Hidróxido de alumínio

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hidróxido de alumínio , al (oh) 3 , é encontrado na natureza como o mineral gibbsite (também conhecido como hidrargilita) e seus três polimorfos muito mais raros: bayerita, doyleite e nordstrandita. O hidróxido de alumínio é anfotérico, isto é, possui propriedades básicas e ácidas. Intimamente relacionados estão o hidróxido de óxido de alumínio, alo (oh) e óxido de alumínio ou alumina ( al 2 o 3 ), o último dos quais também é anfotérico. Esses compostos juntos são os principais componentes da bauxita de minério de alumínio. O hidróxido de alumínio também forma um precipitado gelatinoso na água.

Estrutura

al (oh) 3 é construído de camadas duplas de grupos hidroxila com íons de alumínio que ocupam Dois terços dos buracos octaédricos entre as duas camadas. Quatro polimorfos são reconhecidos. Todas as camadas de apresentação de unidades de hidróxido de alumínio octaédrica, com ligações de hidrogênio entre as camadas. Os polimorfos diferem em termos do empilhamento das camadas. Todas as formas de al (oh)

  • gibbsite também é conhecido como γ-Al(OH)3 ouAl(OH)3
  • bayerite também é conhecido como α-Al(OH)3 ou Trihidrato de alumina β
  • nordstrandite também é conhecido como Al(OH)3
  • Doyleite

hidrargilita , uma vez que se pensa ser hidróxido de alumínio, é um fosfato de alumínio. No entanto, ambos gibbsite e hidrargilita consulte o mesmo polimorfismo de hidróxido de alumínio, com gibbsite usado mais comumente nos Estados Unidos e hidrargillita usado com mais frequência na Europa. Hidrargillita recebeu o nome das palavras gregas para a água ( hydra ) e argila ( argylles ).

Propriedades

O hidróxido de alumínio é anfotérico. No ácido, atua como uma base de Brønsted -Lowry. Isso neutraliza o ácido, produzindo um sal:

3 HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + 3 H2O

Em bases, atua como um ácido de Lewis por íons de hidróxido de ligação:

Al(OH)3 + OH- Sim. → [Al(OH)4]- Sim.

Produção

Os reservatórios de lama vermelha (este em Stade, Alemanha) contêm os resíduos corrosivos da produção de hidróxido de alumínio.

Praticamente todo o hidróxido de alumínio usado comercialmente é fabricado pelo processo Bayer, que envolve a dissolução de bauxita em hidróxido de sódio a temperaturas de até 270 ° C (518 ° F). Os rejeitos de bauxita sólidos e sólidos são removidos e o hidróxido de alumínio é precipitado da solução restante de aluminato de sódio. Este hidróxido de alumínio pode ser convertido em óxido de alumínio ou alumina por calcinação.

O resíduo ou os rejeitos de bauxita, que é principalmente óxido de ferro, é altamente cáustico devido ao hidróxido de sódio residual. Era historicamente armazenado em lagoas; Isso levou ao acidente de planta de alumina de Ajka em 2010 na Hungria, onde uma barragem levou ao afogamento de nove pessoas. Um tratamento adicional de 122 procurado para queimaduras químicas. A lama contaminou 40 quilômetros quadrados (15 m²) de terra e chegou ao Danúbio. Enquanto a lama foi considerada não tóxica devido a baixos níveis de metais pesados, a pasta associada teve um pH de 13.

Usos

Enchimento e retardador de fogo

Hidróxido de alumínio encontra o uso como um preenchimento retardador de incêndio para aplicações de polímero. Ele é selecionado para essas aplicações porque é incolor (como a maioria dos polímeros), barato e possui boas propriedades retardantes de incêndio. O hidróxido de magnésio e as misturas de huntita e hidromagnesita são usadas da mesma forma. Ele se decompõe a cerca de 180 ° C (356 ° F), absorvendo uma quantidade considerável de calor no processo e emitindo vapor de água.

Além de se comportar como retardador de incêndio, é muito eficaz como supressor de fumaça em uma ampla gama de polímeros, principalmente em poliésteres, acrílicos, acetato de vinil etileno, epóxias, cloreto de polivinil (PVC) e borracha.

O hidróxido de alumínio é usado como enchimento em algum material composto de pedra artificial, geralmente em resina acrílica.

Precursor para compostos Al

O hidróxido de alumínio é uma matéria -prima para a fabricação de outros compostos de alumínio: aluminas calcinadas, sulfato de alumínio, cloreto de polialuminio, cloreto de alumínio, zeólitos, aluminato de sódio, alumina ativada e nitrato de alumínio.

O hidróxido de alumínio precipitado recentemente forma géis, que são a base para a aplicação de sais de alumínio como floculantes na purificação da água. Este gel cristaliza com o tempo. Os géis de hidróxido de alumínio podem ser desidratados (por exemplo, usando solventes não aquosos de água-aquosa como etanol) para formar um pó de hidróxido de alumínio amorfo, que é prontamente solúvel em ácidos. O aquecimento o converte em aluminas ativadas, que são usadas como dessecantes, adsorventes em purificação de gás e suportes de catalisador.

Farmacêutica

Sob o nome genérico " algeldrate ", hidróxido de alumínio é usado como um antiácido em humanos e animais (principalmente gatos e cães). É preferido em relação a outras alternativas, como o bicarbonato de sódio, porque al (oh) 3 , sendo insolúvel, faz não aumentar o pH do estômago acima de 7 e, portanto, não desencadeia a secreção de excesso de ácido pelo estômago. Os nomes das marcas incluem ALU-CAP, Aludrox, Gaviscon ou Pepsamar. Ele reage com o excesso de ácido no estômago, reduzindo a acidez do teor de estômago, o que pode aliviar os sintomas de úlceras, azia ou dispepsia. Esses produtos podem causar constipação, porque os íons de alumínio inibem as contrações das células do músculo liso no trato gastrointestinal, diminuindo a peristaltismo e prolongando o tempo necessário para passar pelo cólon. Alguns desses produtos são formulados para minimizar esses efeitos através da inclusão de concentrações iguais de hidróxido de magnésio ou carbonato de magnésio, que têm efeitos laxantes contrabalançados.

Este composto também é usado para controlar os níveis de hiperfosfatemia (fosfato elevado ou fósforo no sangue) em pessoas e animais que sofrem de insuficiência renal. Normalmente, os rins filtram o excesso de fosfato do sangue, mas a insuficiência renal pode fazer com que o fosfato se acumule. O sal de alumínio, quando ingerido, se liga ao fosfato no intestino e reduz a quantidade de fósforo que pode ser absorvida.

O hidróxido de alumínio precipitado é incluído como adjuvante em algumas vacinas (por exemplo, vacina antraz). Uma das marcas conhecidas do adjuvante de hidróxido de alumínio é o Alhydrogel, fabricado pelo biossetor de Brenntag. Como absorve bem a proteína, também funciona para estabilizar as vacinas, impedindo que as proteínas na vacina precipitem ou grudem nas paredes do recipiente durante o armazenamento. Às vezes, o hidróxido de alumínio é chamado de alum - um termo geralmente reservado para um dos vários sulfatos.

As formulações de vacina que contenham hidróxido de alumínio estimulam o sistema imunológico induzindo a liberação de ácido úrico, um sinal de perigo imunológico. Isso atrai fortemente certos tipos de monócitos que se diferenciam em células dendríticas. As células dendríticas capturam o antígeno, o carregam para os linfonodos e estimulam células T e células B. Parece contribuir para a indução de uma boa resposta Th2, por isso é útil para imunizar contra patógenos bloqueados por anticorpos. No entanto, tem pouca capacidade de estimular as respostas imunes celulares (Th1), importantes para proteção contra muitos patógenos, nem é útil quando o antígeno é baseado em peptídeo.

Segurança

Nas décadas de 1960 e 1970, especulou -se que o alumínio estava relacionado a vários distúrbios neurológicos, incluindo a doença de Alzheimer. Desde então, vários estudos epidemiológicos não encontraram conexão entre a exposição a alumínio ambiental ou engolido e distúrbios neurológicos, embora o alumínio injetado não tenha sido analisado nesses estudos.

Os distúrbios neurais foram encontrados em experimentos em ratos motivados por doenças da Guerra do Golfo (GWI). O hidróxido de alumínio injetado em doses equivalentes aos administrados às forças armadas dos Estados Unidos mostrou aumento de astrócitos reativos, aumento da apoptose dos neurônios motores e proliferação microglial dentro da medula espinhal e córtex.

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  • Cartão de Segurança Química Internacional 0373
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