Alumiinihydroksidi
Alumiinihydroksidi on alumiini- (Al3+) ja hydroksidi-ionien (OH−) ioniyhdiste, jota esiintyy mineraaleissa neljänä eri polymorfina: gibsiittinä, bayeriittinä, nordstrandiittinä ja doyeliittinä, joista gibsiitti on erittäin yleinen ja muut hyvin harvinaisia. Gibsiittiä on bauksiitissa eli alumiinimalmissa yleensä hyvin runsaasti.
| Alumiinihydroksidi | |
|---|---|
 | |
 | |
| Tunnisteet | |
| Muut nimet | Alumiinioksidi-trihydraatti Trihydroksialumiini |
| CAS-numero | |
| PubChem CID | |
| Ominaisuudet | |
| Molekyylikaava | Al(OH)3 |
| Moolimassa | 78,00344 g/mol |
| Ulkomuoto | Valkoinen amorfinen kokkaremainen jauhe[1] |
| Sulamispiste | 300 °C (573 K) |
| Kiehumispiste | - |
| Tiheys | 2,42 g/cm3[2] |
| Liukoisuus veteen | liukenematon[1] |
Teollisesti lähes kaikki alumiinihydroksidi valmistetaan Bayer-prosessilla, jossa liuotetaan bauksiittia natriumhydroksidiin jopa 270 °C lämpötilassa. Alumiinihydroksidia käytetään alumiinioksidin valmistamiseksi kuumentamalla sitä 1 200 – 1 300 celsiusasteeseen. Alumiinihydroksidia käytetään myös alumiinifosfaatin tavoin vatsahappoja neutraloivana antasidinä. Alumiinihydroksidin alumiini sitoo fosfaatteja verestä. Siksi joissain maissa ainetta käytetään hyperfosfatemiassa, jossa fosfaatteja on veressä liikaa. Alumiinihydroksidi on alumiinifosfaatin ohella rokotteissa yleisimmin käytetty apuaine (adjuvantti).
Ominaisuudet
Alumiinihydroksidi on valkoinen amorfinen kokkaremainen jauhe. Yhdiste ei liukene neutraaliin veteen, mutta liukenee emäksisiin ja happamiin vesiliuoksiin sekä suolahappoon, rikkihappoon ja muihin vahvoihin happoihin, mikäli näissä on hieman vettä.[1] Happoihin liuotessaan se muodostaa Al3+-ioneja ja emäksiin liuetessaan aluminaatteja. Alumiinihydroksidi on amfoteerinen,[3] ja se muodostaa geelimäisen massan altistuessaan pitkäaikaisesti vedelle ja absorboi happoja ja hiilidioksidia.[1]
Alumiinihydroksidin rakenne on usein monimutkaisempi kuin Al(OH)3 – aine on vaihtelevassa määrin alumiinioksidin vesiyhdiste eli hydratoitunut alumiinioksidin muoto. Alumiinihydroksidia pidetään hydratoituneena alumiinioksidina, alumiinihydraattina tai trihydraattina.[4]
Esiintyminen
Alumiinihydroksidia on mineraaleissa neljänä eri polymorfina: gibsiittinä, bayeriittinä, nordstrandiittinä ja doyeliittinä,[5] joista gibsiitti on erittäin yleinen ja muut hyvin harvinaisia. Gibsiittiä on bauksiitissa eli alumiinimalmissa yleensä hyvin runsaasti. Muita alumiinihydroksidin kanssa kemialliselta koostumukseltaan samankaltaisia mineraaleja ovat muun muassa böhmiitti (AlO(OH)) ja diaspori (AlO(OH)).[6]
Valmistus
Teollisesti lähes kaikki alumiinihydroksidi valmistetaan Bayer-prosessilla, jossa liuotetaan bauksiittia natriumhydroksidiin jopa 270 °C lämpötilassa. Liuotuksessa muodostunut kiinteä jäte poistetaan ja alumiinihydroksidi saostetaan liuoksesta, johon jää natriumaluminaattia. Alumiinihydroksidi voidaan muuntaa alumiinioksidiksi kuumentamalla hapen läsnäollessa eli kalsinoimalla.[7]
Käyttö
Alumiinihydroksidia käytetään alumiinioksidin valmistamiseksi kuumentamalla sitä 1 200 – 1 300 celsiusasteeseen.[8]
Alumiinihydroksidia käytetään alumiinifosfaatin tavoin vatsahappoja neutraloivana antasidinä mm. Suomessa, ja mahdollisesti yhdistettynä muihin antasideihin kuten algiinihappoon.[9] Alumiinihydroksidi reagoi vatsan suolahappojen kanssa alumiinikloridiksi (AlCl3). Suun kautta otetun alumiinihydroksidin alumiinista enintään 20 prosenttia voi imeytyä ruoansulatuskanavasta muualle kehoon, josta se poistuu lähinnä virtsan kautta.[10] Ainetta pidetään silti normaalikäytössä turvallisena, myös raskauden ja imetyksen aikana.[11][10] Aine on usein kompleksoituna sulfatoituihin polysakkarideihin, sillä nämä voivat auttaa parantamaan kroonisia haavaumia vatsassa.[11]
Alumiinihydroksidin alumiini sitoo fosfaatteja verestä. Siksi joissain maissa ainetta käytetään hyperfosfatemiassa, jossa fosfaatteja on veressä liikaa. Munuaisten vajaatoiminta on tällainen tila.[12] Muun muassa Suomessa alumiinihydroksidi on korvattu muilla aineilla, kuten kalsiumkarbonaatilla ja kalsiumasetaatilla, sillä alumiinihydroksin pitkäaikainen käyttö aiheuttaa osteomalasiaa (luiden pehmenemistä) ja enkefalopatiaa (aivosairauksia).[13] Fosfaattisitovuuden vuoksi alumiinihydroksidi voi joissain tilanteissa antasidikäytössä suurin annoksin aiheuttaa hypofosfatemiaa (liian alhaista veren fosfaattipitoisuutta). Veren alhainen magnesiumpitoisuus (hypomagnesemia) voi olla myös eräs haittavaikutus.[11]
Alumiinihydroksidi on alumiinifosfaatin ohella rokotteissa yleisimmin käytetty apuaine (adjuvantti). Alumiiniadjuvantit tehostavat immuunivastetta rokotteen antigeeniin tuntemattomalla tavalla. Alumiiniyhdisteitä käytetään niiden halpuuden, pitkän käyttöhistorian takaaman tunnetun turvallisuuden vuoksi ja siksi että ne yleensä toimivat kyllin hyvin eri antigeenien kanssa. Ne voimistavat kuitenkin usein huonosti IgE-välitteistä vastetta ja voivat aiheuttaa pistosalueella muun muassa turvotusta tai punoitusta.[14]
Muita käyttökohteita ovat deodoranttien hikoilua vähentävät antiperspirantit, ioninvaihto, kromatografia, kankaiden värjäys (aine toimii väriaineita kankaisiin sitovana aineena), lasin valmistus, voiteluaineet, poltettavat savet, paperit, painovärit, kankaiden vettähylkivyyden lisäys,[1] ruosteenestomaalit ja lasitteiden valmistus.[3]
Lähteet
- AK Karamalidis, DA Dzombak: Surface complexation modeling: gibbsite. Wiley, 2010. ISBN 9780470587683.