Fosfato di alluminio

Il fosfato di alluminio è un composto inorganico con formula AlPO₄ in cui il fosforo ha numero di ossidazione +5 ed è costituito dal catione Al³⁺ e dall’anione fosfato PO₄^3-.  In  natura si trova nel minerale berlinite e spesso sotto forma biidrata nella variscite e pentaidrata.

Solubilità

Il fosfato di alluminio è un sale poco solubile e ha un prodotto di solubilità pari a 6.3 · 10^-19

Si dissocia secondo l’equilibrio eterogeneo:

AlPO_4(s) ⇄ Al³⁺_(aq) + PO₄^3-_(aq)

L’espressione del prodotto di solubilità è:
K_ps = [Al³⁺][PO₄^3-]

Detta x la solubilità molare all’equilibrio si ha:

[Al³⁺]=[PO₄^3-]= x

Sostituendo nell’espressione del K_ps:

K_ps = 6.3 · 10^-19 = (x)(x) = x²

Da cui x = √6.3 · 10^-19 = 7.9 · 10^-10 mol/L

pertanto la solubilità espressa in g/L vale 7.9 · 10^-10 mol/L · 121.9529 g/mol = 9.6 · 10^-8 g/L

Proprietà del fosfato di alluminio

Si presenta come una polvere cristallina bianca con la stessa struttura del quarzo che ha un sistema di cristalli trigonali. Inoltre, la sua struttura di base è simile a quella delle zeoliti. Tuttavia la forma biidrata è simile alla struttura di NaCl in cui a sei cationi corrispondono a sei anioni e viceversa. È uno dei pochi composti inorganici che mostra chiralità. Mostra piezoelettricità fenomeno per il quale alcuni materiali cristallini si polarizzano elettricamente in conseguenza di una deformazione meccanica di natura elastica e viceversa si deformano elasticamente se sottoposti all’azione di un campo.

Sintesi

Può essere ottenuto per precipitazione secondo una reazione di doppio scambio.

Si può quindi ottenere dalla reazione tra acido fosforico e:

•  idrossido di alluminio:

H₃PO₄ + Al(OH)₃ → AlPO₄ + 3 H₂O

•  un sale solubile di alluminio come il nitrato di alluminio:

H₃PO₄ + Al(NO₃)₃ → AlPO₄ + 3 HNO₃

Reazioni

Reagisce con

• acido cloridrico per dare cloruro di alluminio e acido fosforico:

AlPO₄ + 3 HCl → AlCl₃ + H₃PO₄

• cloruro di magnesio per dare fosfato di magnesio e cloruro di alluminio:

2 AlPO₄ + 3 MgCl₂ → Mg₃(PO₄)₂ + 2 AlCl₃

• idrossido di sodio per dare idrossido di alluminio e fosfato di sodio:

AlPO₄ + 3 NaOH → Al(OH)₃ + Na₃PO₄

Usi

Grazie alle sue proprietà come materiale piezoelettrico è utilizzato nelle industrie elettriche ed elettroniche. Viene utilizzato anche nella produzione di gomme e adesivi. In campo medico il fosfato di alluminio è un componente degli antiacidi e un adiuvante nei vaccini. In combinazione con o senza altri composti sono coloranti bianchi per pigmenti, inibitori di corrosione, cementi e cementi dentali.