氢氧化铝：结构，性能，用途，风险 - 化学 - 2025

的氢氧化铝是具有化学式A中的（OH）的无机化合物₃。与其他金属氢氧化物不同，它是两性的，根据介质的不同，能够像酸或碱一样发生反应或表现。它是一种白色固体，非常不溶于水，这就是为什么它可用作抗酸剂的原因。

像Mg（OH）₂或水镁石，它们具有某些化学和物理特性，以纯净的形式看起来像是钝的无定形固体。但是当它与一些杂质一起结晶时，会获得晶状，就好像它们是珍珠一样。在这些矿物中，Al（OH）_3的天然来源是三水铝石。

特殊菱铁矿晶体。资料来源：iRocks.com的Rob Lavinsky-CC-BY-SA-3.0

除三水铝石外，还有矿物质三水铝石，钙锰矿和钙铝石，构成了氢氧化铝的四种多晶型物。它们在结构上彼此非常相似，在离子层或离子板的放置或耦合方式以及所含杂质的类型方面几乎没有区别。

通过控制pH和合成参数，可以制备任何这些多晶型物。同样，某些感兴趣的化学物种可以插入其各层之间，从而产生插入材料或化合物。这代表了对Al（OH）₃使用更具技术性的方法。它的其他用途是作为抗酸剂。

另一方面，它被用作获得氧化铝的原料，并且其纳米颗粒已经被用作催化载体。

结构体

公式和八面体

化学式Al（OH）₃表示在一次使Al的比率³⁺：OH ^-为1:3;即，有三个OH ^-阴离子对每个铝³⁺阳离子，这是相同的话说，其离子的三分之一对应于铝。因此，铝³⁺和OH ^-相互作用静电直到他们吸引力-斥力限定六方晶体。

然而，铝³⁺不一定由三个OH包围^-而是由六十六人。因此，我们说的是配位八面体Al（OH）₆，其中有六个Al-O相互作用。每个八面体都代表一个用来制造晶体的单元，其中许多采用三斜晶或单斜晶结构。

下部图像部分代表Al（OH）₆八面体，因为对于Al ³⁺（浅棕色球体）仅观察到四个相互作用。

菱镁矿的六边形晶体，氢氧化铝的矿物。资料来源：Benjah-bmm27。

如果仔细观察这种结构，它对应于矿物菱铁矿的结构，则可以看出白色球体构成了离子层的“面”或表面。这些都是OH的氢原子^-离子。

还要注意，有一个层A和另一个B（在空间上是不相同的），它们通过氢键连接在一起。

多态

A层和B层并非总是以相同的方式耦合，就像它们的物理环境或主体离子（盐）可以改变一样。因此，Al（OH）₃晶体以四种矿物学形式（在这种情况下为多晶型形式）变化。

据说氢氧化铝最多具有四个多晶型物：三水铝石或水闪石（单斜晶），三水铝石（单斜晶），白矾石（三斜晶）和钠长石（三斜晶）。在这些多晶型物中，三水铝石是最稳定和丰富的。其余被归类为稀有矿物质。

如果在显微镜下观察晶体，则可以看到它们的几何形状是六边形的（尽管有些不规则）。pH在此类晶体的生长和最终结构中起着重要作用。即，给定pH值，可以形成一种或多种多晶型物。

例如，如果沉淀有Al（OH）₃的介质的pH值低于5.8，则会形成三水铝石；反之，如果pH值高于该值，就会形成钙铝石。

在更基本的介质中，会生成钠锰矿和白云母晶体。因此，作为最丰富的三水铝石，这是反映其风化环境的酸性的事实。

物产

外观

白色固体可以有不同的形式：颗粒状或粉末状，外观为无定形。

摩尔质量

78.00克/摩尔

密度

2.42克/毫升

熔点

300°C 它没有沸点，因为氢氧化物会失去水分而转变为氧化铝或氧化铝Al ₂ O ₃。

水溶性

1·10 ^-4克/ 100毫升。然而，其与另外的酸（H溶解度增加₃ Ò ⁺）或碱（OH ^- ）。

溶解度积

K _sp = 3 10 ^-34

这个非常小的值意味着只有一小部分溶于水：

的Al（OH）₃（S）<=>的Al ³⁺（水溶液）+ 3OH ^- （水溶液）

而事实上，这微不足道的溶解度使得其良好的酸度中和剂，因为它不碱化胃环境太多，因为它几乎不释放OH ^-离子。

两性主义

Al（OH）₃的特征是两性。也就是说，它可以像酸或碱一样反应或表现。

例如，它与H ₃ O ⁺离子（如果介质是水性的）反应形成复杂的³⁺水溶液；依次被水解以酸化介质，因此Al ^3+是酸离子：

Al（OH）₃（s）+ 3H ₃ O ⁺（水溶液）=> ³⁺（水溶液）

³⁺（水溶液）+ H ₂ O（l）<=> ²⁺（水溶液）+ H ₃ O ⁺（水溶液）

发生这种情况时，据说Al（OH）_3的行为类似于碱，因为它与H ₃ O ⁺反应。在另一方面，它可以与OH反应^- ，行为像的酸：

的Al（OH）₃（S）+ OH ^- （水溶液）=>的Al（OH）₄ ^- （水溶液）

在该反应中Al的白色沉淀物（OH）₃的过量OH的前溶解^-离子; 这与其他氢氧化物（例如镁，Mg（OH）_2）不同。

在Al（OH）₄ ^- ，铝离子，能够更适当地表示为：^- ，突出6的配位数为所述Al ³⁺阳离子（八面体）。

该离子可以继续与更多的OH反应^-直到完成配位八面体：^3-，称为六氢氧铝酸盐离子。

命名法

该化合物最常使用的名称“氢氧化铝”对应于由库存命名法控制的名称。由于在所有化合物中铝的氧化态均为+3，因此省略了（III）。

涉及Al（OH）₃的其他两个可能的名称是：三氢氧化铝，根据系统命名法和希腊分子前缀的使用；和氢氧化铝，后缀为-ico，因为它具有单一氧化态。

尽管在化学领域中，Al（OH）₃的命名法不代表任何挑战或困惑，但在其外部往往会混入歧义。

例如，三水铝石矿物是Al（OH）₃的天然多晶型物之一，也称为γ-Al（OH）₃或α-Al（OH）₃。然而，根据晶体学命名法，α-Al（OH）₃也可对应于矿物三羟铝石或β-Al（OH）₃。同时，通常将多晶型变绿石和白云母简称为Al（OH）₃。

以下列表清楚地总结了刚刚解释的内容：

菱沸石：（γ或α）-Al（OH）₃

-硅铝石：（α或β）-Al（OH）₃

-变铝石：Al（OH）₃

-Doyleite：Al（OH）₃

应用领域

原材料

立即将氢氧化铝用作生产氧化铝或其他无机或有机铝化合物的原料；例如：AlCl ₃，Al（NO ₃）₃，AlF ₃或NaAl（OH）₄。

催化载体

Al（OH）₃纳米颗粒可以充当催化载体；即，催化剂与它们结合以保持固定在其表面上，从而促进化学反应。

插层化合物

在结构部分中，解释了Al（OH）₃由耦合以定义晶体的层或片A和B组成。在它的内部，有小的八面体空间或孔，可以被其他离子，金属或有机或中性分子占据。

合成具有这些结构修饰的Al（OH）₃晶体时，可以说是在制备插层化合物。也就是说，它们会在A和B页之间插入或插入化学物质。通过这种操作，会出现由这种氢氧化物制成的新材料。

阻燃剂

Al（OH）₃是一种良好的阻燃剂，可作为许多聚合物基质的填充材料。这是因为它像Mg（OH）₂或水镁石一样吸收热量以释放水蒸气。

药用的

Al（OH）₃也是酸性的中和剂，与胃分泌物中的HCl反应。同样，类似于氧化镁牛奶中的Mg（OH）₂。

实际上，两种氢氧化物都可以混合在不同的抗酸剂中，用于缓解胃炎或胃溃疡患者的症状。

吸附剂

当加热到其熔点以下时，氢氧化铝转化为活性氧化铝（以及活性炭）。该固体用作不希望的分子的吸附剂，无论是着色剂，杂质还是污染气体。

风险性

氢氧化铝可能构成的危险不是由于其为固体，而是作为药物。它不需要任何协议或法规来存储它，因为它不会与氧化剂剧烈反应，并且不易燃。

当摄入可从药房获得的抗酸剂时，可能会发生不良的副作用，例如便秘和肠道中磷酸盐的抑制。而且，尽管没有研究来证明它，但它与诸如阿尔茨海默氏病的神经系统疾病有关。

参考文献

1. 颤抖和阿特金斯。（2008）。无机化学。（第四版）。Mc Graw Hill。
2. 维基百科。（2019）。氢氧化铝。从以下位置恢复：en.wikipedia.org
3. 国家生物技术信息中心。（2019）。氢氧化铝。PubChem数据库。CID = 10176082。从以下地址恢复：pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. 丹妮尔·里德（Danielle Reid）。（2019）。氢氧化铝：配方和副作用。研究。摘自：study.com
5. Robert Schoen和Charles E. Roberson。（1970）。氢氧化铝的结构和地球化学意义。美国矿物学家，第55卷。
6. Vitaly P.Isupov&col。（2000）。氢氧化铝插层化合物的合成，结构，性能及应用。化学促进可持续发展8,121-127。
7. 毒品。（2019年3月24日）。氢氧化铝的副作用。从以下网站恢复：Drugs.com