Гідроксид алюмінію

ОПИС [RU]

Гидроксид алюминия , Al(OH)3, встречается в природе в виде минерального гиббсита (также известного как гидраргиллит) и его трех гораздо более редких полиморфов : байерита, дойлеита и нордстрандита. Гидроксид алюминия амфотерен , т.е. обладает как основными , так и кислотными свойствами. Близкими родственниками являются гидроксид оксида 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 боксита алюминиевой руды .

Al(OH) 3 состоит из двойных слоев гидроксильных групп с ионами алюминия, занимающими две трети октаэдрических отверстий между двумя слоями. Распознаются четыре полиморфа . Все характерные слои октаэдрических единиц гидроксида алюминия с водородными связями между слоями. Полиморфы различаются по расположению слоев.
Гидраргиллит , 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, при этом гиббсит чаще всего используется в Соединенных Штатах, а гидраргиллит чаще используется в Европе. Гидраргиллит назван в честь греческих слов, обозначающих воду ( гидра ) и глину ( аргайлы ).

Гидроксид алюминия амфотерен . В кислоте действует как основание Бренстеда-Лоури . Он нейтрализует кислоту, образуя соль.

Резервуары с красным шламом содержат коррозионно-активные остатки производства гидроксида алюминия.
Практически весь коммерчески используемый гидроксид алюминия производится по процессу Байера, который включает растворение боксита в гидроксиде натрия при температуре до 270 °C (518 °F). Твердые отходы, бокситовые хвосты , удаляют, а гидроксид алюминия осаждают из оставшегося раствора алюмината натрия . Этот гидроксид алюминия можно превратить в оксид алюминия или оксид алюминия прокаливанием .

Гидроксид алюминия также находит применение в качестве огнезащитного наполнителя для полимеров. Он выбран для этих применений, потому что он бесцветный (как и большинство полимеров), недорогой и обладает хорошими огнезащитными свойствами. Гидроксид магния и смеси хунтита и гидромагнезита используются аналогично. Он разлагается при температуре около 180° C (356° F), поглощая значительное количество тепла в процесс и выделение водяного пара. В дополнение к тому, что он ведет себя как антипирен, он очень эффективен в качестве средства подавления дыма в широком диапазоне полимеров, особенно в полиэфирах, акрилах, этиленвинилацетате, эпоксидных смолах, ПВХ и каучуке.

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

Свежеосажденный гидроксид алюминия образует гели , что является основой для применения солей алюминия в качестве флокулянтов при очистке воды. Этот гель со временем кристаллизуется. Гели гидроксида алюминия можно дегидратировать (например, с использованием смешивающихся с водой неводных растворителей, таких как этанол ) с образованием порошка аморфного гидроксида алюминия, который легко растворим в кислотах. Нагревание превращает его в активированный оксид алюминия, который используется в качестве осушителя , адсорбента при очистке газов и носителей катализатора.

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 , потому что Al(OH)3, будучи нерастворимым, не увеличивает pH желудка выше 7 и, следовательно, не вызывает секрецию избыточной кислоты желудком. Торговые марки включают Alu-Cap, Aludrox, Gaviscon или Pepsamar. Он реагирует с избытком кислоты в желудке, снижая кислотность содержимого желудка, что может облегчить симптомы язвы, изжоги или диспепсии. Такие продукты могут вызвать запор, потому что ионы алюминия ингибируют сокращения гладкомышечных клеток желудочно-кишечного тракта, замедляя перистальтику и удлиняя время, необходимое для прохождения стула через толстую кишку. Некоторые такие продукты сформулированы так, чтобы свести к минимуму такие эффекты за счет включения равных концентраций гидроксида магния или карбоната магния, которые обладают уравновешивающим слабительным действием.

Это соединение также используется для контроля гиперфосфатемии (повышенный уровень фосфатов или фосфора в крови) у людей и животных, страдающих почечной недостаточностью. Обычно почки фильтруют избыток фосфатов из крови, но почечная недостаточность может привести к накоплению фосфатов. Соль алюминия при попадании в организм связывается с фосфатом в кишечнике и снижает количество фосфора, которое может быть абсорбировано.

Осажденный гидроксид алюминия включается в качестве адъюванта в некоторые вакцины (например , вакцину против сибирской язвы). Одним из известных брендов адъюванта гидроксида алюминия является Alhydrogel производства Brenntag Biosector. 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.

В 1960-х и 1970-х годах предполагалось, что алюминий связан с различными неврологическими расстройствами, включая болезнь Альцгеймера. С тех пор многочисленные эпидемиологические исследования не обнаружили связи между воздействием алюминия из окружающей среды или проглоченным алюминием и неврологическими расстройствами, хотя инъекционный алюминий в этих исследованиях не рассматривался.

Нервные расстройства, обнаруженные в экспериментах на мышах, мотивированных болезнью войны в Персидском заливе (GWI), гидроксид алюминия, введенный в дозах, эквивалентных тем, которые вводили военным Соединенных Штатов, показали увеличение реактивных астроцитов и увеличение апотоза двигательных нейронов и пролиферации микроглии в спинном мозге и коре.