ALUMINIUM HIDROKSIDA: STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, RISIKO - KIMIA - 2025

The aluminium hidroksida merupakan senyawa anorganik dengan rumus kimia A a (OH) ₃ . Tidak seperti hidroksida logam lainnya, ini adalah hidroksida amfoter, yang mampu bereaksi atau berperilaku seperti asam atau basa, tergantung pada medianya. Ini adalah padatan putih yang sangat tidak larut dalam air, sehingga dapat digunakan sebagai komponen antasida.

Seperti Mg (OH) ₂ atau brucite, yang memiliki kesamaan karakteristik kimiawi dan fisik tertentu, dalam bentuk murninya ia tampak seperti padatan amorf yang tumpul; tetapi ketika ia mengkristal dengan beberapa kotoran, ia memperoleh bentuk kristal seolah-olah itu adalah mutiara. Di antara mineral-mineral tersebut, sumber alami Al (OH) ₃ adalah gibbsite.

Kristal gibbsite khusus. Sumber: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Selain gibbsite juga terdapat mineral bayerite, nordstrandite dan doleyite, yang menyusun empat polimorf aluminium hidroksida. Secara struktural mereka sangat mirip satu sama lain, hanya sedikit berbeda dalam cara lapisan atau lembaran ion ditempatkan atau digabungkan, serta jenis pengotor yang terkandung.

Dengan mengontrol pH dan parameter sintesis, salah satu polimorf ini dapat dibuat. Selain itu, beberapa spesies kimia yang menarik dapat diselingi antar lapisannya, sehingga tercipta bahan atau senyawa interkalasi. Ini mewakili penggunaan pendekatan yang lebih teknologi untuk Al (OH) ₃ . Kegunaan lainnya adalah sebagai antasida.

Di sisi lain, digunakan sebagai bahan baku untuk memperoleh alumina, dan nanopartikelnya telah digunakan sebagai pendukung katalitik.

Struktur

Formula dan oktahedron

Rumus kimia Al (OH) _{3 langsung} menunjukkan bahwa perbandingan Al ³⁺ : OH ^- adalah 1: 3; Artinya, ada tiga anion OH ^- untuk setiap kation Al ³⁺ , yang sama dengan mengatakan bahwa sepertiga ionnya berhubungan dengan aluminium. Dengan demikian, Al ³⁺ dan OH ^- berinteraksi secara elektrostatis sampai tolakan-tariknya membentuk kristal heksagonal.

Namun, Al ³⁺ tidak selalu dikelilingi oleh tiga OH ^- tetapi oleh enam; oleh karena itu, kita berbicara tentang oktahedron koordinasi, Al (OH) ₆ , di mana ada enam interaksi Al-O. Setiap oktahedron mewakili satu unit yang dengannya kristal dibangun, dan beberapa di antaranya mengadopsi struktur triklinik atau monoklinik.

Gambar yang lebih rendah sebagian mewakili oktahedra Al (OH) ₆ , karena hanya empat interaksi yang diamati untuk Al ³⁺ (bola coklat muda).

Kristal heksagonal gibbsite, mineral aluminium hidroksida. Sumber: Benjah-bmm27.

Jika struktur ini diamati dengan cermat, yang sesuai dengan struktur mineral gibbsite, maka akan mungkin terlihat bahwa bola putih mengintegrasikan "permukaan" atau permukaan lapisan ion; ini adalah atom hidrogen dari ion OH ^- .

Perhatikan juga bahwa ada lapisan A dan B lainnya (secara spasial keduanya tidak identik), bergabung bersama oleh ikatan hidrogen.

Polimorf

Lapisan A dan B tidak selalu digabungkan dengan cara yang sama, seperti lingkungan fisik atau ion inangnya (garam) dapat berubah. Akibatnya, kristal Al (OH) ₃ bervariasi dalam empat mineralogi atau, dalam hal ini, bentuk polimorfik.

Aluminium hidroksida kemudian dikatakan memiliki hingga empat polimorf: gibbsite atau hydrargillite (monoklinik), bayerite (monoclinic), doyleite (triclinic) dan nordstrandite (triclinic). Dari polimorf ini, gibsite adalah yang paling stabil dan berlimpah; sisanya tergolong mineral langka.

Jika kristal diamati di bawah mikroskop, akan terlihat bahwa geometri mereka adalah heksagonal (meskipun agak tidak teratur). PH memainkan peran penting dalam pertumbuhan kristal tersebut dan struktur yang dihasilkan; artinya, dengan adanya pH, satu polimorf atau lainnya dapat dibentuk.

Misalnya, jika media di mana Al (OH) ₃ mengendap memiliki pH lebih rendah dari 5,8, terbentuk gibbit; sedangkan jika pH lebih tinggi dari nilai ini, maka terbentuk bayerite.

Pada media yang lebih mendasar, kristal nordstrandite dan doyleite cenderung terbentuk. Jadi, sebagai gibsite yang paling melimpah, ini adalah fakta yang mencerminkan keasaman lingkungannya yang lapuk.

Properti

Penampilan fisik

Padatan putih yang dapat datang dalam berbagai format: butiran atau bubuk, dan tampilannya tidak berbentuk.

Masa molar

78,00 g / mol

Massa jenis

2,42 g / mL

Titik lebur

300 ° C. Ia tidak memiliki titik didih karena hidroksida kehilangan air untuk berubah menjadi alumina atau aluminium oksida, Al ₂ O ₃ .

Kelarutan air

1 · 10 ^-4 g / 100 mL. Namun, kelarutannya meningkat dengan penambahan asam (H ₃ O ⁺ ) atau basa (OH ^- ).

Produk kelarutan

K _sp = 3 10 ⁻³⁴

Nilai yang sangat kecil ini berarti hanya sebagian kecil yang larut dalam air:

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

Dan pada kenyataannya kelarutan yang dapat diabaikan ini membuatnya menjadi penetral keasaman yang baik, karena tidak terlalu banyak membasmi lingkungan lambung karena tidak melepaskan hampir ion OH ^- .

Amfoterisme

Al (OH) ₃ dicirikan oleh karakter amfoternya; artinya, ia dapat bereaksi atau berperilaku seolah-olah ia adalah asam atau basa.

Misalnya, ia bereaksi dengan ion H ₃ O ⁺ (jika medianya berair) membentuk larutan kompleks berair ³⁺ ; yang selanjutnya dihidrolisis untuk mengasamkan medium, oleh karena itu Al ^{3+ adalah} ion asam:

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

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

Ketika ini terjadi, dikatakan bahwa Al (OH) ₃ berperilaku seperti basa, karena bereaksi dengan H ₃ O ⁺ . Di sisi lain, ia dapat bereaksi dengan OH ^- , berperilaku seperti asam:

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

Dalam reaksi ini endapan putih Al (OH) ₃ larut sebelum ion OH ^- berlebih ; Ini tidak sama dengan hidroksida lain, seperti magnesium, Mg (OH) ₂ .

Ion Al (OH) ₄ ^- , aluminat, dapat diekspresikan lebih tepat sebagai: ^- , menyoroti bilangan koordinasi 6 untuk kation Al ³⁺ (oktahedron).

Ion ini dapat terus bereaksi dengan lebih banyak OH ^- hingga menyelesaikan koordinasi oktahedron: ^3- , yang disebut ion heksahidroksoaluminat.

Tata nama

Nama 'aluminium hidroksida', yang paling sering digunakan untuk senyawa ini, sesuai dengan nama yang diatur oleh nomenklatur stok. Tanda (III) dihilangkan di ujungnya, karena bilangan oksidasi aluminium adalah +3 di semua senyawanya.

Dua nama lain yang mungkin untuk merujuk pada Al (OH) ₃ adalah: aluminium trihidroksida, menurut nomenklatur sistematis dan penggunaan prefiks pembilang Yunani; dan aluminium hidroksida, diakhiri dengan akhiran –ico karena memiliki bilangan oksidasi tunggal.

Meskipun dalam bidang kimia nomenklatur Al (OH) ₃ tidak merepresentasikan tantangan atau kebingungan, di luar nomenklatur tersebut cenderung bercampur dengan ambiguitas.

Sebagai contoh, mineral gibbsite merupakan salah satu polimorf alami dari Al (OH) ₃ , yang juga dikenal sebagai γ-Al (OH) ₃ atau α-Al (OH) ₃ . Namun, α-Al (OH) ₃ mungkin juga sesuai dengan mineral bayerite, atau β-Al (OH) ₃ , menurut nomenklatur kristalografi. Sementara itu, polimorf nordstrandite dan doyleite sering disebut sebagai Al (OH) ₃ .

Daftar berikut dengan jelas merangkum apa yang baru saja dijelaskan:

-Gibbsite: (γ atau α) -Al (OH) ₃

-Bayerite: (α atau β) -Al (OH) ₃

-Nordstrandite: Al (OH) ₃

-Doyleite: Al (OH) ₃

Aplikasi

Bahan baku

Penggunaan langsung aluminium hidroksida adalah sebagai bahan mentah untuk produksi alumina atau senyawa lain, anorganik atau organik, dari aluminium; misalnya: AlCl ₃ , Al (NO ₃ ) ₃ , AlF ₃ atau NaAl (OH) ₄ .

Dukungan katalitik

Nanopartikel Al (OH) ₃ dapat bertindak sebagai pendukung katalitik; yaitu, katalis mengikatnya untuk tetap berada di permukaannya, tempat reaksi kimia dipercepat.

Senyawa interkalasi

Pada bagian struktur dijelaskan bahwa Al (OH) ₃ terdiri dari lapisan atau lembaran A dan B yang digabungkan untuk mendefinisikan kristal. Di dalamnya terdapat ruang atau lubang oktahedron kecil yang dapat ditempati oleh ion lain, logam atau organik, atau molekul netral.

Ketika kristal Al (OH) ₃ dengan modifikasi struktur ini disintesis , dikatakan bahwa senyawa interkalasi sedang dibuat; yaitu, mereka menginterkalasi atau memasukkan spesies kimiawi antara lembaran A dan B. Dengan demikian, material baru yang terbuat dari hidroksida ini muncul.

Tahan api

Al (OH) ₃ adalah penghambat api yang baik yang dapat digunakan sebagai bahan pengisi untuk banyak matriks polimer. Ini karena ia menyerap panas untuk melepaskan uap air, seperti yang dilakukan Mg (OH) ₂ atau brucite.

Obat

Al (OH) ₃ juga merupakan penetral keasaman, bereaksi dengan HCl dalam sekresi lambung; sekali lagi, mirip dengan Mg (OH) ₂ dalam susu magnesia.

Kedua hidroksida sebenarnya dapat dicampur dalam antasida yang berbeda, digunakan untuk meringankan gejala orang yang menderita maag atau tukak lambung.

Adsorben

Ketika dipanaskan di bawah titik lelehnya, aluminium hidroksida berubah menjadi alumina aktif (serta karbon aktif). Zat padat ini digunakan sebagai adsorben untuk molekul yang tidak diinginkan, baik itu zat pewarna, pengotor, atau gas pencemar.

Resiko

Resiko yang ditimbulkan aluminium hidroksida bukan karena sebagai zat padat, tetapi sebagai obat. Tidak memerlukan protokol atau peraturan untuk menyimpannya, karena tidak bereaksi kuat dengan oksidator, dan tidak mudah terbakar.

Ketika tertelan dalam antasida yang tersedia dari apotek, efek samping yang tidak diinginkan dapat terjadi, seperti sembelit dan penghambatan fosfat di usus. Juga, dan meskipun tidak ada penelitian untuk membuktikannya, hal itu dikaitkan dengan gangguan neurologis seperti penyakit Alzheimer.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Aluminium hidroksida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2019). Aluminium hidroksida. Database PubChem. CID = 10176082. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Danielle Reid. (2019). Aluminium Hidroksida: Formula & Efek Samping. Belajar. Diperoleh dari: study.com
5. Robert Schoen & Charles E. Roberson. (1970). Struktur aluminium hidroksida dan implikasi geokimia. The American Mineralogist, Vol 55.
6. Vitaly P. Isupov & col. (2000). Sintesis, Struktur, Sifat, dan Aplikasi Senyawa Interkalasi Aluminium Hidroksida. Kimia untuk Pembangunan Berkelanjutan 8.121-127.
7. Narkoba. (24 Maret 2019). Efek Samping Aluminium Hidroksida. Diperoleh dari: drugs.com