NH 4 Al (OH) 2 CO 3 (AACC, por sua sigla em inglês), nem NaAlCO 3 (OH) 2 representem carbonato de alumínio, eles podem ser considerados como seus derivados básicos.
Propriedades
Massa molar
233,98 g / mol.
Instabilidade
Na seção anterior, foi explicado de uma perspectiva molecular porque o Al 2 (CO 3) 3 é instável. Mas que transformação sofre? Há duas situações a serem consideradas: uma seca e outra "úmida".
Seco
Na situação seca, o ânion CO 3 2- reverte para CO 2 pela seguinte decomposição:
Al 2 (CO 3) 3 => Al 2 O 3 + 3CO 2
O que faz sentido se este for sintetizado submetido a alumina a altas pressões de CO 2; ou seja, a reação reversa:
Al 2 O 3 + 3CO 2 => Al 2 (CO 3) 3
Portanto, para evitar a decomposição do Al 2 (CO 3) 3, o sal teria que ser submetido a alta pressão (utilizando N 2, por exemplo). Desta forma, a formação de CO 2 não seria termodinamicamente favorecida.
Molhado
Na situação úmida, o CO 3 2- sofre hidrólise, que gera pequenas quantidades de OH -; mas o suficiente para precipitar o hidróxido de alumínio, Al (OH) 3:
CO 3 2- + H 2 O <=> HCO 3 - + OH -
Al 3+ + 3OH - <=> Al (OH) 3
E por outro lado, o Al 3+ também é hidrolisado:
Al 3+ + H 2 O <=> Al (OH) 2 2 + + H +
Embora o Al 3+ na verdade primeiro se hidrate para formar o complexo Al (H 2 O) 6 3+, o qual é hidrolisado para dar 2+ e H 3 O +. Então H 3 O (ou H +) protona CO 3 2- em H 2 CO 3, que se decompõe em CO 2 e H 2 O:
CO 3 2- + 2H + => H 2 CO 3
H 2 CO 3 <=> CO 2 + H 2 O
Observe que no final o Al 3+ se comporta como um ácido (libera H +) e uma base (libera OH - com o equilíbrio de solubilidade do Al (OH) 3); ou seja, exibe anfoterismo.
Fisica
Se puder ser isolado, é provável que esse sal seja branco, como muitos outros sais de alumínio. Além disso, devido à diferença entre os raios iônicos de Al 3+ e CO 3 2-, ele certamente teria pontos de fusão ou ebulição muito baixos em comparação com outros compostos iônicos.
E quanto à sua solubilidade, seria infinitamente solúvel em água. Além disso, seria um sólido higroscópico e deliquescente. No entanto, são apenas suposições. Outras propriedades teriam que ser estimadas com modelos de computador sujeitos a altas pressões.
Formulários
As aplicações conhecidas do carbonato de alumínio são médicas. Era usado como adstringente leve e como medicamento para tratar úlcera gástrica e inflamação. Também tem sido usado para prevenir a formação de cálculos urinários em humanos.
Tem sido usado para controlar o aumento do teor de fosfato do corpo e também para tratar os sintomas de azia, indigestão ácida e úlceras estomacais.
Referências
- XueHui L., Zhe T., YongMing C., RuiYu Z. & Chenguang L. (2012). Síntese hidrotérmica de nanoplacas e nanofibras de hidróxido de carbonato de amônio e alumínio (AACH) morfologias controladas por pH. Atlantis Press.
- Robin Lafficher, Mathieu Digne, Fabien Salvatori, Malika Boualleg, Didier Colson, Francois Puel (2017) Hidróxido de carbonato de alumínio e amônio NH4Al (OH) 2CO3 como rota alternativa para preparação de alumina: comparação com o precursor boemita clássico. Powder Technology, 320, 565-573, DOI: 10.1016 / j.powtec.2017.07.0080
- Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2019). Carbonato de alumínio. Banco de dados PubChem., CID = 10353966. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Carbonato de alumínio. Recuperado de: en.wikipedia.org
- Sulfato de alumínio. (2019). Carbonato de Alumínio. Recuperado de: sulfato de alumínio.net