Alumbre - Alum

Alumbre de potasio a granel KAl (SO
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Un alumbre ( / æ l ə m / ) es un tipo de compuesto químico , normalmente un hidratado doble sulfato de sal de aluminio con el general fórmula X Al (SO
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, donde X es un catión monovalente como potasio o amonio . Por sí mismo, "alumbre" se refiere a menudo al alumbre de potasio , con la fórmula KAl (SO
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. Otros alumbre llevan el nombre del ion monovalente, como el alumbre de sodio y el alumbre de amonio .

El nombre "alumbre" también se usa, más generalmente, para sales con la misma fórmula y estructura, excepto que el aluminio se reemplaza por otro ion metálico trivalente como el cromo III , y / o el azufre se reemplaza por otro calcógeno como el selenio . El más común de estos análogos es el alumbre de cromo KCr (SO
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En la mayoría de las industrias, el nombre "alumbre" (o "alumbre de los fabricantes de papel") se utiliza para referirse al sulfato de aluminio.

Alabama
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que se utiliza para la mayoría de la floculación industrial(la variable n es un número entero, cuyo tamaño depende de la cantidad de agua absorbida por el alumbre). En medicina , "alumbre" también puede referirse algel de hidróxido de aluminio utilizado como adyuvante de vacuna .

Historia

Alumbre encontrada en sitios arqueológicos

El desierto occidental de Egipto fue una fuente importante de sustitutos del alumbre en la antigüedad. Estas evaporitas fueron principalmente FeAl
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, MgAl
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, NaAl (TAN
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, MgSO
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y Al
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. El griego antiguo Herodoto menciona al alumbre egipcio como un bien valioso en Las historias .

La producción de alumbre de potasio a partir de alunita está atestiguada arqueológicamente en la isla de Lesbos . El sitio fue abandonado en el siglo séptimo  de la CE , pero se remonta al menos al siglo segundo  CE . El alumen nativo de la isla de Melos parece haber sido una mezcla principalmente de alunogen ( Al
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) con alumbre de potasio y otros sulfatos menores.

Alumen en Plinio y Dioscórides

Una descripción detallada de una sustancia llamada Alumen se produce en el romano Plinio el Viejo 's historia natural .

Al comparar la descripción de Plinio con el relato de la estupteria de Dioscórides , es obvio que los dos son idénticos. Plinio nos informa que una forma de alumen se encontró naturalmente en la tierra, y la llama salsugoterrae .

Plinio escribió que las diferentes sustancias se distinguen por el nombre de alumen , pero todas se caracterizan por un cierto grado de astringencia , y todas se emplean en teñido y medicina. Plinio escribió que hay otro tipo de alumbre que los griegos llaman schiston , y que "se divide en filamentos de un color blanquecino". Desde el nombre schiston y el modo de formación, parece que este tipo fue la sal que se forma espontáneamente en ciertos minerales salados, como alumbre pizarra y bituminoso de esquisto , y consiste principalmente de sulfatos de hierro y aluminio. Un tipo de alumen era un líquido que podía adulterarse; pero cuando estaba puro tenía la propiedad de ennegrecerse cuando se agregaba al jugo de granada . Esta propiedad parece caracterizar una solución de sulfato de hierro II en agua; una solución de alumbre ordinario (potásico) no poseería tal propiedad. La contaminación con sulfato de hierro era muy desagradable ya que este tinte se oscurecía y apagaba. En algunos lugares puede haber faltado el sulfato de hierro, por lo que la sal sería blanca y sería adecuada, según Pliny, para teñir colores brillantes.

Pliny describe varios otros tipos de alumen, pero no está claro cuáles son estos minerales. El alumen de los antiguos, entonces, no siempre era alumbre de potasio, ni siquiera un sulfato de aluminio alcalino.

Alumbre descrita en textos medievales

El alumbre y el vitriolo verde (sulfato de hierro) tienen un sabor dulce y astringente, y tienen usos superpuestos. Por lo tanto, a lo largo de la Edad Media , los alquimistas y otros escritores no parecen haber discriminado con precisión las dos sales. En los escritos de los alquimistas encontramos las palabras misy , Sory , y chalcanthum aplicado a cualquiera de los compuestos; y el nombre atramentum sutorium , que cabría esperar que perteneciera exclusivamente al vitriolo verde, se aplicaba indiferentemente a ambos.

El alumbre era el mordiente más común utilizado en la industria de los tintes en la Edad Media islámica . Fue la principal exportación de la región de Chad , desde donde se transportó a los mercados de Egipto y Marruecos , y luego a Europa . Otras fuentes, menos significativas, se encontraron en Egipto y Yemen .

Comprensión moderna de los ex alumnos

A principios de la década de 1700, GE Stahl afirmó que la reacción del ácido sulfúrico con piedra caliza producía una especie de alumbre. El error pronto fue corregido por JH Pott y AS Marggraf , quienes demostraron que el precipitado obtenido cuando se vierte un álcali en una solución de alumbre, es decir , alúmina , es bastante diferente de la cal y la creta , y es uno de los ingredientes de la arcilla común .

Marggraf también demostró que se pueden obtener cristales perfectos con propiedades de alumbre disolviendo alúmina en ácido sulfúrico y agregando potasa o amoníaco a la solución concentrada. En 1767, Torbern Bergman observó la necesidad de sulfatos de potasio o amonio para convertir el sulfato de aluminio en alumbre, mientras que el sodio o el calcio no funcionarían.

La composición del alumbre común fue finalmente determinada por Vauquelin en 1797. Tan pronto como Klaproth descubrió la presencia de potasio en leucita y lepidolita , Vauquelin demostró que el alumbre común es una sal doble , compuesta de ácido sulfúrico, alúmina y potasio. En el mismo volumen de la revista, Chaptal publicó el análisis de cuatro tipos diferentes de alumbre, a saber, alumbre romano, alumbre de Levante, alumbre británico y un alumbre fabricado por él mismo, lo que confirma el resultado de Vauquelin .

Producción

Algunos alumbre se presentan como minerales, siendo el más importante la alunita .

Los alumbre más importantes, potasio, sodio y amonio, se producen industrialmente. Las recetas típicas implican la combinación de sulfato de aluminio y el catión monovalente sulfato. El sulfato de aluminio generalmente se obtiene tratando minerales como esquisto de alumbre , bauxita y criolita con ácido sulfúrico.

Tipos

Cristal de alumbre de potasio

Los alumbre a base de aluminio se nombran por el catión monovalente. A diferencia de otros metales alcalinos , el litio no forma alumbre; hecho atribuido al pequeño tamaño de su ion.

Los exalumnos más importantes son

Propiedades químicas

Los alumbre a base de aluminio tienen varias propiedades químicas comunes. Son solubles en agua , tienen un sabor dulce, reaccionan con ácido al tornasol y cristalizan en octaedros regulares . En alums, cada ion metálico está rodeado por seis moléculas de agua. Cuando se calientan, se licuan, y si se continúa el calentamiento, el agua de cristalización se expulsa, la sal forma espuma y se hincha, y por fin queda un polvo amorfo. Son astringentes y ácidos.

Estructura cristalina

Los alumbre cristalizan en una de tres estructuras cristalinas diferentes. Estas clases se denominan α-, β- y γ-alums. Las primeras estructuras cristalinas de rayos X de alumbre fueron reportadas en 1927 por James M. Cork y Lawrence Bragg , y se utilizaron para desarrollar la técnica de recuperación de fase de reemplazo isomorfo .

Solubilidad

La solubilidad de los diversos alumbre en agua varía mucho, siendo el alumbre de sodio fácilmente soluble en agua, mientras que los alumbre de cesio y rubidio son sólo escasamente solubles. Las diversas solubilidades se muestran en la siguiente tabla.

A temperatura T , 100 partes de agua se disuelven:

T Alumbre de amonio
Alumbre de potasio
Alumbre de rubidio
Alumbre de cesio
0 ° C 2,62 3,90 0,71 0,19
10 ° C 4.50 9.52 1.09 0,29
50 ° C 15,9 44.11 4,98 1.235
80 ° C 35,20 134,47 21,60 5.29
100 ° C 70,83 357,48
   ···
   ···

Usos

Los alumbre a base de aluminio se han utilizado desde la antigüedad y siguen siendo importantes en muchos procesos industriales. El alumbre más utilizado es el alumbre de potasio . Se ha utilizado desde la antigüedad como floculante para clarificar líquidos turbios, como mordiente en teñido y curtido . Todavía se usa ampliamente en el tratamiento del agua , en la medicina, para los cosméticos (en desodorante ), en la preparación de alimentos (en polvo de hornear y encurtidos ) y para papel y tela ignífugos.

El alumbre también se usa como astringente , en lápices estípticos disponibles en farmacéuticos, o como bloque de alumbre, disponible en peluquerías y proveedores de ropa para caballeros, para detener el sangrado de las raspaduras del afeitado; y como astringente . Un bloque de alumbre se puede usar directamente como desodorante (antitranspirante) sin perfume, y el alumbre mineral sin procesar se vende en los bazares indios precisamente con ese propósito. En toda la isla del sudeste asiático , el alumbre de potasio es más conocido como tawas y tiene numerosos usos. Se utiliza como antitranspirante y desodorante tradicional, y en la medicina tradicional para heridas abiertas y llagas. Los cristales generalmente se muelen hasta obtener un polvo fino antes de usarlos.

En la época victoriana , el alumbre se usaba junto con otras sustancias como el yeso de París para adulterar ciertos productos alimenticios, en particular el pan. Se utilizó para hacer que la harina de menor calidad pareciera más blanca, lo que permitió a los productores gastar menos en harina más blanca. Y debido a que retiene agua, haría que el pan fuera más pesado, lo que significa que los comerciantes podrían cobrar más por él en sus tiendas. La cantidad de alumbre presente en cada carga de pan podría alcanzar niveles que serían tóxicos para los humanos y causarían diarrea crónica que podría conducir a la muerte en los niños pequeños.

El alumbre se utiliza como mordiente en los textiles tradicionales; y en Indonesia y Filipinas , se utilizaron soluciones de tawas , sal , bórax y pigmentos orgánicos para cambiar el color de los adornos de oro . En Filipinas, los babaylan (chamanes) también quemaron cristales de alumbre y los dejaron gotear en un recipiente con agua para la adivinación . También se utiliza en otros rituales de las religiones anito animistas de las islas. En el arte tradicional japonés , el alumbre y el pegamento animal se disolvieron en agua, formando un líquido conocido como dousa ( ja: 礬 水), y se utilizó como capa base para el encolado de papel .

Los joyeros y maquinistas utilizan regularmente alumbre en forma de sulfato de potasio aluminio o sulfato de amonio y aluminio en un baño concentrado de agua caliente para disolver brocas de acero endurecido que se han roto en elementos hechos de aluminio, cobre, latón, oro (cualquier quilate). ), plata (esterlina y fina) y acero inoxidable. Esto se debe a que el alumbre no reacciona químicamente en un grado significativo con ninguno de estos metales, pero corroe el acero al carbono. Cuando se aplica calor a una mezcla de alumbre que sostiene una pieza de trabajo que tiene una broca atascada, si la broca perdida es lo suficientemente pequeña, a veces se puede disolver / quitar en cuestión de horas.

Compuestos relacionados

Cristal de alumbre de cromo

Muchos metales trivalentes son capaces de formar alumbre. La forma general de un alumbre es XY  (SO
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, donde X es un metal alcalino o amonio , Y es un metal trivalente yn a menudo es 12. El ejemplo más importante es el alumbre de cromo , KCr (SO
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En el curtido se utilizó O , un doble sulfato cristalino violeta oscuro de cromo y potasio .

En general, los alumbre se forman más fácilmente cuando el átomo de metal alcalino es mayor. Esta regla fue establecida por primera vez por Locke en 1902, quien descubrió que si un metal trivalente no forma un alumbre de cesio, tampoco formará un alumbre con ningún otro metal alcalino o con amonio.

Alumnos que contienen selenato

También se conocen alumbre de selenio o selenato que contienen selenio en lugar de azufre en el anión sulfato , lo que produce selenato ( SeO2−
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) en lugar de. Son agentes oxidantes fuertes .

Alumnos mixtos

Cristal de alumbre con una pequeña cantidad de alumbre de cromo para dar un ligero color violeta.

En algunos casos, pueden aparecer soluciones sólidas de alumbre con diferentes cationes monovalentes y trivalentes.

Otros hidratos

Además de los alumbre, que son dodecahidratos, se presentan dobles sulfatos y selenatos de cationes univalentes y trivalentes con otros grados de hidratación. Estos materiales también se pueden denominar como alumbres, incluyendo los undecahydrates tales como mendocita y kalinite , hexahidratos tales como guanidinio [  CH
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norte+
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 ] y dimetilamonio [  (CH
3
) 2NH+
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 ] "alumbre", tetrahidratos como goldichita , monohidratos como talio plutonio sulfato y alumbre anhidro ( yavapaiites ). Estas clases incluyen combinaciones de iones diferentes, pero superpuestas.

Otros dobles sulfatos

Un pseudo alumbre es un doble sulfato de fórmula típica X SO
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, donde

X es un ion metálico divalente, como
cobalto ( wupatkiita ), manganeso ( apjohnita ), magnesio ( pickingerita ) o hierro ( halotricita o alumbre de plumas), y
Y es un ion metálico trivalente.

Sulfatos dobles con la fórmula general X
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ASI QUE
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· Y
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(ASI QUE
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O
también se conocen, donde

X es un catión monovalentecomo
sodio , potasio , rubidio , cesio o talio I , o un catión compuesto como el amonio ( NH+
4
), metilamonio ( CH3NH+
3
), hidroxilamonio ( HONH+
3
) o hidrazinio ( N
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H+
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)
Y es un ion metálico trivalente, como
aluminio , cromo , titanio , manganeso , vanadio , hierro III , cobalto III , galio , molibdeno , indio , rutenio , rodio o iridio .

También se producen selenatos análogos . Las posibles combinaciones de catión univalente, catión trivalente y anión dependen de los tamaños de los iones .

Una sal de Tutton es un doble sulfato de fórmula típica X
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ASI QUE·
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Y  SO
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O
, donde X es un catión univalente e Y un ión metálico divalente .

Sulfatos dobles de la composición X
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ASI QUE
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· 2 Y  SO
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, dónde

X es un catión univalente y
Y es un ion metálico divalente que se conoce como langbeinitas , después del prototipo de sulfato de potasio y magnesio.

Ver también

Notas al pie

Referencias

enlaces externos

  • Medios relacionados con Alum en Wikimedia Commons