Υδροξείδιο του αργιλίου

Ονοματολογία

Η ονομασία των διαφορετικών μορφών του υδροξειδίου του αργιλίου είναι διφορούμενη και δεν υπάρχει γενικό πρότυπο. Και οι τέσσερις πολυμορφισμοί έχουν χημική σύσταση ως τριυδροξείδιο του αργιλίου (ένα άτομο αργιλίου με τρεις ομάδες υδροξειδίου).  
Ο γυψίτης είναι επίσης γνωστός ως υδραργιλίτης ονομασμένο από τις ελληνικές λέξεις νερό και άργιλος.  Η πρώτη ένωση με το όνομα υδραργιλίτης πιστευόταν ότι είναι το υδροξείδιο του αργιλίου, αλλά αργότερα ανακαλύφθηκε ότι είναι το φωσφορικό αργίλιο· παρ'όλα αυτά, και ο γυψίτης και ο υδραργιλίτης χρησιμοποιούνται για να αναφέρονται στον ίδιο πολυμορφισμό του υδροξειδίου του αργιλίου, με τον γυψίτη να χρησιμοποιείται πιο συχνά στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής και τον υδραργιλίτης συχνότερα στην Ευρώπη. Το 1930 αναφέρθηκε ως α-τριένυδρο οξείδιο του αργιλίου σε αντίθεση με το μπαγιερίτη που ονομάστηκε β-τριένυδρο οξείδιο του αργιλίου (οι ονομασίες άλφα και βήτα χρησιμοποιήθηκαν για να διαφοροποιήσουν την πιο συνηθισμένη και τη λιγότερο συνηθισμένη μορφή αντίστοιχα). Το 1957 ένα συμπόσιο για την ονομασία του οξειδίου του αργιλίου προσπάθησε να αναπτύξει ένα γενικό πρότυπο, που είχε ως αποτέλεσμα ο γυψίτης να ονομαστεί γ-Al(OH)₃, ο μπαγιερίτης να γίνει α-Al(OH)₃ και ο νορστραντίτης να ονομαστεί ως Al(OH)₃. Με βάση τις κρυσταλλογραφικές τους ιδιότητες, μια προταθείσα ονοματολογία είναι για τον γυψίτη α-Al(OH)₃, για τον μπαγιερίτη β-Al(OH)₃, και για τα νορστραντίτη και ντοϊλεΐτη (doyleite) να ονομαστούν Al(OH)₃. Σύμφωνα με αυτήν την ονοματολογία, τα α and β προθήματα αναφέρονται στον εξαγωνικό, σε πυκνές δομές και τροποποιημένους ή αφυδατωμένους πολυμερισμούς αντίστοιχα, χωρίς καμία διαφοροποίηση μεταξύ νορντστραντίτη και ντοϊλεΐτη.

Ιδιότητες

Ο γυψίτης έχει μια τυπική δομή υδροξειδίου του μετάλλου με δεσμούς υδρογόνου. Δημιουργείται από διπλά στρώματα των υδροξυλομάδων με τα ιόντα αργιλίου  να καταλαμβάνουν τα δύο τρίτα των οκταεδρικών οπών μεταξύ των δύο στρωμάτων.
Το υδροξείδιο του αργιλίου είναι επαμφοτερίζον. Διαλύεται σε οξύ, σχηματίζοντας [Al(H₂O)₆]³⁺ (εξαένυδρο αργίλιο) ή τα προϊόντα υδρόλυσης του. Διαλύεται επίσης σε ισχυρά αλκάλεα, σχηματίζοντας [Al(OH)₄]⁻.

Παραγωγή

Ουσιαστικά όλο το χρησιμοποιούμενο εμπορικά υδροξείδιο του αργιλίου παρασκευάζεται με τη διεργασία Μπάγιερ που εμπεριέχει τη διάλυση του βωξίτη σε υδροξείδιο του νατρίου σε θερμοκρασία μέχρι 270 °C (518 °F). Το στερεό που απομένει, που είναι μια κόκκινη λάσπη, διαχωρίζεται και το υδροξείδιο του αργιλίου καθιζάνει από το εναπομένον διάλυμα. Αυτό το υδροξείδιο του αργιλίου μπορεί να μετατραπεί σε οξείδιο του αργιλίου με πύρωση.
Η κόκκινη λάσπη είναι επιβλαβής στο περιβάλλον και πολύ τοξική. Αποθηκεύεται συνήθως σε μεγάλες τεχνητές λίμνες. Αυτό οδήγησε στη διαρροή τοξικής λάσπης στην Ουγγαρία το 2010, σκοτώνοντας εννέα ανθρώπους και τραυματίζοντας 122. Το φράγμα που συγκρατούσε την κόκκινη λάσπη εξερράγη, με αποτέλεσμα την μόλυνση μεγάλων περιοχών γης και υδάτων.

Χρήσεις

Η ετήσια παραγωγή είναι περίπου 100 εκατομμύρια τόνοι, και πάνω από 90% της παραγωγής μετατρέπεται σε οξείδιο του αργιλίου που χρησιμοποιείται στην παρασκευή του μετάλλου αργιλίου.
Οι κυριότερες άλλες χρήσεις του υδροξειδίου του αργιλίου είναι ως πρώτη ύλη για την κατασκευή άλλων ενώσεων του αργιλίου: ειδικά πυρωμένα οξείδια του αργιλίου, θειικό αργίλιο, χλωριούχο πολυαργίλιο, χλωριούχο αργίλιο, ζεόλιθοι, αργιλικό νάτριο, ενεργοποιημένο οξείδιο του αργιλίου, νιτρικό αργίλιο.

Επιβραδυντής φωτιάς

Το υδροξείδιο του αργιλίου χρησιμοποιείται επίσης ως πληρωτής επιβραδυντικού φωτιάς σε εφαρμογές πολυμερών με παρόμοιο τρόπο όπως το υδροξείδιο του μαγνησίου και μείγματα από χουντίτη και υδρομαγνησίτη. Αποσυντίθεται στους περίπου 180 °C (356 °F), απορροφώντας μια σημαντική ποσότητα θερμότητας στη διεργασία και εκπέμποντας υδρατμούς. Πέρα από τη συμπεριφορά του ως επιβραδυντικού φωτιάς, είναι πολύ αποτελεσματικό ως κατασταλτικό καπνού σε ένα ευρύ φάσμα πολυμερών και ειδικότερα σε πολυεστέρες, ακρυλικά, αιθυλενίου-οξικού βινυλίου, εποξικά, PVC και ελαστικά.

Φαρμακευτική

Με το γενικό όνομα algeldrate, το υδροξείδιο του αργιλίου χρησιμοποιείται ως αντιόξινο. Τα εμπορικά ονόματα περιλαμβάνουν Alu-Cap, Aludrox, Gaviscon ή Pepsamar. Αντιδρά με την περίσσεια του οξέος στο στομάχι, μειώνοντας την οξύτητα του περιεχομένου του στομάχου, που μπορεί να ανακουφίσει τα συμπτώματα του έλκους, καούρας ή δυσπεψίας. Μπορεί όμως να προκαλέσει δυσκοιλιότητα και γι' αυτό χρησιμοποιείται συχνά με υδροξείδιο του μαγνησίου ή ανθρακικό μαγνήσιο, που έχουν αντισταθμιστικά καθαρτικά αποτελέσματα. Αυτή η ένωση χρησιμοποιείται επίσης για να ελέγξει τα επίπεδα φωσφορικών (φωσφόρου) στο αίμα ατόμων που υποφέρουν από νεφρική ανεπάρκεια.
Το καταβυθισμένο υδροξείδιο του αργιλίου περιλαμβάνεται ως ενισχυτικό σε μερικά εμβόλια (π.χ. εμβόλιο του άνθρακα). Ένα από τα πιο γνωστά εμπορικά ονόματα του ενισχυτικού υδροξειδίου του αργιλίου είναι Alhydrogel, που παρασκευάζεται από την Brenntag. Επειδή απορροφά καλά τις πρωτεΐνες, λειτουργεί επίσης στη σταθεροποίηση των εμβολίων αποτρέποντας την καθίζηση ή την προσκόλληση των πρωτεϊνών στα τοιχώματα του περιέκτη κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης.
Τα εμβόλια που περιέχουν υδροξείδιο του αργιλίου διεγείρουν το ανοσοποιητικό σύστημα επάγοντας την απελευθέρωση ουρικού οξέος, ενός ανοσολογικού σήματος κινδύνου. Αυτό έλκει έντονα συγκεκριμένους τύπους μονοκυττάρων που διαφοροποιούνται σε δενδριτικά κύτταρα. Τα δενδριτικά κύτταρα παίρνουν το αντιγόνο, το μεταφέρουν σε λεμφαδένες και διεγείρουν κύτταρα Τ και B. Φαίνεται ότι συνεισφέρουν στην επαγωγή μιας καλής απόκρισης των βοηθητικών κυττάρων Τ2, έτσι είναι χρήσιμα για την ανοσοποίηση κατά παθογόνων που εμποδίζονται από αντισώματα. Όμως, έχει μικρή δυνατότητα διέγερσης κυτταρικών (Th1) ανοσολογικών αποκρίσεων, σημαντικών στην προστασία κατά πολλών παθογόνων, ούτε είναι χρήσιμο όταν το αντιγόνο είναι με βάση πεπτίδιο.

Δυνητικά δυσμενείς επιπτώσεις

Στις δεκαετίες 1960 και 1970 θεωρήθηκε ότι το αργίλιο συνδέεται με διάφορες νευρολογικές διαταραχές συμπεριλαμβανόμενης της  νόσου Αλτσχάιμερ. Από τότε, πολλές επιδημιολογικές μελέτες δεν βρήκαν καμιά συσχέτιση μεταξύ της έκθεσης στο αργίλιο και νευρολογικών διαταραχών.
Η παθολογική ανθεκτικότητα του υδροξειδίου του αργιλίου που χρησιμοποιείται σε κάποια εμβόλια έχει επίσης συσχετιστεί με τη μακροφαγική μυονευρωσίτιδα (macrophagic myofasciitis), μια σπάνια μυική νόσο.