Alum - Alum

Tämä artikkeli käsittelee alumiinin kaksoissulfaattien luokkaa. Katso erityinen edustava yhdiste, katso kaliumaluna . Katso kromianalogit, katso kromialumiini . Katso paperinvalmistajien alum, katso alumiinisulfaatti . Muita käyttötarkoituksia varten katso Alum (täsmennys) .
Katso oppilaitoksen valmistunut tai entinen opiskelija kohdasta Alumnus .
Bulk kaliumaluna KAl (SO
4)
2· 12H
2O .

Alunaa ( / æ l ə m / ) on eräänlainen kemiallisen yhdisteen , tavallisesti sammutettua kaksinkertainen sulfaatti suola on alumiini , joilla on yleinen kaava X  AI (SO
4)
2· 12 tuntia
2O , jossa X on yksiarvoinen kationi , kuten kalium tai ammonium . "Aluna" itsessään viittaa usein kaliumalunaan , jolla on kaava KAl (SO
4)
2· 12 tuntia
2O . Muut alumiinit on nimetty yksiarvoisen ionin mukaan, kuten natriumaluna ja ammoniumaluna .

Nimeä "aluna" käytetään myös yleisemmin suoloille, joilla on sama kaava ja rakenne, paitsi että alumiini korvataan toisella kolmiarvoisella metalli -ionilla, kuten kromi III , ja/tai rikki korvataan toisella kalkogeenillä, kuten seleenillä . Yleisin näistä analogeista on kromi aluna KCr (SO
4)
2· 12 tuntia
2O .

Useimmilla teollisuudenaloilla nimeä "alum" (tai "paperinvalmistajan aluna") käytetään viittaamaan alumiinisulfaattiin

Al
2 (NIIN
4)
3· N  H.
2O, jota käytetään useimpiin teollisiin flokkulaatioihin (muuttuja n on kokonaisluku, jonka koko riippuu alunassa imeytyneen veden määrästä). In lääke , "alunaa" voi myös viitata alumiinihydroksidia geeliä käytetään rokoteadjuvanttina .

Historia

Alum löytyy arkeologisista kohteista

Egyptin länsi -aavikko oli merkittävä alunan korvikkeiden lähde muinaisuudessa. Nämä evaporiitti olivat pääasiassa feal
2(NIIN
4)
4· 22 h
2O , MgAl
2(NIIN
4)
4· 22 h
2O , NaAl (SO
4)
2· 6 H
2O , MgSO
4· 7H
2O ja Al
2(NIIN
4)
3· 17 h
2O . Antiikin Kreikan Herodotos mainitsee egyptiläinen alunaa lopulta arvokas hyödyke historiaan .

Kaliumalunan tuotanto aluniitista on arkeologisesti todistettu Lesbosin saarella . Sivusto hylättiin 7. vuosisadalla  CE , mutta juontaa juurensa ainakin 2. vuosisadalla  CE . Native Alumen saarelta Melos näyttää olleen seoksella pääosin alunogen ( Al
2(NIIN
4)
3· 17 h
2O ) kaliumalunan ja muiden vähäisten sulfaattien kanssa.

Alumen Pliniussa ja Dioskorideissa

Yksityiskohtainen kuvaus ainetta nimeltä Alumen esiintyy Rooman Plinius vanhempi n Natural History .

Vertaamalla Plinius kuvaus kanssa huomioon stupteria antama dioscorides , on selvää, molemmat ovat samat. Plinius kertoo meille, että luumenia löydettiin luonnostaan ​​maapallosta, ja kutsuu sitä salsugoterraeksi .

Plinius kirjoitti, että eri aineet erotettiin luumenin nimellä , mutta niille kaikille oli ominaista tietty supistusaste , ja niitä kaikkia käytettiin värjäyksessä ja lääketieteessä. Plinius kirjoitti, että kreikkalaiset kutsuvat schistoniksi toisenlaista alunaa , joka "halkeaa valkeanvärisiksi filamentteiksi". Nimestä schiston ja tilan muodostumista, näyttää siltä, että tällainen on suola joka muodostaa spontaanisti tiettyjen suolaista mineraaleja, kuten alunaa pöydältä ja bitumista liuske , ja koostuu pääasiassa sulfaatteja rautaa ja alumiinia. Yksi luumenityyppi oli neste, joka soveltui väärentämiseen; mutta puhtaana sillä oli ominaisuus mustata, kun se lisättiin granaattiomenamehuun . Tämä ominaisuus näyttää luonnehtia liuos on rauta II sulfaatti veteen; tavallisen (kalium) alunan liuoksella ei olisi tällaista ominaisuutta. Rautasulfaatin saastumista pidettiin suuresti, koska tämä tummeni ja himmeä väriaine. Joissakin paikoissa rautasulfaatti saattoi puuttua, joten suola olisi valkoista ja sopisi Plinyn mukaan kirkkaiden värien värjäämiseen.

Plinius kuvaa useita muita luumenityyppejä, mutta ei ole selvää, mitä nämä mineraalit ovat. Alumen muinaisten sitten, ei ole aina kaliumalunaa, ei edes alkali- alumiinisulfaatti.

Alum kuvattu keskiaikaisissa teksteissä

Alumilla ja vihreällä vitriolilla (rautasulfaatti) on sekä makea että supistava maku, ja niillä oli päällekkäisiä käyttötarkoituksia. Siksi alkemit ja muut kirjailijat eivät näytä keskiajan kautta erottaneen suoloja tarkasti toisistaan. Kirjoituksissa on alkemistien löydämme sanat misy , antavien ja chalcanthum sovelletaan joko yhdiste; ja nimi atramentum sutorium , jonka voidaan olettaa kuuluvan yksinomaan vihreään vitrioliin, sovellettiin välinpitämättömästi molempiin.

Alum oli islamilaisen keskiajan yleisin väriainealalla käytetty peittausaine . Se oli Tšadin alueen tärkein vienti , josta se kuljetettiin Egyptin ja Marokon markkinoille ja sitten Eurooppaan . Muita, vähemmän merkittäviä lähteitä löytyi Egyptistä ja Jemenistä .

Nykyaikainen ymmärrys alumeista

1700 -luvun alussa GE Stahl väitti, että rikkihapon reagoiminen kalkkikiven kanssa tuotti eräänlaista alunaa. Virheen korjasivat pian JH Pott ja AS Marggraf , jotka osoittivat, että saostuma, joka saatiin, kun alkali kaadettiin alumiiniliuokseen, nimittäin alumiinioksidiin , on aivan erilainen kuin kalkki ja liitu , ja se on yksi tavallisen saven ainesosista .

Marggraf osoitti myös, että täydellisiä kiteitä, joilla on alunan ominaisuuksia, voidaan saada liuottamalla alumiinioksidi rikkihappoon ja lisäämällä kaliumia tai ammoniakkia väkevään liuokseen. Vuonna 1767 Torbern Bergman havaitsi kalium- tai ammoniumsulfaattien tarpeen alumiinisulfaatin muuttamiseksi alunaksi, kun taas natrium tai kalsium eivät toimineet.

Vauquelin päätti lopullisen alunan koostumuksen vuonna 1797. Heti kun Klaproth havaitsi kaliumin läsnäolon leusiitissa ja lepidoliitissa , Vauquelin osoitti, että tavallinen aluna on kaksoissuola , joka koostuu rikkihaposta, alumiinioksidista ja kaliumista. Samassa aikakauslehdessä Chaptal julkaisi analyysin neljästä erilaisesta alunasta , nimittäin roomalaisesta alunasta, Levant -alunasta, brittiläisestä alumista ja itse valmistetusta alunasta , mikä vahvisti Vauquelinin tuloksen.

Tuotanto

Jotkut alumat esiintyvät mineraaleina, joista tärkein on aluniitti .

Tärkeimmät alumiinit - kalium, natrium ja ammonium - tuotetaan teollisesti. Tyypillisiä reseptejä ovat alumiinisulfaatin ja sulfaatin monovalenssisen kationin yhdistäminen . Alumiinisulfaatti saadaan tavallisesti käsittelemällä mineraaleja, kuten alunat , boksiitti ja kryoliitti , rikkihapolla.

Tyypit

Kaliumalunan kristalli

Alumiinipohjaiset alumiinit on nimetty yksiarvoisen kationin mukaan. Toisin kuin muut alkalimetallit , litium ei muodosta alumia; se johtuu sen ionin pienestä koosta.

Tärkeimmät alumat ovat

  • Kaliumaluna , KAl (SO
    4    )
    2    · 12 tuntia
    2    O     , jota kutsutaan myös "kaliumalumiksi" tai yksinkertaisesti "alunaksi".
  • Natriumaluna , NaAl (SO
    4    )
    2    · 12 tuntia
    2    O     , jota kutsutaan myös nimellä "soodaluna" tai "SAS".
  • Ammoniumaluna , NH
    4    Myös
    4    )
    2    · 12 tuntia
    2    O     .

Kemiallisia ominaisuuksia

Alumiinipohjaisilla alumeilla on useita yhteisiä kemiallisia ominaisuuksia. Ne ovat liukoisia veteen , on makeahko maku, reagoida hapon ja lakmuksen , ja kiteytyä säännöllisesti oktaedriä . Alumissa jokaista metalli -ionia ympäröi kuusi vesimolekyyliä. Kuumennettaessa ne nesteytyvät, ja jos lämmitystä jatketaan, kiteytymisvesi poistuu, suola vaahtoaa ja turpoaa ja lopulta jää amorfinen jauhe. Ne ovat supistavia ja happamia.

Kristallirakenne

Alumit kiteytyvät yhteen kolmesta eri kiderakenteesta. Näitä luokkia kutsutaan α-, β- ja y-alumeiksi. James M.Cork ja Lawrence Bragg raportoivat alumien ensimmäisistä röntgenkiderakenteista vuonna 1927 , ja niitä käytettiin isomorfisen vaiheenhakutekniikan kehittämiseen .

Liukoisuus

Eri alumien liukoisuus veteen vaihtelee suuresti, natriumaluna liukenee helposti veteen, kun taas cesium- ja rubidiumalumit ovat vain heikosti liukoisia. Erilaiset liukoisuudet on esitetty seuraavassa taulukossa.

Lämpötilassa T 100 osaa vettä liukenee:

T ammonium
aluna 		kalium
aluna 		rubidium
aluna 		cesium
aluna
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
   ···
   ···

Käyttää

Alumiinipohjaisia ​​alumoneja on käytetty antiikin ajoista lähtien, ja ne ovat edelleen tärkeitä monissa teollisissa prosesseissa. Yleisimmin käytetty alumiini on kaliumaluna . Sitä on käytetty jo antiikin kuin flokkulantin selventää samea nesteitä, kuten peittana on värjäys ja rusketuksen . Sitä käytetään edelleen laajalti vedenkäsittelyssä , lääketieteessä, kosmetiikassa ( deodorantissa ), elintarvikkeiden valmistuksessa ( leivinjauheessa ja peittauksessa ) sekä tulenkestävässä paperissa ja kankaassa.

Alumia käytetään myös kipulääkkeenä , apteekista saatavissa kynissä tai alunan lohkona, joka on saatavana parturiliikkeistä ja herrasmiesten varusteista, estämään verenvuotoa parranajoista; ja supistavana aineena . Alunan lohkoa voidaan käyttää suoraan hajusteettomana deodoranttina (antiperspiranttina), ja jalostamatonta mineraalialunaa myydään Intian basaareissa juuri tätä tarkoitusta varten. Läpi Island Kaakkois-Aasiassa , kaliumaluna on laajimmin tunnettu Tawas ja on lukuisia käyttötarkoituksia. Sitä käytetään perinteisenä antiperspiranttina ja deodoranttina sekä perinteisessä lääketieteessä avoimille haavoille ja haavaumille. Kiteet jauhetaan yleensä hienoksi jauheeksi ennen käyttöä.

Vuonna viktoriaanisen aikakauden , Alum käytettiin yhdessä muiden aineiden, kuten kipsi ja väärentää tietyissä elintarvikkeissa, erityisesti leipä. Sitä käytettiin alemman luokan jauhojen näyttämiseen valkoisempina, jolloin tuottajat voivat käyttää vähemmän valkoisiin jauhoihin. Ja koska se pidättää vettä, se raskauttaisi leipää, mikä tarkoittaa, että kauppiaat voisivat veloittaa siitä enemmän kaupoissaan. Kussakin leipäkuormassa esiintyvä alumiinimäärä voi saavuttaa tasot, jotka olisivat myrkyllisiä ihmisille ja aiheuttaisivat kroonista ripulia, joka voi johtaa pienten lasten kuolemaan.

Alumia käytetään peittausaineena perinteisissä tekstiileissä; ja Indonesiassa ja Filippiineillä , ratkaisut Tawas , suolaa , booraksi , ja orgaanisia pigmenttejä käytettiin vaihtaa väriä kultaa koriste. Filippiineillä myös alunan kiteet poltettiin ja babaylan (shamaanit) antoivat tippua veden altaaseen ennustamista varten . Sitä käytetään myös muissa rituaaleissa saarten animistisissa anito -uskonnoissa . Perinteisessä japanilaisessa taiteessa aluna ja eläinliima liuotettiin veteen, muodostaen nesteen, joka tunnetaan nimellä dousa ( ja: 礬 水), ja sitä käytettiin pohjavärinä paperin liimauksessa .

Jalokiviliikkeet ja koneistajat käyttävät säännöllisesti alumiinia, joka on kaliumalumiinisulfaatin tai ammoniumalumiinisulfaatin muodossa tiivistetyssä kuuman veden hauteessa, liuottaakseen karkaistut teräsporanterät, jotka ovat rikkoutuneet alumiinista, kuparista, messingistä, kullasta (mikä tahansa karaatti) ), hopeaa (sekä puntaa että hienoa) ja ruostumatonta terästä. Tämä johtuu siitä, että aluna ei reagoi kemiallisesti merkittävässä määrin minkään näiden metallien kanssa, mutta syövyttää hiiliterästä. Kun lämpöä levitetään alunaseokselle, jolla on työkappale, johon on kiinnitetty poranterä, jos kadonnut terä on riittävän pieni, se voidaan joskus liuottaa / poistaa muutamassa tunnissa.

Liittyvät yhdisteet

Kromi alunan kide

Monet kolmiarvoiset metallit kykenevät muodostamaan alumeja. Alun yleinen muoto on XY  (SO
4)
2· N  H.
2O , jossa X on alkalimetalli tai ammonium , Y on kolmiarvoinen metalli, ja n on usein 12. Tärkein esimerkki on kromi aluna , KCr (SO
4)
2· 12 tuntia
2O , tumma violetti kiteinen kaksinkertainen sulfaatti kromia ja kaliumia, käytettiin rusketuksen .

Yleensä alumit muodostuvat helpommin, kun alkalimetalliatomi on suurempi. Tämän säännön totesi ensimmäisen kerran Locke vuonna 1902 ja totesi, että jos kolmiarvoinen metalli ei muodosta cesiumalunaa, se ei muodosta alunaa minkään muun alkalimetallin tai ammoniumin kanssa.

Selenaattia sisältävät alumiinit

Seleeni tai selenaatin alums ovat myös tunnettuja, jotka sisältävät seleeniä sijasta rikin , että sulfaatti anioni, jolloin selenaatti ( SeO2−
4) sen sijaan. Ne ovat voimakkaita hapettimia .

Sekoitettu alums

Alumikiteet, joissa on pieni määrä kromialunaa , jolloin saadaan hieman violetti väri

Joissakin tapauksissa saattaa esiintyä kiinteitä liuoksia alumeista, joissa on erilaisia ​​yksiarvoisia ja kolmiarvoisia kationeja.

Muut hydraatit

Lisäksi alums, jotka ovat dodecahydrates, kaksinkertainen sulfaatteja ja selenates sekä yksivalenssisia ja kolmiarvoisia kationeja esiintyy muiden hydrataatioasteissa. Näitä materiaaleja voidaan kutsua myös alumeiksi, mukaan lukien undekahydraatit, kuten mendosiitti ja kaliniitti , heksahydraatit, kuten guanidinium [  CH
6N+
3 ] ja dimetyyliammonium [  (CH
3) 2NH+
2 ] "alumiinit", tetrahydraatit, kuten kultakiitti , monohydraatit, kuten talliumplutoniumsulfaatti, ja vedettömät alumiinit ( yavapaiitit ). Näihin luokkiin kuuluu erilaisia, mutta päällekkäisiä ionien yhdistelmiä.

Muut kaksoissulfaatit

Pseudo aluna on kaksinkertainen sulfaatti tyypillinen kaava X  SO
4· Y  (2 SO
4)
3· 22 h
2Oi , missä

X on kaksiarvoinen metalli -ioni, kuten
koboltti ( wupatkiite ), mangaani ( apjohnite ), magnesium ( pickingerite ) tai rauta ( halotrichiitti tai sulkaaluna ), ja
Y on kolmiarvoinen metalli -ioni.

Kaksinkertainen sulfaatit , joilla on yleinen kaava X
2NIIN
4· Y
2(NIIN
4)
3· 24 tuntia
2O tiedetään myös, missä

X on yksiarvoinen kationi , kuten
natrium , kalium , rubidium , cesium tai tallium I tai yhdistekationi, kuten ammonium ( NH+
4), metyyliammonium ( CH3NH+
3), hydroksyyliammonium ( HONH+
3) tai hydratsinium ( N
2H+
5)
Y on kolmiarvoinen metalli -ioni, kuten
alumiini , kromi , titaani , mangaani , vanadiini , rauta III , koboltti III , gallium , molybdeeni , indium , ruteniumi , rodium tai iridium .

Samanlaisia selenaatteja esiintyy myös. Yhdenarvoisen kationin, kolmiarvoisen kationin ja anionin mahdolliset yhdistelmät riippuvat ionien koosta .

Tutton suola on kaksinkertainen sulfaatti tyypillinen kaava X
2NIIN·
4Y  SO
4· 6H
2O , jossa X on yksivalenssinen kationi, ja Y kaksiarvoisen metalli-ionin.

Koostumuksen X kaksoissulfaatit
2NIIN
4· 2 Y  SO
4, missä

X on yksiarvoinen kationi ja
Y on kaksiarvoinen metalli -ioni, jota kutsutaan langbeiniiteiksi prototyyppisen kaliummagnesiumsulfaatin jälkeen.

Katso myös

Alaviitteet

Viitteet

Ulkoiset linkit

  • Tiedostoja aiheesta Alum osoitteessa Wikipedia