Fluorur d'alumini

compost químic

El fluorur d'alumini (AlF₃) és un compost inorgànic que s'usa principalment en la producció d'alumini. Aquest sòlid incolor es pot preparar sintèticament, però també es presenta a la natura com a mineral com per exemple la rosenbergita (trihidratat) i l'oskarssonita (no hidratat).[1]

Infotaula de compost químicFluorur d'alumini
Substància químicacompost químic i tipus d'entitat química Modifica el valor a Wikidata
Massa molecular83,977 Da Modifica el valor a Wikidata
Estructura química
Fórmula químicaAlF₃ Modifica el valor a Wikidata
SMILES canònic
Model 2D
F[Al](F)F Modifica el valor a Wikidata
Identificador InChIModel 3D Modifica el valor a Wikidata
NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response () Modifica el valor a Wikidata

ProduccióModifica

La majoria del fluorur d'alumini es produeix en tractar la alúmina amb àcid fluorhídric gasós a 700 °C.[2] També es pot usar àcid fluorosilícic per fabricar fluorur d'alumini: H₂SiF₆ + Al₂O₃ 3H₂O → 2AlF₃ + 3SiO₂ + 4H₂O[3]

Alternativament, es fabrica per descomposició tèrmica de hexafluoroaluminat d'amoni.[4] Per preparacions de laboratori a petita escala, l'AlF₃ també pot preparar tractant hidròxid d'alumini o alumini metàl·lic amb fluorur d'hidrogen.

EstructuraModifica

La seva estructura adopta la forma del triòxid de reni, amb octaedres AlF₆ distorsionats. Cada fluor està connectat a dos centres d'alumini. A causa de la seva estructura polimèrica tridimensional, l'AlF₃ té un alt punt de fusió. Els altres trihalurs d'alumini en estat sòlid presenten estructures diferents: l'AlCl₃ té una estructura de capa i AlBr₃ i AlI₃ són dímers moleculars.[2] També tenen baixos punts de fusió i s'evaporen fàcilment per a produir dímers. En la fase gasosa el fluorur d'alumini es troba en forma de molècules trigonals de simetria D₃H. Les longituds dels enllaços Al-F d'aquesta molècula gasosa són 163 pm.[5]

AplicacionsModifica

El fluorur d'alumini és un additiu important per a la producció d'alumini per electròlisi.[2] Juntament amb la criolita, redueix el punt de fusió per sota dels 1000 °C i augmenta la conductivitat de la solució. És en aquesta sal fosa on es dissol l'òxid d'alumini i després s'electrolitza per donar alumini metàl·lic.[4]

Els complexos de fluorur d'alumini s'utilitzen per estudiar els aspectes mecànics de les reaccions de fosforilació en biologia, que són d'importància fonamental per a les cèl·lules, ja que els anhídrids d'àcid fosfòric com l'ATP i el GTP controlen la majoria de les reaccions involucrades en el metabolisme, el creixement i la diferenciació.[6] L'observació que el fluorur d'alumini pot unir-se i activar proteïnes G heterotrimèriques ha demostrat ser útil per a l'estudi de l'activació de la proteïna G in vivo, per a l'elucidació d'estructures tridimensionals de diverses GTPases i per comprendre el mecanisme bioquímic de la hidròlisi de GTP incloent-hi el paper de les proteïnes activadores de GTPasa.[7]

SeguretatModifica

La dosi letal oral de l'animal reportada amb fluorur d'alumini (DL50) és de 0,1 g/kg.[8] L'exposició repetida o prolongada per inhalació pot causar asma i pot tenir efectes en els ossos i el sistema nerviós, el que ocasiona alteracions òssies (fluorosi) i deteriorament del sistema nerviós.

Molts dels efectes neurotòxics del fluorur es deuen a la formació de complexos de fluorur d'alumini, que imiten l'estructura química d'un fosfat i influeixen en l'activitat de les fosfohidrolases ATP i la fosfolipasa D d'ATP. Només es necessiten concentracions micromolars d'alumini per formar fluorur d'alumini.[9]

L'exposició humana a l'fluorur d'alumini pot ocórrer en un entorn industrial, com les emissions d'un procés de reducció d'alumini,o quan una persona ingereix una font de fluorur (per exemple, fluorur en aigua potable o residus de pesticides a base de fluorur) i una font d'alumini; les fonts d'exposició humana a l'alumini inclouen aigua potable, te, residus d'aliments, preparats per a lactants, antiàcids o medicaments que contenen alumini, desodorants, cosmètics i cristalleria.[9] Els productes químics de fluorització també poden contenir fluorur d'alumini.[10] Les dades sobre els efectes neurotòxics potencials de l'exposició crònica a les espècies d'alumini que hi ha a l'aigua són limitats.

ReferènciesModifica

  1. «Óskarssonite» (en anglès). Mindat. [Consulta: 14 abril 2019].
  2. 2,0 2,1 2,2 {{{títol}}}. 2a edició. títol=Chemistry of the elements|url=https://trove.nla.gov.au/version/45643036%7Ceditorial=Oxford ; Boston : Butterworth-Heinemann|data=1997|isbn=9780080501093|llengua=anglès|nom=N. N.|cognom=Greenwood|nom2=Alan|cognom2=Earnshaw}}
  3. Dreveton, Alain «Manufacture of Aluminium Fluoride of High Density and Anhydrous Hydrofluoric Acid from Fluosilicic Acid» (en anglès). Procedia Engineering, 46, 2012, pàg. 255–265. DOI: 10.1016/j.proeng.2012.09.471.
  4. 4,0 4,1 Aigueperse, Jean; Mollard, Paul; Devilliers, Didier; Chemla, Marius; Faron, Robert. Fluorine Compounds, Inorganic (en anglès). Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2000-06-15. DOI 10.1002/14356007.a11_307. ISBN 9783527306732. 
  5. Wiberg, Egon.. Inorganic chemistry. 1st English ed.. San Diego: Academic Press, 2001. ISBN 0123526515. 
  6. Wittinghofer, Alfred «Signaling mechanistics: Aluminum fluoride for molecule of the year» (en anglès). Current Biology, 7, 11, 1997-11, pàg. R682–R685. DOI: 10.1016/S0960-9822(06)00355-1.
  7. Vincent, S.; Brouns, M.; Hart, M. J.; Settleman, J. «Evidence for distinct mechanisms of transition state stabilization of GTPases by fluoride» (en anglès). Proceedings of the National Academy of Sciences, 95, 5, 03-03-1998, pàg. 2210–2215. DOI: 10.1073/pnas.95.5.2210. ISSN: 0027-8424.
  8. «ALUMINUM FLUORIDE - National Library of Medicine HSDB Database». [Consulta: 14 abril 2019].
  9. 9,0 9,1 Fluoride in drinking water : a scientific review of EPA's standards. Washington, D.C.: National Academies Press, 2006. ISBN 0309657997. 
  10. Mullenix, Phyllis J. «A new perspective on metals and other contaminants in fluoridation chemicals» (en anglès). International Journal of Occupational and Environmental Health, 20, 2, 2014-6, pàg. 157–166. DOI: 10.1179/2049396714Y.0000000062. ISSN: 1077-3525. PMC: PMC4090869. PMID: 24999851.