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 PO43-.  Il fosfato di alluminio si trova in  natura  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:
AlPO4(s) ⇄ Al3+(aq) + PO43-(aq)

L’espressione del prodotto di solubilità è:
Kps = [Al3+][PO43-]
Detta x la solubilità molare all’equilibrio si ha:
[Al3+]=[PO43-]= x

Sostituendo nell’espressione del Kps:
Kps = 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:

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

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

AlPO4 + 3 NaOH → Al(OH)3 + Na3PO4

Vaccini e fosfato di alluminio

Le preparazioni vaccinali solitamente contengono altri costituenti, alcuni attivi ed altri inerti. Tra i più importanti ci sono gli adiuvanti, cioè gli agenti che aumentano l’immunogenicità. Gli adiuvanti si stanno rivelando particolarmente importanti nei vaccini a subunità ricombinanti che, come gruppo, tendono ad essere scarsamente immunogenici.

È ormai noto che i vaccini batterici a cellule intere possono dovere almeno una parte della loro immunogenicità a materiali presenti in natura come il lipide A che agisce come adiuvanti naturali. Anche la loro natura particellare può essere un fattore che contribuisce, poiché il sistema immunitario elabora diversamente gli antigeni particolati e solubili. Attualmente, l’unico adiuvante autorizzato negli Stati Uniti è l’allume. L’allume è costituito da idrossido di alluminio o fosfato di alluminio ed è una sostanza insolubile con la proprietà di adsorbire proteine ​​sulle superfici esposte.

L’efficacia dell’allume nel promuovere la risposta immunitaria è poco conosciuta, ma può essere correlata alla concentrazione sulle particelle di allume di molte molecole di antigene, presentando così al sistema immunitario particelle ricoperte da più epitopi. Come accade con i vaccini cellulari, anche con i vaccini contenenti allume, anche la persistenza dell’antigene nel sito di iniezione dovuta alla ridotta solubilità del complesso può svolgere un ruolo nell’aumentare l’immunogenicità.

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.

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