O fosfato de alumínio é um sólido inorgânico formado por um íon alumínio Al3+ e um íon fosfato PO43-. Sua fórmula química é AlPO4. É um sólido branco cuja estrutura cristalina é semelhante à da sílica SiOdois. É insolúvel em água.
Pode ser obtido a partir de alumina (AldoisOU3) e ácido fosfórico (H3PO4) Também pode ser obtido a partir de soluções aquosas de cloreto de alumínio (AlCl3) e fosfato de sódio (Na3PO4).
O fosfato de alumínio possui um ponto de fusão muito alto, por isso é amplamente utilizado como componente de cerâmicas refratárias, ou seja, cerâmicas que suportam temperaturas muito altas..
É também utilizado como antiácido para o estômago, em misturas para a reparação de dentes e como coadjuvante de vacinas, ou seja, para estimular a resposta imunológica do organismo..
Alguns concretos refratários possuem AlPO4 em sua composição, o que aumenta as propriedades mecânicas e de suporte a altas temperaturas desse tipo de cimento.
Tem sido usado como um escudo protetor para evitar que materiais combustíveis, como certos polímeros, queimem.
Índice do artigo
O AlPO4 É formado por um cátion alumínio Al3+ e um ânion fosfato PO43-.
O fosfato de alumínio cristalino também é chamado de berlinita ou fase alfa (α-AlPO4) e seus cristais são semelhantes ao quartzo.
A fase alfa do fosfato de alumínio é um sólido formado por uma rede covalente de tetraedros PO4 e AlPO4 que se alternam e estão ligados por átomos de oxigênio.
Essa estrutura é isomórfica com a sílica, ou seja, tem o mesmo formato da sílica SiOdois.
- Fosfato de alumínio
- Monofosfato de alumínio
- Sal de alumínio de ácido fosfórico.
Sólido branco cristalino.
121,93 g / mol
1800 ºC
2,56 g / cm3
Insolúvel em água
A estrutura do AlPO4 é muito semelhante à sílica SiOdois, então ele compartilha muitas propriedades físicas e químicas deste.
O fosfato de alumínio é um material altamente refratário, ou seja, resiste a altíssimas temperaturas sem alterar seu estado físico ou estrutura e sem se decompor.
O AlPO4 cristalino ou berlinita quando aquecido se converte em uma estrutura do tipo tridimita e depois do tipo cristobalita, outras formas deste composto que se assemelham à sílica SiOdois.
Fosfato de Alumínio AlPO4 pode ser obtido pela reação entre ácido fosfórico H3PO4 e alumina AldoisOU3. A aplicação de temperatura é necessária, por exemplo, entre 100 e 150 ° C.
Para odoisOU3 + 2 h3PO4 = 2 AlPO4 + 3 HdoisOU
Também pode ser obtido pela junção de uma solução aquosa de cloreto de alumínio AlCl3 com uma solução aquosa de fosfato de sódio Na3PO4:
AlCl3 + N / D3PO4 = AlPO4 + 3 NaCl
Fosfato de Alumínio AlPO4 é frequentemente encontrado na constituição de cerâmicas de alumina.
A cerâmica com alto teor de alumina é um dos materiais que, devido à sua dureza, é utilizado em aplicações onde é necessário resistir a altas cargas e condições severas..
Este tipo de cerâmica é resistente à corrosão, a ambientes de alta temperatura, à presença de vapor quente ou a ambientes redutores como o monóxido de carbono (CO)..
A cerâmica de alumina também possui baixa condutividade elétrica e térmica, razão pela qual é usada na fabricação de tijolos refratários e componentes eletricamente isolantes..
Porque o fosfato de alumínio se forma a uma temperatura muito mais baixa do que a sílica SiOdois, sua produção é mais barata, o que constitui uma vantagem na fabricação de cerâmicas aptas para serviços exigentes.
Al alumina é usadadoisOU3 e ácido fosfórico H3PO4 em meio aquoso.
O pH de formação preferido é 2-8, pois há uma abundância de espécies de ácido fosfórico dissolvidas, como HdoisPO4- e HPO4dois-. Em pH ácido, a concentração de íons de Al3+ é alto, proveniente da dissolução de alumina AldoisOU3.
Primeiro, um difosfato de alumínio hidratado trihidrogênio gel AlH é formado.3(PO4)dois.HdoisOU:
Para o3+ + HdoisPO4- + HPO4dois- + HdoisO ⇔ AlH3(PO4)3.HdoisOU
Porém, chega um momento em que o pH da solução cai e se torna neutro, onde a alumina AldoisOU3 tem uma baixa solubilidade. Nesse momento, a alumina insolúvel forma uma camada na superfície das partículas, impedindo que a reação continue..
Portanto, é necessário aumentar a solubilidade da alumina e isso é conseguido por meio de um aquecimento suave. Ao aquecer a 150 ° C, o gel continua a reação com alumina AldoisOU3 liberando água e berlinita cristalina (alfa-AlPO4).
Para odoisOU3 + 2 AlH3(PO4)3.HdoisO → AlPO4 + 4 hdoisOU
A berlinita liga as partículas individuais e forma a cerâmica.
O AlPO4 É utilizado como antiácido, adsorvente, peneira molecular, suporte de catalisador e revestimento para melhorar a resistência à corrosão a quente. Abaixo de outros aplicativos.
O fosfato de alumínio é um ingrediente em concretos refratários ou concretos resistentes ao calor.
Proporciona excelentes propriedades mecânicas e refrativas a esses concretos, como resistência ao calor. Na faixa de temperatura entre 1400-1600 ° C, o concreto celular à base de fosfato de alumínio é um dos materiais mais eficientes como isolante térmico..
Não necessita secagem, seu endurecimento se dá por meio de uma reação exotérmica autopropagada. É possível preparar tijolos deste material de qualquer formato e tamanho.
O fosfato de alumínio é parte de cimentos dentais ou materiais usados para curar dentes cariados.
Nos cimentos dentários, a alumina é utilizada como moderador das reações ácido-base, onde o efeito moderador é devido à formação de fosfato de alumínio nas partículas de outros materiais..
Esses cimentos apresentam altíssima resistência à compressão e tração, o que se deve à presença de fosfato de alumínio.
O AlPO4 Ele tem sido usado por muitos anos em várias vacinas humanas para aumentar a resposta imunológica do corpo. Diz-se que o AlPO4 é um "adjuvante" das vacinas. O mecanismo ainda não é bem compreendido.
Sabe-se que o efeito imunoestimulante do AlPO4 depende do processo de adsorção do antígeno ao adjuvante, ou seja, da forma como ele se adere a ele. Um antígeno é um composto que ao entrar no corpo gera a formação de anticorpos para combater uma doença específica.
Os antígenos podem ser adsorvidos a AlPO4 por interações eletrostáticas ou por ligação com ligantes. Eles são adsorvidos na superfície do adjuvante.
Acredita-se ainda que o tamanho de partícula de AlPO4 também tem influência. Quanto menor o tamanho da partícula, a resposta do anticorpo é maior e mais duradoura..
O AlPO4 Tem sido usado como um retardante de fogo e para prevenir a combustão ou queima de certos polímeros.
A adição de AlPO4 a um polímero de polipropileno que já tem um retardador de chama causa um efeito sinérgico entre os dois retardadores, o que significa que o efeito é muito maior do que o de ambos os retardadores de fogo separadamente.
Quando o polímero é submetido à combustão ou queimado na presença de AlPO4, forma-se um metafosfato de alumínio que penetra na superfície carbonizada e preenche os poros e fendas deste.
Isso leva à formação de um escudo protetor altamente eficiente para evitar a queima ou combustão do polímero. Em outras palavras, o AlPO4 sela a superfície carbonizada e evita que o polímero queime.
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