Фосфат алюминия (AlPO4): состав, свойства, производство, применение — Наука
- Содержание:
- Состав
- Номенклатура
- Свойства
- Физическое состояние
- Молекулярный вес
- Температура плавления
- Плотность
- Растворимость
- Другие свойства
- Получение
- Использование в керамике
- Производство керамики из фосфата алюминия
- Другое использование
- При получении бетона
- В стоматологических цементах
- В вакцинах
- В качестве антипирена в полимерах
- Ссылки
- Фосфат алюминия
- Нахождение в природе и физические свойства
Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать
Содержание:
В фосфат алюминия представляет собой неорганическое твердое вещество, образованное ионом алюминия Al 3+ и фосфат-ион PO4 3- . Его химическая формула — AlPO.4. Это белое твердое вещество, кристаллическая структура которого похожа на структуру кремнезема SiO.2. Не растворяется в воде.
Его можно получить из оксида алюминия (Al2ИЛИ3) и фосфорной кислоты (H3PO4). Также его можно получить, исходя из водных растворов хлорида алюминия (AlCl3) и фосфат натрия (Na3PO4).
Фосфат алюминия имеет очень высокую температуру плавления, поэтому он широко используется в качестве компонента огнеупорных керамики, то есть, керамики, которые выдерживают очень высокие температуры.
Он также используется в качестве антацида для желудка, в смесях для восстановления зубов и в качестве адъюванта к вакцинам, то есть для стимуляции иммунного ответа организма.
Некоторые огнеупорные бетоны содержат AlPO.4 в своем составе, что увеличивает механические и жаропрочные поддерживающие свойства этого типа цемента.
Он использовался в качестве защитного экрана для предотвращения горения горючих материалов, таких как определенные полимеры.
Видео:Химия | Молекулярные и ионные уравненияСкачать
Состав
АльПО4 Он образован катионом алюминия Al 3+ и фосфат-анион PO4 3- .
Кристаллический фосфат алюминия также называют берлинитом или альфа-фазой (α-AlPO4) и его кристаллы подобны кварцу.
Альфа-фаза фосфата алюминия представляет собой твердое тело, образованное ковалентной сеткой тетраэдров ПО.4 и АлПО4 Они чередуются и связаны атомами кислорода.
Эта структура изоморфна кремнезему, то есть имеет ту же форму, что и кремнезем SiO.2.
Видео:Ионные уравнения реакций. Как составлять полные и сокращенные уравненияСкачать
Номенклатура
— Алюминиевая соль фосфорной кислоты.
Видео:Химия. Молекулярные и ионные уравненияСкачать
Свойства
Видео:составляем молекулярные уравнения по сокращённым ионнымСкачать
Физическое состояние
Кристаллическое белое твердое вещество.
Видео:Как получить соль в 2 стадииСкачать
Молекулярный вес
Видео:как составить к сокращенному ионному уравнению молекулярноеСкачать
Температура плавления
Видео:Ионные уравнения реакций. По сокращенному ионному уравнению составляем полное ионное и молекулярное.Скачать
Плотность
Видео:How to Balance AlCl3 + Na3PO4 = AlPO4 + NaCl (Aluminum chloride + Sodium phosphate)Скачать
Растворимость
Не растворим в воде
Видео:How to Write the Net Ionic Equation for Al(NO3)3 + (NH4)3PO4 = AlPO4 + NH4NO3Скачать
Другие свойства
Структура АлПО4 очень похож на кремнезем SiO2, поэтому он имеет многие физические и химические свойства.
Фосфат алюминия — это очень тугоплавкий материал, то есть он выдерживает очень высокие температуры, не меняя своего физического состояния или структуры и не разлагаясь.
АльПО4 кристаллический или берлинит при нагревании превращается в структуру типа тридимита, а затем в тип кристобалита, другие формы этого соединения, которые напоминают кремнезем SiO2.
Видео:Ионные уравнения | Химия 8 класс #42 | ИнфоурокСкачать
Получение
Фосфат алюминия AlPO4 может быть получен реакцией между фосфорной кислотой H3PO4 и оксид алюминия Al2ИЛИ3. Требуется температура нанесения, например, от 100 до 150 ° C.
Его также можно получить, присоединив водный раствор хлорида алюминия AlCl3 с водным раствором фосфата натрия Na3PO4:
Видео:How to find the Oxidation Number for P in AlPO4Скачать
Использование в керамике
Фосфат алюминия AlPO4 он часто входит в состав глиноземной керамики.
Керамика с высоким содержанием глинозема — один из материалов, который из-за своей твердости используется в приложениях, где требуется выдерживать высокие нагрузки и суровые условия.
Этот тип керамики устойчив к коррозии, воздействию высоких температур, присутствию горячего пара или восстановительной атмосфере, такой как окись углерода (CO).
Глиноземная керамика также имеет низкую электрическую и теплопроводность, поэтому ее используют для изготовления огнеупорных кирпичей и электроизоляционных компонентов.
Поскольку фосфат алюминия образуется при гораздо более низкой температуре, чем кремнезем SiO2, его производство дешевле, что является преимуществом при производстве керамики, подходящей для требовательных услуг.
Видео:How to Balance Al2(CO3)3 + H3PO4 = AlPO4 + CO2 + H2OСкачать
Производство керамики из фосфата алюминия
Используется глинозем2ИЛИ3 и фосфорная кислота H3PO4 в водной среде.
Предпочтительный pH пласта составляет 2-8, так как существует большое количество растворенных форм фосфорной кислоты, таких как H2PO4 – и HPO4 2- . При кислом pH концентрация ионов Al 3+ высокий, возникающий из-за растворения оксида алюминия Al2ИЛИ3.
Сначала образуется гель гидратированного дифосфата алюминия с триводородом AlH.3(PO4)2.ЧАС2ИЛИ:
Однако наступает время, когда pH раствора падает и становится нейтральным, и оксид алюминия Al2ИЛИ3 он имеет низкую растворимость. В это время нерастворимый оксид алюминия образует слой на поверхности частиц, предотвращая продолжение реакции.
Поэтому необходимо увеличить растворимость оксида алюминия, и это достигается осторожным нагреванием. При нагревании до 150 ° C гель продолжает реакцию с оксидом алюминия Al.2ИЛИ3 высвобождая воду и кристаллический берлинит (альфа-AlPO4).
Берлинит связывает отдельные частицы и образует керамику.
Видео:AlOH3 NaOH → NaAlOH4 Получение гидроксида алюминия и растворение его в иСкачать
Другое использование
АльПО4 Он используется как антацид, как адсорбент, как молекулярное сито, как носитель катализатора и как покрытие для повышения устойчивости к горячей коррозии. Вот и другие приложения.
Видео:Задача. Найдите молекулярную формулу углеводородаСкачать
При получении бетона
Фосфат алюминия входит в состав огнеупорных или жаропрочных бетонов.
Он придает этим бетонам прекрасные механические и преломляющие свойства, такие как термостойкость. В диапазоне температур 1400-1600 ° C ячеистый бетон на основе фосфата алюминия является одним из наиболее эффективных материалов в качестве теплоизолятора.
Не требует сушки, его отверждение достигается за счет самораспространяющейся экзотермической реакции. Из этого материала можно приготовить кирпичи любой формы и размера.
Видео:Решение задач на определение молекулярной формулы органического вещества -три типаСкачать
В стоматологических цементах
Фосфат алюминия входит в состав стоматологических цементов или материалов, используемых для лечения разрушенных зубов.
В стоматологических цементах оксид алюминия используется в качестве замедлителя кислотно-основных реакций, где замедляющий эффект обусловлен образованием фосфата алюминия на частицах других материалов.
Эти цементы обладают очень высоким сопротивлением сжатию и растяжению, что связано с присутствием фосфата алюминия.
Видео:Установление эмпирической и молек. формул по массовым долям элем., входящих в состав в-ва. 10 класс.Скачать
В вакцинах
АльПО4 В течение многих лет он использовался в различных вакцинах для человека для усиления иммунного ответа организма. Говорят, что АлПО4 это «адъювант» вакцин. Механизм еще недостаточно изучен.
Известно, что иммуностимулирующий эффект AlPO4 это зависит от процесса адсорбции антигена на адъюванте, то есть от способа, которым он к нему прикрепляется. Антиген — это соединение, которое при попадании в организм вырабатывает антитела для борьбы с определенным заболеванием.
Антигены могут адсорбироваться на AlPO4 электростатическим взаимодействием или связыванием с лигандами. Они адсорбируются на поверхности адъюванта.
Также считается, что размер частиц AlPO4 он также имеет влияние. Чем меньше размер частиц, тем больше и продолжительнее ответ антител.
Видео:задача на определение молекулярной формулы органического вещества 1-5Скачать
В качестве антипирена в полимерах
АльПО4 Он использовался в качестве антипирена и для предотвращения возгорания или горения некоторых полимеров.
Добавление АлПО4 к полипропиленовому полимеру, который уже имеет антипирен, вызывает синергетический эффект между обоими антипиренами, что означает, что эффект намного больше, чем у обоих антипиренов по отдельности.
Когда полимер подвергается горению или сжигается в присутствии AlPO4образуется метафосфат алюминия, который проникает через обугленную поверхность и заполняет ее поры и трещины.
Это приводит к образованию высокоэффективного защитного экрана, предотвращающего возгорание или возгорание полимера. Другими словами, АлПО4 герметизирует обугленную поверхность и предотвращает возгорание полимера.
Видео:Вещества молекулярного и немолекулярного строения 😱 | химияСкачать
Ссылки
- Абызов, В.А. (2016). Легкий огнеупорный бетон на основе алюмо-магний-фосфатного связующего. Разработка процедур 150 (2016) 1440-1445. Восстановлено с sciencedirect.com.
- Ваг, А.С. (2016). Керамика из фосфата алюминия. В химически связанной фосфатной керамике (второе издание). Глава 11. Восстановлено с sciencedirect.com.
- Mei, C. et al. (2019). Адъювант вакцины на основе фосфата алюминия: анализ состава и размера с использованием автономных и встроенных инструментов. Comput Struct Biotechnol J. 2019; 17: 1184-1194. Восстановлено с ncbi.nlm.nih.gov.
- Qin, Z. et al. (2019).Синергетический барьерный эффект фосфата алюминия на огнестойкий полипропилен на основе системы полифосфат аммония / дипентаэритрит. Материалы и конструкция 181 (2019) 107913. Получено с sciencedirect.com.
- Vrieling, H. et al. (2019). Наночастицы стабилизированного фосфата алюминия, используемые в качестве адъюванта вакцины. Коллоиды и поверхности B: Биоинтерфейсы 181 (2019) 648-656. Восстановлено с sciencedirect.com.
- Шефер, К. (2007). Желудочно-кишечные препараты. Антациды. В лекарствах во время беременности и кормления грудью (второе издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
- Rouquerol, F. et al. (1999). Свойства некоторых новых адсорбентов. При адсорбции порошками и пористыми телами. Восстановлено с sciencedirect.com.
50 отличных фраз аниме (вдохновляющих и запоминающихся)
Видео:11 класс.Элементы 4 периода.Электронные формулы.Скачать
Фосфат алюминия
Фосфат алюминия | |
---|---|
Систематическое наименование | Фосфат алюминия |
Традиционные названия | Фосфат алюминия III, ортофосфат алюминия, алюминий фосфорнокислый |
Хим. формула | AlPO4 |
Рац. формула | AlPO4 |
Состояние | твёрдое |
Молярная масса | 121,95 г/моль |
Плотность | 2,566 г/см³ |
Температура | |
• плавления | 1800 °C |
Мол. теплоёмк. | 93,24 Дж/(моль·К) |
Энтальпия | |
• образования | −1735 кДж/моль |
Удельная теплота испарения | − |
Рег. номер CAS | 7784-30-7 |
PubChem | 16693906 |
Рег. номер EINECS | 232-056-9 |
SMILES | |
RTECS | TB6450000 |
ChemSpider | 58204 |
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. |
Фосфат алюминия (ортофосфат алюминия, алюминий фосфорнокислый) — AlPO4, неорганическое соединение, алюминиевая соль фосфорной кислоты. Твёрдое, белое кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Встречается в природе в виде многочисленных минералов. Образуется в виде студёнистого осадка при действии на водорастворимые соли алюминия растворимых фосфатов.
Используется в качестве флюса в производстве керамики, добавки для цемента, высокотемпературного дегидратирующего агента, для выпуска специальных сортов стекла, как катализатор в органическом синтезе. Также применяется как компонент для некоторых разрыхлителей в кондитерском деле и в медицине как антацид.
Нахождение в природе и физические свойства
Белое (в аморфном виде) или бесцветное кристаллическое вещество, существующая в четырёх модификациях, среди которых устойчивы [1] :
- α-AlPO4 — с гексагональной решёткой (пространственная группа P3121), устойчив до 580 °C;
Плотность: 2,64 г/см³, удельная теплоёмкость: 93,2 Дж/(моль·К), стандартная энтальпия образования: −1733 кДж/моль, стандартная энергия Гиббса: −1617 кДж/моль, стандартная энтропия: 90,8 Дж/(моль·K).
- β-AlPO4 — с гексагональной (580—1047 °C) или кубической (выше 1047 °C) решёткой.
Соединение плохо растворимо в воде (ПР 9,83⋅10 −10 ) и спирте, хорошо растворимо в соляной и азотной кислоте [2] . Хуже всего соль растворима в воде при pH 4,07—6,93 [3] .
При осаждении из водных растворов выпадает в виде аморфного осадка общей формулой AlPO4•xH2O. Известны кристаллогидраты, где x=2; 3,5. Безводную соль можно получить при нагревании фосфата выше 1300 °C.