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Usuario:Drex C137/Acetato de aluminio(III)

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Acetato de aluminio(III)
Nombre IUPAC
Etanoato de aluminio
General
Otros nombres Solución de Burow
Acetato alumínico
Triacetato de aluminio
Fórmula estructural
Fórmula molecular
Identificadores
Número CAS 139-12-8[1]​
ChemSpider 8427
DrugBank DB14518
PubChem 8757
UNII 80EHD8I43D
CC(=O)[O-].CC(=O)[O-].CC(=O)[O-].[Al+3]
InChI=1S/3C2H4O2.Al/c3*1-2(3)4;/h3*1H3,(H,3,4);/q;;;+3/p-3
Key: WCOATMADISNSBV-UHFFFAOYSA-K
Propiedades físicas
Apariencia Sólido blanco
Densidad 1002 kg/m³; 1,002 g/cm³
Masa molar 204,11 g/mol
Punto de descomposición 200 °C (473 K)
Propiedades químicas
Solubilidad en agua 235,5 g/L (25°C)
Solubilidad Ligeramente soluble en acetona
Peligrosidad
SGA
Riesgos
Ojos Irritación (en solución)
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

El Acetato de aluminio(III), triacetato de aluminio o formalmente llamado como acetato de aluminio,[2]​ es un compuesto químico formado por 3 aniones acetato y un catión de aluminio de carga 3+. En condiciones estandar es un sólido blanco[3]​ que se descompone alrededor de los 200°C[4]​.

El acetato de aluminio se hidroliza en una mezcla de de hidróxidos básicos, sales de acetato,[5]​ y multiples especies que coexisten en equilibrio químico. Particularmente en solución acuosa el nombre acetato de aluminio se usa comúnmente para denominar a la mezcla de todas estas sustancias.

Aplicaciones

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Medicina

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Posee usos terapéuticos como medicamento tópico por sus propiedades antipruriginosas, astringentes y antisépticas [6]​. Las preparaciones de solución de Burow se diluyen y modifican con aminoácidos para hacerlas más apetecibles para su uso como gárgaras en afecciones como las aftas de la boca o para tratar la otitis externa.[7]​[8]​ Se comercializa como un medicamento de venta sin receta bajo el nombre de Agua Burow o Domeboro.[9]​

En medicina veterinaria se utiliza para tratar la enfermedad de Mortellaro en animales ungulados como el ganado vacuno.[10]​

El triacetato de aluminio se utiliza como agente mordiente con colorantes como la alizarina [11]​. En combinación con el diacetato de aluminio [12]​ o con el sulfacetato de aluminio [13]​ se utiliza sobre algodón, seda y otras fibras de celulosa [14]​[13]​.

También se ha combinado con acetato ferroso para producir diferentes colores. [15]​

Nomenclatura

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De acuerdo con las reglas formales para nombrar compuestos inorgánicos, el nombre de es acetato de aluminio, [2]​ aunque se aceptan nombres más formales como acetato de aluminio(III) y etanoato de aluminio. [5]​ El uso del prefijo multiplicador "tri" en el nombre triacetato de aluminio, aunque no es técnicamente necesario, se utiliza regularmente para evitar posibles confusiones con compuestos relacionados con ligandos hidroxo . Diacetato de aluminio básico, formalmente diacetato de hidroxialuminio ( CAS RN 142-03-0), [16]​ con la fórmula , con un ligando hidróxido sustituyendo uno de acetato, y monoacetato de aluminio dibásico, formalmente acetato de dihidroxialuminio (CAS RN 7360-44-3), con la fórmula , sustituye 2 de los 3 ligando acetato por ligandos hidróxido.

Estos tres compuestos son distintos en la fase sólida, pero generalmente se tratan como un grupo y se describen colectivamente como acetato de aluminio en solución, debido a que el triacetato se hidroliza a una mezcla que incluye las otras dos formas. [5]​ La abreviatura como , junto con variantes como , a veces se utilizan en la disciplina de la geoquímica, [17]​ aunque son inconsistentes con la práctica estándar en la química convencional.[18]​

Estructura

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Estructura del como compuesto iónico.
Estructura del como compuesto molecular covalente

La fórmula indica la presencia de un núcleo de aluminio en el estado de oxidación +3 y grupos acetato en una proporción de 1:3. Las imágenes utilizadas para representar esta sustancia, como las que se muestran a la izquierda, representan dos aproximaciones muy simplificadas de la estructura del estado sólido: la primera es como una sal puramente iónica con un solo catión de aluminio(III) () rodeado por y asociado electrostáticamente con tres aniones acetato (), pero esto no debe interpretarse como una representación de la estructura cristalina . Por ejemplo, el cloruro de sodio (NaCl) tiene una estequiometría catión-anión de 1:1, pero tiene una estructura cúbica con cada ion rodeado octaédricamente por seis iones de carga opuesta. [19]​

La otra imagen es la forma molecular con los tres grupos acetato unidos covalentemente al núcleo metálico en una geometría plana trigonal e interacciones intermoleculares que mantienen las moléculas unidas entre sí en la estructura cristalina. Es muy probable que la estructura del estado sólido sea más complicada e incluya características tanto covalentes como iónicas y pueden estar presentes múltiples núcleos de aluminio y/o grupos de acetato como puente ; ambos se han informado en soluciones de acetato de aluminio [20]​ y se sabe que el cloruro de aluminio existe como dímeros . [21]​

[Fe 3 (μ 3 –O)(OAc) 6 (H 2 O) 3 ] +, el catión que se encuentra en el acetato de hierro (III)

Las investigaciones de RMN del sistema del acetato de aluminio(III) acuoso muestran la presencia de aluminio como un complejo hexahidratado, , [22]​ así como especies mononucleares con diferentes sustituciones. Además, las investigaciones demuestran que una especie importante en fase de solución es un tridecámero, [23]​ un resto informado en mecanismos conflictivos de hidrólisis y polimerización de soluciones de aluminio. [24]​ Se sabe que otros cationes metálicos trivalentes forman especies polinucleares: el acetato de hierro (III), por ejemplo, forma una estructura trinuclear [25]​ con un centro oxo de triple puente [26]​ con el catión [Fe3(μ3–O)(OAc)6(H2O)3]+.[27]​ El compuesto hidróxido de acetato de cromo, , también se ha descrito como isoestructural. [28]​ Se conocen compuestos análogos de rutenio (III), vanadio (III), rodio (III) e iridio (III) con estructuras trinucleares. [29]​ El acetato de cobre (II) y el acetato de cromo (II) tienen estructuras dihidrato dinucleares, M 2 (OAc) 4 (H 2 O) 2, [30]​ al igual que el acetato de rodio (II) ; [31]​ cada uno muestra importantes interacciones de enlace metal-metal. [30]​ [31]​

Química

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Preparación

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Según el Manual de compuestos inorgánicos del CRC, el triacetato de aluminio se presenta como un sólido blanco hidrosoluble y generalmente se prepara a partir de cloruro de aluminio o directamente a partir de aluminio calentándolo en una solución de ácido acético con anhídrido acético . [16]​

Teóricamente, todas las sales de aluminio/acetato/hidróxido se pueden preparar a partir de hidróxido de aluminio o aluminato de sodio y ácido acético, pero la formación del triacetato sólo se produce en ausencia de agua. [5]​ En soluciones acuosas, el diacetato es el principal producto formado y también se produce cuando se trata cloruro de aluminio con una solución de acetato de sodio en condiciones alcalinas. [32]​ Las ecuaciones para estos procesos son:

Se patentó un proceso mejorado combina cloruro de aluminio y aluminato de sodio con acetato de sodio preparado in situ : [33]​

Los mordientes triacetato de aluminio y sulfacetato de aluminio se preparan a partir de sulfato de aluminio, determinándose el producto formado por la cantidad añadida de acetato de plomo (II): [13]​


Descomposición

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Al calentarlo, el triacetato de aluminio se descompone por encima de 200°C en un proceso similar al del formiato de aluminio . [4]​ El proceso comienza con la pérdida de anhídrido acético entre 120 y 140°C [16]​ para formar una mezcla de acetatos de óxidos básicos como y , [32]​ que finalmente se transforman en ( alúmina ), primero como un sólido anhidro amorfo y luego a través de otras fases sólidas ( formas cristalinas γ-, δ- y θ-) para finalmente convertirse en α- polimórfico: [4]​


Hidrólisis

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El triacetato de aluminio se hidroliza para producir acetatos de monohidróxido y dibásicos en solución o por higroscopia : [5]​

Usos

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Según el Instituto Nacional del Cáncer, los acetatos de aluminio se utilizan tópicamente en humanos como agentes antisépticos. [34]​ Su propiedad astringente también se utiliza para tratar enfermedad de Mortellaro en animales ungulados como el ganado vacuno. El acetato de aluminio promueve la curación de la piel infectada gracias a sus propiedades antibióticas y también posee propiedades antipruriginosas y antiinflamatorias. [34]​ La Administración de Alimentos y Medicamentos ha aprobado su uso para el "alivio temporal de irritaciones menores de la piel debido a :' hiedra venenosa ', 'roble venenoso', ' zumaque venenoso ', 'picaduras de insectos', ' pie de atleta ' o ' erupciones causadas por jabones, detergentes, cosméticos o joyas'". [35]​ Para estas aplicaciones, generalmente se usan preparaciones de venta libre como la solución de Burow, [9]​ mientras que las formas diluidas se usan como gárgaras para afecciones como úlceras aftosas. de la boca, incluso con aditivos de aminoácidos para mejorar la palatabilidad y el gusto . El uso más común de la solución de Burow es el tratamiento de infecciones de oído [36]​ [8]​ incluida la otomicosis, aunque generalmente no es tan eficaz como el clotrimazol en las infecciones micóticas. [37]​ El polvo astringente tópico Domeboro contiene tetradecahidrato de sulfato de aluminio, y acetato de calcio monohidrato, , y forma una solución de acetato de aluminio similar a la solución de Burow cuando se disuelve. [38]​ Las soluciones de Domeboro en agua tibia se pueden usar en casos de uñas encarnadas, [39]​ para reducir la irritación y contener cualquier infección que pueda estar presente.

Mordiente

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Estructura de Kiel y Heertjes para el anión de [40]​ que forma alizarina con un mordiente de aluminio

Un mordiente es una sustancia utilizada para fijar tintes en telas o secciones de tejido formando un complejo de coordinación con el tinte, que posteriormente se adhiere a la tela o tejido. [41]​ Un mordiente suele contener un ion metálico polivalente, comúnmente aluminio o hierro, [42]​ como es el caso de las mezclas de triacetato de aluminio con sulfacetato de aluminio [13]​ o con diacetato de aluminio básico. [12]​ Se han utilizado mordientes de triacetato de aluminio con algodón[14]​, seda y , otras fibras a base de celulosa. [13]​ También se han combinado con acetato ferroso para producir diferentes colores. [15]​

Estructura de Wunderlich y Bergerhoff para alizarina unida a un mordiente de aluminio como CaAz
2Al(μ-OH)
2AlAz
2Ca[11]​

En el caso del colorante alizarina (1,2-dihidroxi antraquinona, , se planteó la hipótesis de que el mordiente implicaba la formación de un dianión de alizarina. Esto formaría un complejo de aluminio de cinco coordenadas, , [43]​ que puede absorber agua para formar un hidrato con un dianión centrado en aluminio de seis coordenadas, . [44]​ La propuesta se basó en datos de espectroscopía infrarroja y posteriormente fue cuestionada por un trabajo que sugería una estructura con dos ligandos de hidroxilo puente que conectaban un núcleo dinuclear, Az
2Al(μ-OH)
2AlAz4−
2, con dos restos de alizarina, cada uno de los cuales quela a cada centro de aluminio. [40]​ La estructura fue propuesta por Soubayrol et al. basado en evidencia de espectroscopia de 27Al RMN y espectrometría de masas de ionización por electropulverización . [45]​ Informaron que el grado de hidratación dependía de la identidad del contraión, siendo la sal de sodio un tetrahidrato estable y un monohidrato formado a partir de hidróxido de potasio . Estos se distinguían en función de sus cambios químicos, lo que sugiere que las aguas se asocian con los centros de aluminio o los restos de alizarina, y no se comportan como es típico de las aguas de cristalización . [45]​

En 1994 se informó sobre una estructura relacionada con los iones de calcio, y en ella las alizarinas se quelan con los iones de calcio para formar puentes AzCaAz entre los centros de aluminio (que también están unidos por grupos hidroxo) y los centros de aluminio se unen posteriormente a los residuos de fenol deprotonados del tinte; [11]​ en el modelo de Soubayrol, cada alizarina está asociada a un único catión de aluminio. [45]​ Al igual que ocurre con la estructura del propio acetato de aluminio, no se han resuelto las formas que adopta en las aplicaciones.

Notas

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El símbolo "Ac" utilizado en estas ecuaciones no se refiere al elemento actinio. Usado de esta manera, la convención en química orgánica es que Ac se refiere al grupo acetilo, cuya forma radical es y OAc o AcO se usarían para el radical acetato, a veces también llamado "acetoxi". El ion acetato sería entonces AcO⁻, y el ácido acético sería AcOH o HOAc. Según esta convención, el triacetato de aluminio sería Al(OAc)3. Sin embargo, las publicaciones en geoquímica utilizan Ac para referirse a acetato en lugar de acetilo y, por lo tanto, AlAc+2 en geoquímica se escribiría según las convenciones químicas más habituales como [Al(OAc)2]⁺ o [Al(CH3CO2)2]⁺.

Referencias

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