ANG ALUMINYO POSPEYT (ALPO4): ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, PAGGAWA, AY GUMAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang aluminyo pospeyt ay isang hindi anorganikong solid na nabuo ng isang aluminyo na ion sa ³⁺ at isang pospeyt na si PO ₄ ^3- . Ang formula ng kemikal nito ay AlPO ₄ . Ito ay isang puting solid na ang istraktura ng mala-kristal ay katulad ng silica SiO ₂ . Hindi ito matutunaw sa tubig.

Maaari itong makuha mula sa alumina (Al ₂ O ₃ ) at posporus acid (H ₃ PO ₄ ). Maaari rin itong makuha simula sa may tubig na solusyon ng aluminyo klorida (AlCl ₃ ) at sodium phosphate (Na ₃ PO ₄ ).

Ang aluminyo pospeyt AlPO ₄ . Ondřej Mangl. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang aluminyo pospeyt ay may napakataas na punto ng pagtunaw, na kung bakit ito ay malawak na ginagamit bilang isang bahagi ng mga refractory keramika, iyon ay, mga keramika na nakatiis sa napakataas na temperatura.

Ginagamit din ito bilang isang antacid para sa tiyan, sa mga mixtures para sa pag-aayos ng mga ngipin at bilang adjuvant sa mga bakuna, iyon ay, upang pasiglahin ang immune response ng katawan.

Ang ilang mga refractory concretes ay may AlPO ₄ sa kanilang komposisyon, na pinatataas ang mga katangian ng suporta sa mekanikal at mataas na temperatura ng ganitong uri ng semento.

Ginamit ito bilang proteksiyon na kalasag upang maiwasan ang mga sunugin na materyales tulad ng ilang mga polimer mula sa pagkasunog.

Istraktura

Ang AlPO ₄ ay binubuo ng isang c3 na aluminyo na may al ³⁺ at isang PO ₄ ^3- pospeyt anion .

Ionic na istraktura ng aluminyo pospeyt. May-akda: Marilú Stea.

Ang crystalline aluminum phosphate ay tinatawag ding berlinite o alpha phase (α-AlPO ₄ ) at ang mga kristal nito ay katulad ng kuwarts.

Mga sintetikong kristal na berlinite (α-AlPO ₄ ). DMGualtieri. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang phase alpha ng aluminyo pospeyt ay isang solidong nabuo ng isang covalent network ng tetrahedra ng PO ₄ at AlPO ₄ na kahalili at iniuugnay sa mga atomo ng oxygen.

Ang istraktura na ito ay isomorphic na may silica, iyon ay, ito ay may parehong hugis ng silica SiO ₂ .

Pangngalan

- aluminyo pospeyt

- Aluminum na monophosphate

- Ang aluminyo asin ng phosphoric acid.

Ari-arian

Pisikal na estado

Mala-kristal na puting solid.

Ang bigat ng molekular

121.93 g / mol

Temperatura ng pagkatunaw

1800 ºC

Density

2.56 g / cm ³

Solubility

Hindi matutunaw sa tubig

Iba pang mga pag-aari

Ang istraktura ng AlPO ₄ ay halos kapareho ng silica SiO ₂ , kaya nagbabahagi ito ng maraming mga pisikal at kemikal na katangian nito.

Ang aluminyo pospeyt ay isang mataas na refractory na materyal, iyon ay, lumalaban ito sa napakataas na temperatura nang hindi binabago ang pisikal na estado o istraktura nito at nang hindi nabubulok.

Ang mala-kristal na AlPO ₄ o berlinite kapag pinainit na nagko-convert sa isang istruktura na uri ng tridymite at pagkatapos ay isang istrukturang uri ng cristobalite, iba pang mga anyo ng tambalang ito na kahawig ng silica SiO ₂ .

Ang aluminyo pospeyt. Chemicalinterest. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Pagkuha

Ang aluminyo pospeyt AlPO ₄ ay maaaring makuha sa pamamagitan ng reaksyon sa pagitan ng phosphoric acid H ₃ PO ₄ at alumina Al ₂ O ₃ . Kinakailangan ang application ng temperatura, halimbawa sa pagitan ng 100 at 150 ° C.

Al ₂ O ₃ + 2 H ₃ PO ₄ = 2 AlPO ₄ + 3 H ₂ O

Maaari rin itong makuha sa pamamagitan ng pagsali sa isang may tubig na solusyon ng aluminyo klorida AlCl _{3 na} may isang may tubig na solusyon ng sodium phosphate Na ₃ PO ₄ :

AlCl ₃ + Na ₃ PO ₄ = AlPO ₄ + 3 NaCl

Gumamit sa keramika

Ang aluminyo pospeyt AlPO ₄ ay madalas na matatagpuan sa konstitusyon ng mga keramika ng alumina.

Ang seramik na may mataas na nilalaman ng alumina ay isa sa mga materyales na, dahil sa katigasan nito, ay ginagamit sa mga aplikasyon kung saan kinakailangan upang labanan ang mataas na naglo-load at malubhang kondisyon.

Ang ganitong uri ng karamik ay lumalaban sa kaagnasan, sa mga kapaligiran na may mataas na temperatura, sa pagkakaroon ng mainit na singaw o upang mabawasan ang mga atmospheres tulad ng carbon monoxide (CO).

Ang alumina ceramic ay mayroon ding mababang mga de-koryenteng at thermal conductivity, na ang dahilan kung bakit ginagamit ito upang makagawa ng mga refractory bricks at electrically insulating komponen.

Ang mga gawaing gawa sa linyang gawa sa ladrilyo na maaaring maglaman ng AlPO ₄ aluminyo pospeyt . Ang mga brick ay nagpoprotekta mula sa mataas na temperatura. Alexknight12. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Sapagkat ang aluminyo na phosphate ay bumubuo sa isang mas mababang temperatura kaysa sa silica SiO ₂ , mas mura itong makagawa, na kung saan ay isang kalamangan sa paggawa ng mga keramika na angkop para sa hinihingi na mga serbisyo.

Aluminyo Phosphate Ceramic Manufacturing

Ang Alumina Al ₂ O ₃ at phosphoric acid H ₃ PO _{4 ay ginagamit} sa isang may tubig na daluyan.

Ang ginustong pagbuo pH ay 2-8, dahil mayroong isang kasaganaan ng mga natunaw na species ng phosphoric acid, tulad ng H ₂ PO ₄ ^- at HPO ₄ ^2- . Sa acid pH ang konsentrasyon ng mga Al ³⁺ ion ay mataas, na nagmula sa paglusaw ng Al ₂ O ₃ alumina .

Una, ang isang hydrated aluminyo diphosphate trihydrogen AlH ₃ (PO ₄ ) ₂ .H ₂ O gel ay nabuo :

Al ³⁺ + H ₂ PO ₄ ^- + HPO ₄ ^2- + H ₂ O ⇔ AlH ₃ (PO ₄ ) ₃ .H ₂ O

Gayunpaman, may darating na oras na ang pH ng solusyon ay bumababa at nagiging neutral, kung saan ang alumina Al ₂ O ₃ ay may mababang pag-iingat. Sa oras na ito ang hindi matutunaw na alumina ay bumubuo ng isang layer sa ibabaw ng mga particle na pumipigil sa reaksyon mula sa pagpapatuloy.

Samakatuwid ito ay kinakailangan upang madagdagan ang solubility ng alumina at ito ay nakamit sa pamamagitan ng malumanay na pagpainit. Sa pag-init sa 150 ° C ang gel ay nagpapatuloy ng reaksyon sa alumina Al ₂ O _{3 na} naglalabas ng tubig at mala-kristal na berlinite (alpha-AlPO ₄ ) ay nabuo.

Al ₂ O ₃ + 2 AlH ₃ (PO ₄ ) ₃ .H ₂ O → AlPO ₄ + 4 H ₂ O

Ang berlinite ay nagbubuklod sa mga indibidwal na partikulo at bumubuo ng keramik.

Iba pang mga gamit

Ang AlPO ₄ ay ginagamit bilang isang antacid, bilang isang adsorbent, bilang isang molekular na panala, bilang suporta sa katalista at bilang isang patong upang mapabuti ang paglaban sa mainit na kaagnasan. Narito ang iba pang mga application.

Sa pagkuha ng kongkreto

Ang aluminyo pospeyt ay isang sangkap sa refractory o heat resistant concretes.

Nagbibigay ito ng mahusay na mekanikal at repraktibo na mga katangian sa mga concretes, tulad ng paglaban sa init. Sa saklaw ng temperatura sa pagitan ng 1400-1600 ° C, ang cellular kongkreto batay sa aluminyo pospeyt ay isa sa mga pinaka mahusay na materyales bilang isang thermal insulator.

Hindi ito nangangailangan ng pagpapatayo, ang hardening nito ay nakamit sa pamamagitan ng isang self-propagating exothermic reaksyon. Posible na maghanda ng mga brick ng materyal na ito ng anumang hugis at sukat.

Sa mga semento ng ngipin

Ang aluminyo pospeyt ay bahagi ng mga semento ng ngipin o mga materyales na ginamit upang pagalingin ang mga nabulok na ngipin.

Sa mga semento ng ngipin, ang alumina ay ginagamit bilang isang moderator ng mga reaksyon ng acid-base, kung saan ang moderating effect ay dahil sa pagbuo ng aluminyo na pospeyt sa mga particle ng iba pang mga materyales.

Ang mga semento na ito ay nagpapakita ng napakataas na pagtutol sa compression at tensyon, na dahil sa pagkakaroon ng aluminyo pospeyt.

Ang mga cement ng ngipin na ginagamit upang pagalingin ang mga lukab ay maaaring maglaman ng aluminyo pospeyt. May-akda: Reto Gerber. Pinagmulan: Pixabay.

Sa mga bakuna

Ang AlPO ₄ ay ginagamit nang maraming taon sa iba't ibang mga bakuna ng tao upang mapahusay ang immune response ng katawan. Ang AlPO ₄ ay sinasabing isang "adjuvant" sa mga bakuna. Ang mekanismo ay hindi pa rin naiintindihan.

Alam na ang immunostimulate na epekto ng AlPO _{4 ay} nakasalalay sa proseso ng adsorption ng antigen sa adjuvant, iyon ay, sa paraan kung saan ito sumusunod. Ang antigen ay isang tambalan na sa pagpasok ng katawan ay bumubuo ng pagbuo ng mga antibodies upang labanan ang isang tiyak na sakit.

Ang mga antigens ay maaaring mai-adsorbed sa AlPO _{4 sa} pamamagitan ng mga pakikipag-ugnay sa electrostatic o sa pamamagitan ng pagbubuklod ng mga ligand. Ang mga ito ay na-adsorbed sa ibabaw ng adjuvant.

Lalo pa itong pinaniniwalaan na ang laki ng mga parteng AlPO ₄ ay mayroon ding impluwensya. Ang mas maliit ang laki ng butil ng tugon ng antibody ay mas malaki at mas matagal.

Ang mga bakuna ay maaaring maglaman ng aluminyo pospeyt AlPO ₄ upang madagdagan ang kanilang pagiging epektibo. May-akda: Tumisu. Pinagmulan: Pixabay.

Bilang isang retardant ng siga sa mga polimer

Ang AlPO ₄ ay ginamit bilang fire retardant at upang maiwasan ang pagkasunog o pagsusunog ng ilang mga polimer.

Ang pagdaragdag ng AlPO ₄ sa isang polypropylene polimer na mayroon ng isang apoy na retardant ay nagdudulot ng isang synergistic na epekto sa pagitan ng parehong mga retarder, na nangangahulugang ang epekto ay mas malaki kaysa sa parehong mga retardant ng sunog nang hiwalay.

Kapag ang polimer ay pinagsama o sinusunog sa pagkakaroon ng AlPO ₄ , isang aluminyo metaphosphate ang nabuo na tumagos sa charred na ibabaw at pinupunan ang mga pores at bitak sa ibabaw.

Ito ay humahantong sa pagbuo ng isang mahusay na proteksiyon na kalasag upang maiwasan ang pagkasunog o pagkasunog ng polimer. Sa madaling salita, ang AlPO _{4 ay} nagtatakip sa charred na ibabaw at pinipigilan ang pagkasunog ng polimer.

Sa AlPO ₄ ang pagkasunog ng ilang mga polimer ay maaaring maiatrasan. May-akda: Hans Braxmeier. Pinagmulan: Pixabay.

Mga Sanggunian

1. Abyzov, VA (2016). Magaan na Balangkas na Balangkas ng Balangkas Batay sa Aluminyo-Magnesium-Phosphate Binder. Procedia Engineering 150 (2016) 1440-1445. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
2. Wagh, AS (2016). Aluminum Phosphate Ceramics. Sa Chemical Bonded Phosphate Ceramics (Second Edition). Kabanata 11. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
3. Mei, C. et al. (2019). Ang Aluminum na Phosphate Vaccine Adjuvant: Pagtatasa ng Komposisyon at Sukat Paggamit ng mga Off-Line at In-Line Tool. Comput Struct Biotechnol J. 2019; 17: 1184-1194. Nabawi mula sa ncbi.nlm.nih.gov.
4. Qin, Z. et al. (2019). Synergistic hadlang epekto ng aluminyo pospeyt sa apoy retardant polypropylene batay sa ammonium polyphosphate / dipentaerythritol system. Mga Materyales at Disenyo 181 (2019) 107913. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
5. Vrieling, H. et al. (2019). Stabilized aluminyo pospeyt nanoparticle na ginamit bilang bakuna adjuvant. Mga Colloid at Surfaces B: Mga Biointerfaces 181 (2019) 648-656. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
6. Schaefer, C. (2007). Gastrointestinal na gamot. Antacids. Sa Gamot Sa panahon ng Pagbubuntis at Lactation (Second Edition). Nabawi mula sa sciencedirect.com.
7. Rouquerol, F. et al. (1999). Mga Katangian ng Ilang Novel Adsorbents. Sa Adsorption ng Powder at Porous Solids. Nabawi mula sa sciencedirect.com.