एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड: संरचना, गुण, उपयोग, जोखिम - रसायन विज्ञान - 2025

एल्यूमीनियम हाइड्रोक्साइड रासायनिक सूत्र एक एक (OH) के साथ एक अकार्बनिक यौगिक है ₃ । अन्य धातु हाइड्रॉक्साइड्स के विपरीत, यह एक एम्फ़ोटेरिक है, जो एसिड या बेस की तरह प्रतिक्रिया या व्यवहार करने में सक्षम है, जो माध्यम पर निर्भर करता है। यह एक सफेद ठोस है जो पानी में काफी अघुलनशील है, यही कारण है कि यह एंटासिड के एक घटक के रूप में उपयोग करता है।

जैसे Mg (OH) ₂ या ब्रुसाइट, जिसके साथ यह कुछ रासायनिक और भौतिक विशेषताओं को साझा करता है, अपने शुद्ध रूप में यह एक सुस्त, अनाकार ठोस जैसा दिखता है; लेकिन जब यह कुछ अशुद्धियों के साथ क्रिस्टलीकृत होता है तो यह क्रिस्टलीय रूपों को प्राप्त करता है जैसे कि वे मोती थे। इन खनिजों में, Al (OH) _{3 के} प्राकृतिक स्रोत, जिबसाइट हैं।

विशेष जिबसाइट क्रिस्टल। स्रोत: रोब लैविंस्की, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

गिब्रोसाइट के अलावा इसमें खनिज बायराइट, नॉर्डस्ट्रांडाइट और डेलीलाइट भी हैं, जो एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के चार पॉलीमॉर्फ बनाते हैं। संरचनात्मक रूप से वे एक-दूसरे के समान होते हैं, केवल उस तरीके से थोड़ा अलग होते हैं जिसमें आयनों की परतें या चादरें तैनात या युग्मित होती हैं, साथ ही साथ अशुद्धियों के प्रकार भी होते हैं।

पीएच और संश्लेषण मापदंडों को नियंत्रित करके, इनमें से किसी भी पॉलीमॉर्फ को तैयार किया जा सकता है। साथ ही, इसकी परतों के बीच ब्याज की कुछ रासायनिक प्रजातियों को आपस में जोड़ा जा सकता है, जिससे कि अंतर्वेशन सामग्री या यौगिक बनते हैं। यह अल (OH) _{3 के} लिए अधिक तकनीकी दृष्टिकोण के उपयोग का प्रतिनिधित्व करता है । इसके अन्य उपयोग एंटासिड के रूप में हैं।

दूसरी ओर, यह एल्यूमिना प्राप्त करने के लिए एक कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, और इसके नैनोकणों का उपयोग उत्प्रेरक समर्थन के रूप में किया गया है।

संरचना

फॉर्मूला और ऑक्टाहेड्रॉन

रासायनिक सूत्र अल (OH) ₃ एक ही बार में संकेत करता है कि अनुपात ^{3 3+}: OH ^- 1: 3 है; अर्थात्, प्रत्येक ^{3 3 +} कटियन के लिए तीन OH ^- आयन हैं, जो यह कहते हुए समान है कि इसके एक तिहाई आयन एल्यूमीनियम के अनुरूप हैं। इस प्रकार, अल ³⁺ और ओएच ^- इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से बातचीत करते हैं जब तक कि उनके आकर्षण-प्रतिकर्षण एक हेक्सागोनल क्रिस्टल को परिभाषित नहीं करते हैं।

हालांकि, अल ³⁺ जरूरी तीन ओएच से घिरा नहीं है ^- लेकिन छह से; इसलिए, हम एक समन्वय ऑक्टाहेड्रोन, अल (ओएच) _{6 की बात करते हैं}, जिसमें छह अल-ओ इंटरैक्शन हैं। प्रत्येक ऑक्टाहेड्रोन एक इकाई का प्रतिनिधित्व करता है जिसके साथ क्रिस्टल का निर्माण होता है, और उनमें से कई ट्राइक्लिनिक या मोनोक्लिनिक संरचनाओं को अपनाते हैं।

निचली छवि आंशिक रूप से अल (ओएच) ₆ ऑक्टेहरा का प्रतिनिधित्व करती है, क्योंकि अल ³⁺ (हल्के भूरे रंग के गोले) के लिए केवल चार इंटरैक्शन देखे जाते हैं ।

हेक्सागोनल क्रिस्टल ऑफ गिब्रोसाइट, एक एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड खनिज। स्रोत: बेनजाह- bmm27

यदि इस संरचना को ध्यान से देखा जाता है, जो खनिज गिबॉन्सेट से मेल खाती है, तो यह देखा जा सकता है कि सफेद गोले आयन परतों के "चेहरे" या सतह बनाते हैं; ये ओएच ^- आयनों के हाइड्रोजन परमाणु हैं ।

ध्यान दें कि एक परत ए और दूसरा बी है (स्थानिक रूप से वे समान नहीं हैं), हाइड्रोजन बांड द्वारा एक साथ जुड़ गए।

पॅलिमरफ्स

परतों ए और बी को हमेशा उसी तरह से युग्मित नहीं किया जाता है, जिस तरह उनके भौतिक वातावरण या मेजबान आयन (लवण) बदल सकते हैं। नतीजतन, अल (OH) ₃ क्रिस्टल चार खनिज या, इस मामले में, बहुरूपी रूपों में भिन्न होते हैं।

एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड को तब चार पॉलीमॉर्फ्स तक कहा जाता है: गिब्रोसाइट या हाइड्रारगिलिट (मोनोक्लिनिक), बेयराइट (मोनोक्लिनिक), डॉयलाटाइट (ट्राइक्लिनिक) और नाइट्रस्टैंडाइट (ट्राइक्लिनिक)। इन बहुरूपताओं में से, गिबसाइट सबसे स्थिर और प्रचुर मात्रा में है; बाकी को दुर्लभ खनिजों के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

यदि माइक्रोस्कोप के नीचे क्रिस्टल देखे गए, तो यह देखा जाएगा कि उनकी ज्यामिति षट्कोणीय है (हालाँकि कुछ हद तक अनियमित)। पीएच ऐसे क्रिस्टल की वृद्धि और परिणामस्वरूप संरचना पर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है; कि, एक पीएच दिया जाता है, एक बहुरूपता या किसी अन्य का गठन किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, यदि माध्यम जहां अल (OH) ₃ अवक्षेप में 5.8 से कम पीएच होता है, तो गिब्रोसाइट बनता है; जबकि अगर पीएच इस मान से अधिक है, तो बेयराइट का निर्माण होता है।

अधिक बुनियादी मीडिया में, nordstrandite और doyleite क्रिस्टल बनते हैं। इस प्रकार, सबसे प्रचुर मात्रा में जिबसाइट है, यह एक ऐसा तथ्य है जो अपने अनुभवी वातावरण की अम्लता को दर्शाता है।

गुण

भौतिक उपस्थिति

सफेद ठोस जो विभिन्न स्वरूपों में आ सकता है: दानेदार या पाउडर, और दिखने में अनाकार।

अणु भार

78.00 ग्राम / मोल

घनत्व

2.42 ग्राम / एमएल

गलनांक

300 ° C। इसका क्वथनांक नहीं है क्योंकि हाइड्रॉक्साइड अल्युमिना या एल्यूमीनियम ऑक्साइड, अल ₂ ओ ₃ में बदलने के लिए पानी खो देता है ।

जल में घुलनशीलता

1 · 10 ^-4 जी / 100 एमएल। हालांकि, इसकी घुलनशीलता एसिड (H ₃ O ⁺) या क्षार (OH ^-) के अतिरिक्त के साथ बढ़ती है ।

घुलनशीलता उत्पाद

के _सपा = 3 10 ⁻³⁴

यह बहुत कम मूल्य का अर्थ है कि केवल एक छोटा हिस्सा पानी में घुलता है:

Al (OH) ₃ (s) <=> Al ³⁺ (aq) + 3OH ^- (aq)

और वास्तव में यह नगण्य घुलनशीलता इसे एक अच्छा अम्लता न्यूट्रिलाइज़र बनाता है, क्योंकि यह गैस्ट्रिक वातावरण को बहुत अधिक नहीं करता है क्योंकि यह लगभग ओएच ^- आयनों को रिलीज नहीं करता है ।

Amphotericism

अल (OH) ₃ की विशेषता इसके एम्फोटेरिक चरित्र से है; यह है, यह प्रतिक्रिया या व्यवहार कर सकता है जैसे कि यह एक एसिड या आधार था।

उदाहरण के लिए, यह जटिल जलीय ³⁺ बनाने के लिए एच ₃ ओ ⁺ आयनों (यदि माध्यम जलीय है) के साथ प्रतिक्रिया करता है; जो बदले में, माध्यम को अम्लीकृत करने के लिए हाइड्रोलाइज्ड है, इसलिए अल ³⁺ एक एसिड आयन है:

Al (OH) ₃ (s) + 3H ₃ O ⁺ (aq) => ³⁺ (aq)

³⁺ (aq) + H ₂ O (l) <=> ²⁺ (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

जब ऐसा होता है, तो यह कहा जाता है कि अल (OH) ₃ एक बेस की तरह व्यवहार करता है, क्योंकि यह H ₃ O ^{+ के} साथ प्रतिक्रिया करता है । दूसरी ओर, यह OH के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है ^- एक एसिड की तरह व्यवहार करना:

Al (OH) ₃ (s) + OH ^- (aq) => Al (OH) ₄ ^- (aq)

इस प्रतिक्रिया में अल (OH) ₃ का सफेद अवक्षेपण OH ^- आयनों की अधिकता से पहले विलीन हो जाता है; यह अन्य हाइड्रॉक्साइड्स के साथ समान नहीं है, जैसे मैग्नीशियम, एमजी (ओएच) ₂ ।

अल (OH) ₄ ^-, एल्यूमिनेट आयन, अधिक उपयुक्त रूप से व्यक्त किया जा सकता है: ^-, अल ³⁺ कटियन (ऑक्टाहेड्रॉन) के लिए 6 की समन्वय संख्या को उजागर करता है ।

यह आयन अधिक ओएच के साथ प्रतिक्रिया करना जारी रख सकता है ^- समन्वय ऑक्टाहेड्रोन को पूरा करने तक: ^3-, हेक्साहाइड्रॉक्सोइलुमिनेट आयन कहा जाता है।

शब्दावली

'एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड' नाम, जिसके साथ इस यौगिक को सबसे अधिक बार संदर्भित किया गया है, स्टॉक नामकरण द्वारा शासित है। (III) को इसके अंत में छोड़ दिया गया है, क्योंकि इसके सभी यौगिकों में एल्यूमीनियम का ऑक्सीकरण राज्य +3 है।

अल (OH) ₃ का उल्लेख करने के लिए अन्य दो संभावित नाम हैं: एल्यूमीनियम ट्राइहाइड्रॉक्साइड, व्यवस्थित नामकरण और यूनानी अंश उपसर्गों के उपयोग के अनुसार; और एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड, प्रत्यय के साथ समाप्त होता है-क्योंकि यह एक एकल ऑक्सीकरण राज्य है।

यद्यपि रासायनिक क्षेत्र में अल (OH) ₃ का नामकरण किसी भी चुनौती या भ्रम का प्रतिनिधित्व नहीं करता है, इसके बाहर यह अस्पष्टता के साथ मिश्रित होता है।

उदाहरण के लिए, खनिज जिबॉन्कटेशन अल (ओएच) ₃ के प्राकृतिक पॉलीमॉर्फ्स में से एक है, जिसे OH-Al (OH) ₃ या α-Al (OH) _{3 के} रूप में भी जाना जाता है । हालांकि, α-अल (OH) ₃ भी खनिज bayerite के अनुरूप कर सकते हैं या β-अल (OH) ₃, क्रिस्टेलोग्राफिक नामकरण के अनुसार। इस बीच, बहुरूपता nordstrandite और doyleite को अक्सर Al (OH) _{3 के} रूप में निर्दिष्ट किया जाता है ।

निम्नलिखित सूची स्पष्ट रूप से संक्षेप में बताती है कि अभी क्या समझाया गया है:

-बिंदु: (γ या α) -एल (ओएच) _३

-बायराइट: (α या β) -एल (OH) ₃

-नार्डस्ट्रंडाइट: अल (OH) ₃

-डॉलाइट: अल (OH) ₃

अनुप्रयोग

कच्चा माल

एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के लिए तत्काल उपयोग एल्युमिना या अन्य यौगिकों, एल्यूमीनियम के अकार्बनिक या कार्बनिक के उत्पादन के लिए एक कच्चे माल के रूप में है; उदाहरण के लिए: AlCl ₃, Al (NO ₃) ₃, AlF ₃ या NaAl (OH) ₄ ।

उत्प्रेरक समर्थन करता है

अल (OH) ₃ नैनोकण उत्प्रेरक उत्प्रेरक का समर्थन कर सकते हैं; यही है, उत्प्रेरक उन्हें अपनी सतह पर स्थिर रहने के लिए बांधता है, जहां रासायनिक प्रतिक्रियाओं में तेजी आती है।

इंटरकलेशन कंपाउंड्स

संरचनाओं पर अनुभाग में यह समझाया गया था कि अल (OH) ₃ में परतें या चादरें ए और बी शामिल हैं, एक क्रिस्टल को परिभाषित करने के लिए युग्मित है। इसके अंदर, छोटे ऑक्टाहेड्रल स्पेस या छेद हैं जो अन्य आयनों, धातु या कार्बनिक या तटस्थ अणुओं द्वारा कब्जा कर सकते हैं।

जब इन संरचनात्मक संशोधनों के साथ अल (OH) ₃ क्रिस्टल को संश्लेषित किया जाता है, तो यह कहा जाता है कि एक अंतराल यौगिक तैयार किया जा रहा है; अर्थात्, वे शीट ए और बी के बीच रासायनिक प्रजातियों को मिलाते हैं या सम्मिलित करते हैं। ऐसा करने से, इस हाइड्रॉक्साइड से बने नए पदार्थ निकलते हैं।

अग्निरोधी

अल (OH) ₃ एक अच्छा अग्निरोधी है जो कई पॉलिमर मैट्रिक के लिए भराव सामग्री के रूप में आवेदन पाता है। इसका कारण यह है कि यह वाष्प छोड़ने के लिए ऊष्मा को अवशोषित करता है, जैसा कि Mg (OH) ₂ या ब्रुसाइट करता है।

औषधीय

अल (OH) ₃ भी अम्लता का एक न्यूट्रलाइज़र है, गैस्ट्रिक स्राव में एचसीएल के साथ प्रतिक्रिया करता है; फिर से, मैग्नीशिया के दूध में Mg (OH) _{2 के समान} ।

दोनों हाइड्रॉक्साइड वास्तव में विभिन्न एंटासिड में मिश्रित हो सकते हैं, जिसका उपयोग गैस्ट्राइटिस या पेट के अल्सर से पीड़ित लोगों के लक्षणों को कम करने के लिए किया जाता है।

पी लेनेवाला पदार्थ

जब इसके गलनांक से नीचे गर्म किया जाता है, तो एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड सक्रिय एल्यूमिना (और साथ ही सक्रिय कार्बन) में बदल जाता है। यह ठोस अवांछनीय अणुओं के लिए एक सोखना के रूप में उपयोग किया जाता है, यह रंग, अशुद्धियां या प्रदूषणकारी गैसें हो सकती हैं।

जोखिम

एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के कारण होने वाले जोखिम ठोस के रूप में नहीं, बल्कि एक दवा के रूप में हैं। इसे स्टोर करने के लिए किसी प्रोटोकॉल या नियमों की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि यह ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ सख्ती से प्रतिक्रिया नहीं करता है, और यह ज्वलनशील नहीं है।

जब फार्मेसियों से उपलब्ध एंटासिड में प्रवेश किया जाता है, तो अवांछनीय दुष्प्रभाव हो सकते हैं, जैसे कि कब्ज और आंतों में फॉस्फेट का निषेध। इसके अलावा, और हालांकि यह साबित करने के लिए कोई अध्ययन नहीं हैं, यह अल्जाइमर रोग जैसे न्यूरोलॉजिकल विकारों से जुड़ा हुआ है।

संदर्भ

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