Фосфат алюминия (ортофосфат алюминия(III), триалюминийфосфат, алюминий фосфорнокислый нейтральный) — AlPO ₄ , 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, существующая в четырёх модификациях, среди которых устойчивы :

• α-AlPO ₄ — с гексагональной решёткой ( пространственная группа P 3 ₁ 21), устойчив до 580 °C;

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

• β-AlPO ₄ — 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 . Хуже всего соль растворима в воде при pH 4,07—6,93 .

При осаждении из водных растворов выпадает в виде аморфного осадка общей формулой AlPO ₄ •xH ₂ O. 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: Al ₂ (PO ₄ )(OH) ₃ , Al(H ₂ PO ₄ ) ₃ , AlH ₃ (PO ₄ ) ₂ и др.

Минералы фосфата алюминия

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

• : Mg ₅ Al ₁₂ (PO ₄ ) ₈ (OH) ₂₂ • 32H ₂ O
• амблигонит : (Li,Na)AlPO ₄ (F,OH)
• : (Fe ²⁺ ,Zn)Al ₆ (PO ₄ ) ₄ (OH) ₈ • 4H ₂ O
• аугелит : Al ₂ (PO ₄ )(OH) ₃
• берлинит : AlPO ₄ • xH ₂ O
• бразилианит : NaAl ₃ (PO ₄ ) ₂ (OH) ₄
• : Al ₄ (PO ₄ ) ₃ (OH) ₃ • 9H ₂ O
• варисцит : AlPO ₄ • 2H ₂ O
• воксит : Fe ²⁺ Al ₂ (PO4) ₂ (OH) ₂ • 6H ₂ O
• лазулит : (Mg,Fe ²⁺ )Al ₂ (OH,PO ₄ ) ₂
• : ((Mg,Fe ²⁺ )Al ₂ (OH,PO ₄ ) ₂ )
• : (K,Na) ₃ (Al,Fe ³⁺ ) ₅ (PO ₄ ) ₂ ([HPO ₄ ) ₆ • 18H ₂ O
• : NaFe ³⁺ ₃ (PO ₄ ) ₂ (OH) ₄ • 2(H ₂ O)
• чилдренит : (Fe,Mn)AlPO ₄ (OH) ₂ • H ₂ O
• : MnAlPO ₄ )(OH) ₂ • H ₂ O

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
• 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