Hydrotalcit

Hydrotalcite Kategori  V  : carbonater og nitrater
Hydrotalcite med serpentin , Snarum, Modum , Buskerud , Norge . Størrelse: 8,4 x 5,2 x 4,1 cm
Generel
Strunz klasse	5.DA.50 5 KARBONATER (NITRATER)  5.D karbonater med yderligere anioner, med H2O   5.DA Med mellemstore kationer    5.DA.50 Desautelsite Mg6Mn +++ 2 (CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Rumgruppe R 3m eller R 3m punktgruppen Trig    5.DA.50 Comblainite Ni ++ 6CO +++ 2 (CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Space Group R 3m punktgruppen 3 2 / m    5.DA.50 Hydrotalcit Mg6Al2 ( CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Space Group R 3m punktgruppen 3 2 / m    5.DA.50 Pyroaurite Mg6Fe +++ 2 (CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Space Group R 3m punktgruppen 3 2 / m    5.DA.50 Reevesite Ni6Fe +++ 2 (CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Space Group R 3m punktgruppen 3 2 / m    5.DA.50 Stichtite Mg6Cr2 (CO3) (OH) 16 • 4 (H2O) Space Group R 3m punktgruppen 3 2 / m    5.DA.50 Takovite Ni6Al2 (OH) 16 (CO3, OH) • 4 (H2O) Space Group R 3m punktgruppen 3 2 / m
Dana's klasse	16b.06.02.01 16b. Carbonater indeholdende hydroxylanion eller halogener
Kemisk formel	Mg 6 Al 2 CO 3 (OH) 16 4 (H 2 O)
Identifikation
Farve	Hvid med mulige brunlige pletter
Krystalklasse og rumgruppe	Polytype 3R: Sekskantet scalenohedral ( 3 m) HM  : ( 3 2 / m) Polytype 2H: Dihexagonal dipyramidal (6 / mmm)
Krystal system	Polytype 3R: Trigonal polytype 2H: Hexagonal
Bravais-netværk	a = 3,065 Å , c = 23,07 Å ; Z = 3
Spaltning	{0001}, perfekt
Habitus	flade subhedrale, lamellære fibrøse, sjældent euhedrale prismatiske krystaller; ofte folieret, massiv
Mohs skala	2
Linie	hvid
Glimte	Satin til fedtet eller voksagtig
Optiske egenskaber
Brydningsindeks	n ω = 1,511 - 1,531 n ε = 1,495 - 1,529
Dobbeltbrydning	Uniaxial (-) δ = 0,016
Gennemsigtighed	Gennemsigtig
Kemiske egenskaber
Massefylde	2,03 - 2,09
Enheder af SI & STP, medmindre andet er angivet.

Den hydrotalcit er et lagdelt dobbelthydroxid , hvis navn kommer fra dens lighed med talkum (dog med en stor mængde vand indeholdt). Hydrotalcitter indeholder ioner af di (M et 2+ eller M II ) og trivalent (M b 3+ eller M III ) metaller henholdsvis og X i- er en anion .

Deres almene formel er M en 2+ M b 3+ (OH) 2a + 2b - (X i- ) b / i , yH 2 O)

I lamellare dobbelte hydroxider , en del af den divalente metal er substitueret med en trivalent metal hvilket således genererer en positiv ladning på lagene. Den ladningstætheden er proportional med forholdet y = M III / (M II + M III ). De ordnede positive lag adskilles fra hinanden ved et uordnet lag bestående af anioner og vandmolekyler , hvilket sikrer strukturens elektriske neutralitet.

Struktur

Lagene i strukturen kan stables på forskellige måder for at danne en rhombohedral type struktur (polytype 3R) eller ellers en sekskantet struktur (polytype 2H), der mere præcist kaldes manasseite .

Samhørigheden af ​​den lamellære struktur skyldes på den ene side elektrostatiske interaktioner mellem de iltede metalplader og anionerne og på den anden side et netværk af hydrogenbindinger, der etableres mellem vandmolekylerne, de interlamellare anioner og hydroxylgrupperne i foldere .

Den resulterende struktur har derfor positive og negative lag, der skifter. Som i andre kemisk lignende forbindelser er anionerne til stede i mellemlaget (mellem lagene af hydroxidtypen ), nemlig carbonaterne , svagt bundet, hvilket gør det muligt for denne type materiale at have den anionbytterkapacitet, der anvendes inden for heterogen katalyse i for at forbedre de anvendte faste stoffer. Hydrotalcit blev opdaget i 1842 i en serpentin - magnesitaflejring i Snarum, Modum, Buskerund i Norge . Det forekommer som et serpentinændringsmineral i forbindelse med serpentin, dolomit og hæmatit .

brug

Med krystallografiens fremskridt er det en kemisk forbindelse, hvis interesse blev undersøgt igen i 1990'erne, især i sin krystallinske form:

• Hydrotalcit er blevet undersøgt som et potentielt iodid middel i for at fælde iod 129 , som har en lang levetid ( t 1/2 = 15,7 millioner år) (og andre fissionsprodukter såsom 79 Se (t 1/2 = 295 tusind år) og 99 Tc (t 1/2 = 211.000 år)) til stede i brugt nukleart brændsel. Desværre erstatter carbonatanioner let iodid i interfoliarummet. En anden vanskelighed, der rejses i søgen efter en jod-getter til radioaktivt affald, er den langsigtede stabilitet af detekteringsmidlet, som skal overleve på geologiske tidsskalaer . Lamellare dobbelthydroxider er også velkendte for deres anionbytteregenskaber.

• Hydrotalcit bruges også som en surhedsregulator .

• I det mindste siden 1990'erne er en anvendelse inden for området for heterogen katalyse også blevet undersøgt og testet på grund af hydrotalcites forurenende adsorptionsegenskaber samt deres fysisk-kemiske egenskaber (efter varmebehandling) for at opnå en stor specifik overflade såvel som spinel arter meget efterspurgte inden for det katalytiske felt. Test har især vedrørt syntese af biodiesler . De kunne især være pålidelige, stabile og genanvendelige katalysatorer til visse kemiske synteser (f.eks. Cyanoethylering af alkoholer).

• Ambrogi og en. estimerede i 2001, at visse forbindelser i denne familie kunne have en medicinsk interesse (integration i visse antiinflammatoriske lægemidler ).
  I farmakopéen har de været eller er stadig i nogle lande brugt mod visse tarmlidelser, herunder diarré (i Frankrig under handelsnavnet Actapulgite, også til stede i kombination i Gastropulgite.

Dette ler blev tilføjet (sammen med 11 andre lægemidler) i 2020 til den sorte liste over lægemidler med uforholdsmæssige bivirkninger i forhold til deres lave effektivitet eller mildhed i den kliniske situation, hvori de er godkendt (liste offentliggøres årligt af medicinsk tidsskrift Prescribe ); Det samme gælder for diosmektit ( Smecta eller andet), attapulgit (solgt i Frankrig under navnet Actapulgite, og også til stede i tilknytning til Gastropulgite ), beidellitisk montmorillonit alias monmectite ( Bedelix , eller i kombination i Gelox ) og kaolin (i kombination i Gastropax og neutroser ), som også ofte indeholder for meget bly, en kilde til risiko for blyforgiftning .

Noter og referencer

1. Den klassifikation af mineraler valgt er , at af Strunz , med undtagelse af polymorfer af silica, som er klassificeret blandt silicater.
2. Miyata, S. (1983). Anionbytteregenskaber af hydrotalcitlignende forbindelser . Clays Clay Miner, 31 (4), 305-311, PDF, 7 s
3. Bellotto, M., Rebours, B., Clause, O., Lynch, J., Bazin, D., & Elkaïm, E. (1996). En genundersøgelse af hydrotalcitkrystalkemi. Journal of Physical Chemistry, 100 (20), 8527-8534.
4. Rao, KK, Gravelle, M., Valente, JS, og Figueras, F. (1998). Aktivering af Mg - Al hydrotalcitkatalysatorer til aldolkondensationsreaktioner . Journal of Catalysis, 173 (1), 115-121.
5. Cantrell, DG, Gillie, LJ, Lee, AF og Wilson, K. (2005). Struktur-reaktivitetskorrelationer i MgAl hydrotalcitkatalysatorer til biodieselsyntese. Anvendt katalyse A: Generelt, 287 (2), 183-190 ( abstrakt ).
6. Kumbhar, P. (1998). Modificeret Mg - Al hydrotalcit: en meget aktiv heterogen basekatalysator til cyanoethylering af alkoholer . 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., & Perioli, L. (2001). Interkaleringsforbindelser af hydrotalcitlignende anioniske ler med antiinflammatoriske midler - I. Intercalation og in vitro frigivelse af ibuprofen. International Journal of Pharmaceutics, 220 (1), 23-32.
8. Stéphanie ALEXANDRE, "  Listen over 105 stoffer, der skal undgås i 2020  ", Le Figaro ,29. november 2019( læs online , hørt den 27. november 2020 )

Se også

Relaterede artikler

• Fougèrite
• Brucite
• Magnesium
• Ligevægtskonstant
• Ionbytter

Bibliografi

• Reichle, WT (1986). Syntese af anioniske lermineraler (blandet metalhydroxider, hydrotalcit) . Solid State Ionics, 22 (1), 135-141.
• Hernandez-Moreno, MJ, Ulibarri, MA, Rendon, JL, & Serna, CJ (1985). IR-karakteristika for hydrotalcitlignende forbindelser . Fysik og kemi af mineraler, 12 (1), 34-38.
• Suzuki, E., & Ono, Y. (1988). Aldolkondensationsreaktion mellem formaldehyd og acetone over varmebehandlet syntetisk hydrotalcit og hydrotalcitlignende forbindelser . Bull Chem Soc Jpn, 61, 1008-1010.
• AM Chanda, B. (1999). One-pot-syntese af coumariner. Katalyse med den faste base, calcineret Mg-Al hydrotalcit. Grøn kemi, 1 (3), 163-165.
• (en) HN Jow , RC Moore, KB Helean, S. Mattigod, M. Hochella, AR Felmy, J. Liu, K. Rosso, G. Fryxell, J. Krumhansl (2005). “Yucca Mountain Project-Science & Technology Radionuclide Absorbers Development Program Overview”, Yucca Mountain Project, Las Vegas, Nevada (US). 

• (en) S. Kaufhold , "  Om den mulige opgradering af bentonit med hensyn til iodidretentionskapacitet  " , Applied Clay Science , bind.  35, n knogle  1-2,2007, s.  39–46 ( DOI  10.1016 / j.clay.2006.08.001 )

• (en) JL Krumhansl , “  Technetium getters in the near overflate environment  ” , Migration Conference , bind.  99,2000

• (en) JL Krumhansl , JD Pless, JB Chwirka, KC Holt (2006). “Yucca Mountain Project getter-programresultater (år 1) I-I29 og andre anioner af bekymring”, SAND2006-3869, Yucca Mountain Project, Las Vegas, Nevada. 

• (en) SV Mattigod , “  Evaluering af nye getters til adsorption af radiojod fra grundvand og affaldsglasvask  ” , Radiochimica Acta , vol.  91, nr .  9,2003, s.  539–546 ( DOI  10.1524 / ract.91.9.539.20001 )

• (en) SV Mattigod , RJ Serne, GE Fryxell (2003). “Udvælgelse og test af getters til adsorption af iod-129 og technetium-99: en gennemgang”, PNNL-14208, Pacific Northwest National Lab., Richland, WA (US). 

• (en) RC Moore , WW Lukens (2006). ”Workshop om udvikling af radionuklidoptagere til Yucca Mountain-affaldsregisteret: procedurer. ”, SAND2006-0947, Sandia National Laboratories. 

• (da) JD Pless , "  Jodsekvestrering ved hjælp af delafossitter og lagdelte hydroxider  " , Environmental Chemistry Letters , bind.  5, nr .  22007, s.  85–89 ( DOI  10.1007 / s10311-006-0084-8 )

• G. Stucky , HM Jennings, SK Hodson, konstruerede cementholdige forurenende barrierer og deres fremstillingsmetode , Google Patenter,1992