Hidrotalcit

Hidrotalcit Categoria  V  : carbonați și nitrați
Hidrotalcit cu serpentină , Snarum, Modum , Buskerud , Norvegia . Dimensiune: 8,4 x 5,2 x 4,1 cm
General
Clasa Strunz	5.DA.50 5 CARBONAȚI (  NITRATI ) 5.D Carbonati cu anioni suplimentari, cu H2O   5.DA Cu cationi de dimensiuni medii    5.DA.50 Desautelsite Mg6Mn +++ 2 (CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Grup spațial R 3m sau R 3m Point Group Trig    5.DA.50 Comblainite Ni ++ 6Co +++ 2 (CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Space Group R 3m Point Group 3 2 / m    5.DA.50 Hydrotalcite Mg6Al2 ( CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Grup spațial R 3m Punct grup 3 3 / m    5.DA.50 Pyroaurite Mg6Fe +++ 2 (CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Grup spațial R 3m Punct grup 3 2 / m    5.DA.50 Reevesite Ni6Fe +++ 2 (CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Grup spațial R 3m Punct grup 3 3 / m    5.DA.50 Stichtite Mg6Cr2 (CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Grup spațial R 3m Grup punct 3 3 / m    5.DA.50 Takovite Ni6Al2 (OH) 16 (CO3, OH) • 4 (H2O) Grup spațial R 3m Grup punct 3 3 / m
Clasa Danei	16b.06.02.01 16b. Carbonati care contin anion hidroxil sau halogeni
Formula chimica	Mg 6 Al 2 CO 3 (OH) 16 4 (H 2 O)
Identificare
Culoare	Alb cu posibile pete maronii
Clasa de cristal și grupul spațial	Politipul 3R: Scalenoedru hexagonal ( 3 m) HM  : ( 3 2 / m) Politipul 2H: Dipiramidal dihexagonal (6 / mmm)
Sistem de cristal	Polytype 3R: Trigonal Polytype 2H: Hexagonal
Rețeaua Bravais	a = 3.065 Å , c = 23.07Å; Z = 3
Clivaj	{0001}, perfect
Habitus	cristale prismatice subedrice aplatizate, lamelar-fibroase, rareori euedrice; adesea foliat, masiv
Scara Mohs	2
Linia	alb
Scânteie	Satinat până la gras sau ceros
Proprietati optice
Indicele de refracție	n ω = 1.511 - 1.531 n ε = 1.495 - 1.529
Birirefringe	Uniaxial (-) δ = 0,016
Transparenţă	Transparent
Proprietăți chimice
Densitate	2.03 - 2.09
Unități de SI & STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel.

Hidrotalcit este un hidroxid dublu stratificat , al cărui nume provine din asemanarea cu talc (cu toate acestea , o mare cantitate de apă conținută). Hidrotalcitele conțin ioni de metale di (M a 2+ sau M II ) și respectiv trivalente (M b 3+ sau M III ), iar X i- este un anion .

Formula lor generală este M a 2+ M b 3+ (OH) 2a + 2b - (X i- ) b / i , yH 2 O)

În hidroxizii dubli lamelari, o fracțiune din metalul divalent este substituită de un metal trivalent generând astfel o sarcină pozitivă pe straturi. Densitatea sarcinii este proporțională cu raportul y = M III / (M II + M III ). Straturile pozitive ordonate sunt separate între ele printr-un strat dezordonat format din anioni și molecule de apă , care asigură neutralitatea electrică a structurii.

Structura

Straturile structurii pot fi stivuite în moduri diferite, astfel încât să se formeze o structură de tip romboedru (politipul 3R) sau, altfel, o structură de tip hexagonal (politipul 2H) care se numește mai precis manasseită .

Coeziunea structurii lamelare rezultă, pe de o parte, din interacțiunile electrostatice dintre foile metalice oxigenate și anioni și, pe de altă parte, dintr-o rețea de legături de hidrogen stabilite între moleculele de apă, anionii interlamelari și grupurile hidroxil ale pliantelor. .

Prin urmare, structura rezultată are straturi pozitive și negative care alternează. Ca și în alți compuși similari din punct de vedere chimic, anionii prezenți în stratul intermediar (între foile de tip hidroxid ) și anume carbonații sunt slab legați, ceea ce permite acestui tip de material să aibă capacitatea de schimb de anioni care este utilizată în domeniul catalizei eterogene în pentru a îmbunătăți solidele utilizate. Hidrotalcitul a fost descoperit în 1842 într-un depozit de serpentină - magnezit la Snarum, Modum, Buskerund, în Norvegia . Apare ca un mineral de alterare a serpentinei în asociere cu serpentina, dolomitul și hematitul .

utilizare

Odată cu progresul cristalografiei , este un compus chimic al cărui interes a fost reexaminat în anii 1990, în special în forma sa cristalină:

• Hidrotalcitul a fost studiat ca un potențial eliminator de iodură pentru a prinde iodul 129, care are o durată lungă de viață ( t 1/2 = 15,7 milioane de ani) (și alți produse de fisiune, cum ar fi 79 Se (t 1/2 = 295.000 de ani) și 99 Tc (t 1/2 = 211.000 ani)) prezent în combustibilul nuclear uzat. Din păcate, anionii carbonatici înlocuiesc cu ușurință iodura în spațiul interfoliar. O altă dificultate ridicată în căutarea unui acumulator de iod pentru deșeuri radioactive este stabilitatea pe termen lung a agentului de detectare care trebuie să supraviețuiască pe scări de timp geologice . Hidroxizii dubli lamelari sunt, de asemenea, bine cunoscuți pentru proprietățile lor de schimb de anioni.

• Hidrotalcitul este, de asemenea, utilizat ca regulator de aciditate .

• Cel puțin din anii 1990, o utilizare în domeniul catalizei eterogene a fost, de asemenea, studiată și testată din cauza proprietăților de adsorbție a poluanților hidrotalcitelor, precum și a proprietăților lor fizico-chimice (după tratamentul termic) pentru a obține o suprafață specifică mare , precum și spinel specie foarte căutată în domeniul catalitic. Testele s-au referit în special la sinteza biodieselurilor . Ar putea fi în special catalizatori fiabili, stabili și reutilizabili pentru anumite sinteze chimice (cianoetilarea alcoolilor, de exemplu).

• Ambrogi și a. în 2001 estimează că anumiți compuși din această familie ar putea avea un interes medical (integrarea în anumite medicamente antiinflamatoare ).
  În farmacopee, acestea au fost sau sunt încă în unele țări utilizate împotriva anumitor tulburări intestinale, inclusiv diareea (în Franța sub denumirea comercială Actapulgite, prezentă, de asemenea, în combinație, în Gastropulgita.

Această argilă a fost adăugată (împreună cu alte 11 medicamente) în 2020 la lista neagră a medicamentelor cu efecte nedorite disproporționate față de eficacitatea lor scăzută sau de blândețea situației clinice în care sunt autorizate (listă publicată anual de revista medicală Prescribe ); Același lucru este valabil și pentru diosmectită ( Smecta sau altele), attapulgită (vândută în Franța sub numele de Actapulgite și prezente, de asemenea, în asociere, în Gastropulgită ), monmectită alias montmorillonit beidelitic ( Bedelix sau în combinație în Gelox ) și caolin (în combinație în Gastropax și Neutroze ) care conțin adesea prea mult plumb, o sursă de risc de otrăvire cu plumb .

Note și referințe

1. Clasificarea mineralelor alese este aceea de Strunz , cu excepția polimorfi de siliciu, care sunt clasificate în rândul silicați.
2. Miyata, S. (1983). Proprietăți de schimb anionic ale compușilor asemănători hidrotalcitelor . Clays Clay Miner, 31 (4), 305-311, PDF, 7 pp
3. Bellotto, M., Rebours, B., Clause, O., Lynch, J., Bazin, D. și Elkaïm, E. (1996). O reexaminare a chimiei cristalelor de hidrotalcit. Jurnalul de chimie fizică, 100 (20), 8527-8534.
4. Rao, KK, Gravelle, M., Valente, JS și Figueras, F. (1998). Activarea catalizatorilor de hidrotalcit Mg-Al pentru reacții de condensare aldolică . Journal of Catalysis, 173 (1), 115-121.
5. Cantrell, DG, Gillie, LJ, Lee, AF și Wilson, K. (2005). Corelații structură-reactivitate în catalizatori de hidrotalcit MgAl pentru sinteza biodieselului. Cataliză aplicată A: General, 287 (2), 183-190 ( rezumat ).
6. Kumbhar, P. (1998). Hidrotalcit Mg-Al modificat: un catalizator de bază eterogen foarte activ pentru cianoetilarea alcoolilor . Chemical Communications, (10), 1091-1092 ( http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1998/cc/a801872c/unauth#!divAbstract abstract])
7. Ambrogi, V., Fardella, G., Grandolini, G. și Perioli, L. (2001). Compuși de intercalație a argilelor anionice asemănătoare hidrotalcitelor cu agenți antiinflamatori - I. Intercalarea și eliberarea in vitro a ibuprofenului. Jurnalul Internațional de Farmaceutică, 220 (1), 23-32.
8. Stéphanie ALEXANDRE, „  Lista celor 105 medicamente de evitat în 2020  ”, Le Figaro ,29 noiembrie 2019( citiți online , consultat la 27 noiembrie 2020 )

Vezi și tu

Articole similare

• Fougèrite
• Brucite
• Magneziu
• Constanta de echilibru
• Schimbător de ioni

Bibliografie

• Reichle, WT (1986). Sinteza mineralelor argiloase anionice (hidroxizi metalici amestecați, hidrotalcit) . Ionice în stare solidă, 22 (1), 135-141.
• Hernandez-Moreno, MJ, Ulibarri, MA, Rendon, JL și Serna, CJ (1985). Caracteristicile IR ale compușilor asemănători hidrotalcitelor . Fizica și chimia mineralelor, 12 (1), 34-38.
• Suzuki, E. și Ono, Y. (1988). Reacție de condensare a aldolului între formaldehidă și acetonă peste hidrotalcit sintetic tratat termic și compuși asemănători cu hidrotalcit . Bull Chem Soc Jpn, 61, 1008-1010.
• AM Chanda, B. (1999). Sinteza unui cum de cumarine. Cataliză prin baza solidă, hidrotalcit Mg-Al calcinat. Chimie verde, 1 (3), 163-165.
• (ro) HN Jow , RC Moore, KB Helean, S. Mattigod, M. Hochella, AR Felmy, J. Liu, K. Rosso, G. Fryxell, J. Krumhansl (2005). „Prezentare generală a proiectului Yucca Mountain-Science & Technology Radionuclide Absorbers Development Program”, Yucca Mountain Project, Las Vegas, Nevada (SUA). 

• (ro) S. Kaufhold , „  Despre posibila modernizare a bentonitei în ceea ce privește capacitatea de retenție a iodurii  ” , Applied Clay Science , vol.  35, n os  1-2,2007, p.  39–46 ( DOI  10.1016 / j.clay.2006.08.001 )

• (ro) JL Krumhansl , „  Technetium getters in the surface surface environment  ” , Migration Conference , vol.  99,2000

• (ro) JL Krumhansl , JD Pless, JB Chwirka, KC Holt (2006). „Rezultatele programului Yucca Mountain Project (Anul 1) I-I29 și alți anioni de îngrijorare”, SAND2006-3869, Yucca Mountain Project, Las Vegas, Nevada. 

• (ro) SV Mattigod , „  Evaluarea noilor getters pentru adsorbția radioiodului din apele subterane și deșeurile de sticlă uzată  ” , Radiochimica Acta , vol.  91, nr .  9,2003, p.  539–546 ( DOI  10.1524 / ract.91.9.539.20001 )

• (ro) SV Mattigod , RJ Serne, GE Fryxell (2003). „Selectarea și testarea getters pentru adsorbția de iod-129 și technetium-99: o revizuire”, PNNL-14208, Pacific Northwest National Lab., Richland, WA (SUA). 

• (ro) RC Moore , WW Lukens (2006). „Atelier de lucru cu privire la dezvoltarea getters de radionuclizi pentru depozitul de deșeuri din Muntele Yucca: proceduri. ”, SAND2006-0947, Laboratoarele Naționale Sandia. 

• (ro) JD Pless , „  Sechestrarea iodului folosind delafossite și hidroxizi stratificați  ” , Environmental Chemistry Letters , vol.  5, n o  22007, p.  85–89 ( DOI  10.1007 / s10311-006-0084-8 )

• G. Stucky , HM Jennings, SK Hodson, Bariere de contaminare cu ciment proiectate și metoda lor de fabricație , Google Brevete,1992