- Struktūra
- Nomenklatūra
- Savybės
- Fizinė būklė
- Molekulinė masė
- Lydymosi temperatūra
- Tankis
- Tirpumas
- Kitos savybės
- Gavimas
- Naudojimas keramikoje
- Aliuminio fosfato keramikos gamyba
- Kiti naudojimo būdai
- Gaunant betoną
- Dantų cementuose
- Skiepuose
- Kaip antipirenas polimeruose
- Nuorodos
Aliuminio fosfatas yra neorganinis susidariusi kieta medžiaga pagal aliuminio jonų į 3+ ir fosfato jono, PO 4 3- . Jo cheminė formulė yra AlPO 4 . Ji yra balta kieta medžiaga, kurios kristalinė struktūra yra panašus į tą, silicio dioksidas SiO 2 . Jis netirpsta vandenyje.
Jis gali būti gaunamas iš aliuminio oksido (Al 2 O 3 ) ir fosforo rūgšties (H 3 PO 4 ). Jis taip pat gali būti gaunamas iš vandeninių aliuminio chlorido (AlCl 3 ) ir natrio fosfato (Na 3 PO 4 ) tirpalų .
Aliuminio fosfatas AlPO 4 . Ondřej Mangl. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.
Aliuminio fosfatas turi labai aukštą lydymosi temperatūrą, todėl jis yra plačiai naudojamas kaip ugniai atsparios keramikos komponentas, tai yra keramika, kuri atlaiko labai aukštą temperatūrą.
Jis taip pat naudojamas kaip skrandžio antacidinis preparatas, mišiniuose, skirtuose dantims taisyti, ir kaip pagalbinė priemonė vakcinoms, ty norint stimuliuoti organizmo imuninį atsaką.
Kai kurių ugniai atsparių betonų sudėtyje yra AlPO 4 , o tai padidina mechanines ir aukštoje temperatūroje palaikančias tokio tipo cemento savybes.
Jis buvo naudojamas kaip apsauginis skydas, neleidžiantis degti medžiagoms, tokioms kaip tam tikri polimerai.
Struktūra
AlPO 4 sudaro Al 3+ aliuminio katijonas ir PO 4 3- fosfato anijonas .
Aliuminio fosfato joninė struktūra. Autorius: Marilú Stea.
Kristalinis aliuminio fosfatas dar vadinamas berlinito arba alfa faze (α-AlPO 4 ), o jo kristalai panašūs į kvarcą.
Sintetiniai berlinito kristalai (α-AlPO 4 ). „DMGualtieri“. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.
Aliuminio fosfato alfa fazė yra kieta medžiaga, kurią sudaro kovalentinis PO 4 ir AlPO 4 tetraedrų tinklas, kurie keičiasi ir yra sujungti deguonies atomais.
Ši struktūra yra Isomorphic su silicio dioksidu, tai yra, jis turi tą pačią formą kaip, kad silicio dioksidas SiO 2 .
Nomenklatūra
- Aliuminio fosfatas
- Aliuminio monofosfatas
- aliuminio fosforo rūgšties druska.
Savybės
Fizinė būklė
Kristalinė balta kieta medžiaga.
Molekulinė masė
121,93 g / mol
Lydymosi temperatūra
1800 ºC
Tankis
2,56 g / cm 3
Tirpumas
Netirpus vandenyje
Kitos savybės
AlPO 4 struktūra yra labai panaši į silicio dioksido SiO 2 struktūrą , todėl jis turi daug fizinių ir cheminių savybių.
Aliuminio fosfatas yra labai ugniai atspari medžiaga, tai yra, jis yra atsparus labai aukštai temperatūrai, nekeisdamas savo fizinės būklės ar struktūros ir nesuyrant.
Kristalinė AlPO 4 arba berlinite, kai elektra valdomi konvertuoja į tam tridymite tipo struktūros ir tada kristobalito tipo konstrukcija, kitokia, kad šio junginio panašūs silicio dioksidas SiO 2 .
Aliuminio fosfatas. Cheminiai interesai. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.
Gavimas
Aliuminio fosfato AlPO 4 galima gauti reaguojant tarp fosforo rūgšties H 3 PO 4 ir aliuminio oksido Al 2 O 3 . Būtina taikyti temperatūrą, pavyzdžiui, nuo 100 iki 150 ° C.
Al 2 O 3 + 2 H 3 PO 4 = 2 AlPO 4 + 3 H 2 O
Jis taip pat gali būti gaunamas sujungiant vandeninį aliuminio chlorido AlCl 3 tirpalą su vandeniniu natrio fosfato Na 3 PO 4 tirpalu :
AlCl 3 + Na 3 PO 4 = AlPO 4 + 3 NaCl
Naudojimas keramikoje
Aliuminio fosfatas AlPO 4 dažnai randamas aliuminio keramikos struktūroje.
Keramika, turinti daug aliuminio oksido, yra viena iš medžiagų, kuri dėl savo kietumo naudojama tais atvejais, kai reikia atlaikyti dideles apkrovas ir sunkias sąlygas.
Šios rūšies keramika yra atspari korozijai, aukštai temperatūrai, karštam garui arba atmosferą mažinančiai atmosferai, pavyzdžiui, anglies monoksidui (CO).
Aliuminio keramika taip pat turi mažą elektros ir šilumos laidumą, todėl ji naudojama ugniai atsparioms plytoms ir elektrai izoliuojančioms dalims gaminti.
Ugniai atsparūs plytų pamušalai, kurių sudėtyje gali būti AlPO 4 aliuminio fosfato . Šios plytos apsaugo nuo aukštos temperatūros. „Alexknight12“. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.
Kadangi aliuminio fosfatas susidaro daug žemesnėje temperatūroje nei silicio dioksidas SiO 2 , jį gaminti yra pigiau, o tai yra privalumas gaminant keramiką, tinkančią reikloms paslaugoms.
Aliuminio fosfato keramikos gamyba
Aliuminio Al 2 O 3 ir fosforo rūgštis H 3 PO 4 naudojami vandeninėje terpėje.
Pageidautinas formavimas pH yra 2-8, kaip yra ištirpusių fosforo rūgšties rūšių, pavyzdžiui, H gausa 2 PO 4 - ir HPO 4 2- . Esant rūgščiai pH, Al 3+ jonų koncentracija yra didelė, nes ištirpsta Al 2 O 3 aliuminio oksidas .
Pirmiausia suformuojamas hidratuotas aliuminio difosfato trihidro AlH 3 (PO 4 ) 2 .H 2 O gelis :
Al 3+ + H 2 PO 4 - + HPO 4 2- + H 2 O ⇔ AlH 3 (PO 4 ) 3. H 2 O
Tačiau ateina laikas, kai tirpalo pH sumažėja ir tampa neutralus, kai aliuminio oksidas Al 2 O 3 tirpsta mažai. Šiuo metu netirpus aliuminio oksidas sudaro sluoksnį dalelių paviršiuje ir neleidžia reakcijai tęstis.
Todėl būtina padidinti aliuminio oksido tirpumą, o tai pasiekiama švelniai kaitinant. Kaitinant iki 150 ° C, gelis tęsia reakciją su aliuminio oksidu Al 2 O 3, išleisdamas vandenį, ir susidaro kristalinis berlinitas (alfa-AlPO 4 ).
Al 2 O 3 + 2 AlH 3 (PO 4 ) 3. H 2 O → AlPO 4 + 4 H 2 O
Berlinitas suriša atskiras daleles ir sudaro keramiką.
Kiti naudojimo būdai
AlPO 4 naudojamas kaip antacidas, kaip adsorbentas, kaip molekulinis sietas, kaip katalizatoriaus atrama ir kaip danga, siekiant pagerinti atsparumą karštajai korozijai. Čia yra kitos programos.
Gaunant betoną
Aliuminio fosfatas yra ugniai atsparių ar karščiui atsparių betonų ingredientas.
Tai suteikia puikias šių betonų mechanines ir lūžio savybes, tokias kaip atsparumas karščiui. Temperatūros intervale nuo 1400 iki 1600 ° C ląstelinis betonas, kurio pagrindą sudaro aliuminio fosfatas, yra viena iš efektyviausių medžiagų kaip šilumos izoliatorius.
Jam nereikia džiovinti, jo sukietėjimas pasiekiamas savaime plintančia egzotermine reakcija. Galima paruošti bet kokios formos ir dydžio šios medžiagos plytas.
Dantų cementuose
Aliuminio fosfatas yra dalis dantų cemento ar medžiagų, naudojamų išgydytiems dantims gydyti.
Dantų cementuose aliuminio oksidas naudojamas kaip rūgšties ir šarmo reakcijų moderatorius, kai stabdantis poveikis atsiranda dėl aliuminio fosfato susidarymo ant kitų medžiagų dalelių.
Šie cementai pasižymi labai dideliu atsparumu suspaudimui ir įtempimui, atsirandančiu dėl aliuminio fosfato buvimo.
Dantų cementuose, naudojamuose ertmėms gydyti, gali būti aliuminio fosfato. Autorius: Reto Gerberis. Šaltinis: „Pixabay“.
Skiepuose
AlPO 4 daugelį metų buvo naudojamas įvairiose žmonių vakcinose, siekiant sustiprinti organizmo imuninį atsaką. Teigiama, kad AlPO 4 yra „pagalbinė priemonė“ vakcinoms. Mechanizmas dar nėra gerai suprantamas.
Tai žinoma, kad imunostimuliuoti poveikis alpo 4 priklauso nuo adsorbcijos antigeną į adjuvantu, tai yra, apie tai, kaip ji prilimpa prie jo procesą. Antigenas yra junginys, kuris patekęs į organizmą sukuria antikūnų susidarymą kovojant su konkrečia liga.
Antigenai gali būti adsorbuojami į AlPO 4 per elektrostatinę sąveiką arba surišdami juos su ligadais. Jie yra adsorbuojami adjuvanto paviršiuje.
Toliau manoma, kad įtaką turi ir AlPO 4 dalelių dydis . Kuo mažesnės dalelės, tuo antikūnų atsakas yra didesnis ir ilgesnis.
Vakcinos gali turėti aliuminio fosfato AlPO 4, kad padidintų jų veiksmingumą. Autorius: Tumisu. Šaltinis: „Pixabay“.
Kaip antipirenas polimeruose
AlPO 4 buvo naudojamas kaip antipirenas, siekiant užkirsti kelią tam tikrų polimerų degimui ar degimui.
AlPO 4 pridėjimas prie polipropileno polimero, kuris jau turi antipireną, sukelia sinergetinį efektą tarp abiejų retarderių, o tai reiškia, kad poveikis yra daug didesnis nei abiejų antipirenų.
Kai polimeras sudeginamas arba sudeginamas, naudojant AlPO 4 , susidaro aliuminio metafosfatas, kuris prasiskverbia į apdegusį paviršių ir užpildo paviršiaus poras bei įtrūkimus.
Dėl to susidaro labai efektyvus apsauginis skydas, apsaugantis nuo polimero degimo ar degimo. Kitaip tariant, AlPO 4 užsandarina apdegusį paviršių ir neleidžia polimerui degti.
Naudojant AlPO 4 , tam tikrų polimerų degimas gali sulėtėti . Autorius: Hansas Braxmeieris. Šaltinis: „Pixabay“.
Nuorodos
- Abyzovas, VA (2016). Lengvas ugniai atsparus betonas, pagamintas iš aliuminio-magnio-fosfato rišiklio. „Procedia Engineering 150“ (2016) 1440–1445. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
- „Wagh“, AS (2016). Aliuminio fosfato keramika. Chemiškai sujungtoje fosfato keramikoje (antrasis leidimas). 11 skyrius. Atkurta iš sciencedirect.com.
- Mei, C. et al. (2019 m.). Aliuminio fosfato vakcinos pagalbinis preparatas: kompozicijos ir dydžio analizė naudojant nelinijinius ir tiesioginius įrankius. Comput Struct Biotechnol J. 2019; 17: 1184-1194. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
- Qin, Z. et al. (2019 m.). Sinergetinis aliuminio fosfato barjerinis poveikis antipireniniam polipropilenui, kurio pagrindas yra amonio polifosfato / dipentaeritritolio sistema. Medžiagos ir dizainas 181 (2019) 107913. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
- Vrieling, H. ir kt. (2019 m.). Stabilizuotos aliuminio fosfato nanodalelės, naudojamos kaip vakcinos pagalbinė medžiaga. Koloidai ir paviršiai B: Biointerface 181 (2019) 648-656. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
- Schaefer, C. (2007). Virškinimo trakto vaistai. Antacidai. Narkotikų metu nėštumo ir žindymo laikotarpiu (antrasis leidimas). Atgauta iš „sciencedirect.com“.
- Rouquerol, F. ir kt. (1999). Kai kurių naujų adsorbentų savybės. Adsorbcija milteliais ir akytomis kietomis medžiagomis. Atgauta iš „sciencedirect.com“.