Фосфат алюминия

Фосфат алюминия
Общие
Систематическое наименование	Фосфат алюминия​(III)​
Традиционные названия	Фосфат алюминия нейтральный, "триалюминийфосфат", ортофосфат алюминия, алюминий фосфорнокислый (орто-), трёхзамещённый
Хим. формула	AlPO4
Рац. формула	AlPO4
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	121,95 г/моль
Плотность	2,566 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	1800 °C
Мол. теплоёмк.	93,24 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	−1735 кДж/моль
Удельная теплота испарения	−
Классификация
Рег. номер CAS	7784-30-7
PubChem	16693906 и 64655
Рег. номер EINECS	232-056-9
SMILES	O=P12O[Al](O1)O2
InChI	InChI=1S/Al.H3O4P/c;1-5(2,3)4/h;(H3,1,2,3,4)/q+3;/p-3 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K
RTECS	TB6450000
ChemSpider	58204
Безопасность
ЛД50	6780-36500 мг/кг
Токсичность	6 мг/см³
NFPA 704	0 2 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Фосфат алюминия (ортофосфат алюминия(III), триалюминийфосфат, алюминий фосфорнокислый нейтральный) — AlPO₄, неорганическое соединение, алюминиевая соль фосфорной кислоты. Твёрдое, белое кристаллическое нетоксичное вещество, плохо растворимое в воде. Относится к IV классу опасности. Встречается в природе в виде многочисленных минералов. Образуется в виде студенистого осадка при действии на водорастворимые соли алюминия растворимых фосфатов.

Используется в качестве флюса в производстве керамики, добавки для цемента, высокотемпературного дегидратирующего агента, для выпуска специальных сортов стекла, как катализатор в органическом синтезе. Также применяется как компонент для некоторых разрыхлителей в кондитерском деле и в медицине как антацид.

Нахождение в природе

Белое (в аморфном виде) или бесцветное кристаллическое вещество, существующее в четырёх модификациях, среди которых устойчивы[1]:

• α-AlPO₄ — с гексагональной решёткой (пространственная группа P3₁21), устойчив до 580 °C;

Плотность: 2,64 г/см³, удельная теплоёмкость: 93,2 Дж/(моль·К), стандартная энтальпия образования: −1733 кДж/моль, стандартная энергия Гиббса: −1617 кДж/моль, стандартная энтропия: 90,8 Дж/(моль·K).

• β-AlPO₄ — с гексагональной (580—1047 °C) или кубической (выше 1047 °C) решёткой.

Физические свойства

Соединение плохо растворимо в воде (ПР 9,83⋅10^−10) и спирте, хорошо растворимо в соляной и азотной кислоте[2]. Хуже всего соль растворима в воде при pH 4,07—6,93[3].

При осаждении из водных растворов выпадает в виде аморфного осадка общей формулой AlPO₄•xH₂O. Известны кристаллогидраты, где x = 2; 3,5. Безводную соль можно получить при нагревании фосфата выше 1300 °C.

Кислые фосфаты алюминия

Известны основные и кислые соли фосфата алюминия: Al₂(PO₄)(OH)₃, Al(H₂PO₄)₃, AlH₃(PO₄)₂ и др.

Аугелит

Лазулит

Минералы фосфата алюминия

В природе фосфат алюминия входит в состав следующих многочисленных минералов (список не является исчерпывающим):

• альдерманит: Mg₅Al₁₂(PO₄)₈(OH)₂₂ • 32H₂O
• амблигонит: (Li,Na)AlPO₄(F,OH)
• ахейлит: (Fe^2+,Zn)Al₆(PO₄)₄(OH)₈ • 4H₂O
• аугелит: Al₂(PO₄)(OH)₃
• берлинит: AlPO₄ • xH₂O
• бразилианит: NaAl₃(PO₄)₂(OH)₄
• вантасселит: Al₄(PO₄)₃(OH)₃ • 9H₂O
• варисцит: AlPO₄ • 2H₂O
• воксит: Fe^2+Al₂(PO4)₂(OH)₂ • 6H₂O
• лазулит: (Mg,Fe^2+)Al₂(OH,PO₄)₂
• скорцалит: ((Mg,Fe^2+)Al₂(OH,PO₄)₂)
• таранакит: (K,Na)₃(Al,Fe^3+)₅(PO₄)₂([HPO₄)₆ • 18H₂O
• цириловит: NaFe^3+₃(PO₄)₂(OH)₄ • 2(H₂O)
• чилдренит: (Fe,Mn)AlPO₄(OH)₂ • H₂O
• эосфорит: MnAlPO₄)(OH)₂ • H₂O

Получение и химические свойства

Фосфат алюминия - довольно устойчивое соединение, разлагающееся при температуре выше 2000 °C:

${\displaystyle {\mathsf {2AlPO_{4}\rightarrow Al_{2}O_{3}+P_{2}O_{5}}}}$

Получают нагреванием алюмината натрия с фосфорной кислотой или обменной реакцией сульфата алюминия с водорастворимыми фосфатами:

${\displaystyle {\mathsf {NaAlO_{2}+H_{3}PO_{4}\ {\xrightarrow {t^{\circ }}}\ AlPO_{4}+NaOH+H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2Na_{3}PO_{4}+Al_{2}(SO_{4})_{3}\rightarrow 2AlPO_{4}\!\downarrow +\ 3Na_{2}SO_{4}}}}$

Сферы использования

• В качестве флюса в производстве керамики
• Добавка для цемента.
• Катализатор в органическом синтезе.
• Разрыхлитель в кондитерском деле.
• Антацид, и другие.

Безопасность

Фосфат алюминия неядовит. Среднесмертельная доза (ЛД50) для белых мышей при пероральном введении составляет 6780-36500 мг/кг.

В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 ПДК в рабочей зоне для фосфата алюминия составляет 6 мг/см³.

Примечания

1. Алюминия фосфат // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т. 1. — С. 217—218.
2. Patnaik P. Handbook of Inorganic Chemicals. — McGraw-Hill, 2003. — P. 13—14. — ISBN 0-07-049439-8.
3. Тихонов В.Н. Аналитическая химия алюминия. — Серия «Аналитическая химия элементов». — М.: «Наука», 1971. — С. 17.