Квасцы́ — двойные соли , кристаллогидраты сульфатов трёх- и одновалентных металлов общей формулы M +
2 SO 2−
4 M 3+
2 (SO ₄ ) 2−
3 ·24H ₂ O (другая запись M ⁺ M ³⁺ (SO ₄ ) 2−
2 ·12H ₂ O ), где M ⁺ — один из щелочных металлов , кроме лития ( Na , K , Rb , Cs ), аммоний или таллий (I), а M ³⁺ — один из трёхвалентных металлов (обычно алюминий , хром или железо(III) ). В роли M ⁺ могут также выступать ионы аммония (NH +
4 ) и его замещённых производных (например, CH ₃ NH +
3 ).

Известны также селенатные квасцы аналогичного состава M ⁺ M ³⁺ (SeO ₄ ) 2−
2 ·12H ₂ O , в которых сульфат-ион SO ₄ ²⁻ заменён ионом SeO 2−
4 .

При обезвоживании возникают так называемые жжёные квасцы (формула: M ⁺ M ³⁺ (SO ₄ ) 2−
2 ).

Производство

Некоторые квасцы встречаются в виде минералов, наиболее важным из которых является алунит .

Наиболее важные квасцы — калий, натрий и аммоний — производятся промышленным способом. Типичные рецепты включают сочетание сульфата алюминия и одновалентного катиона сульфата. Сульфат алюминия , как правило, получают путем обработки минералов, как квасцы рассланцевания, боксит и криолит с серной кислотой.

Получение

Квасцы могут быть получены смешением горячих эквимолярных водных растворов сульфатов соответствующих металлов. При охлаждении таких растворов из них кристаллизуются квасцы. Последнее часто используется в демонстрационых опытах по химии и любительских экспериментах в области выращивания кристаллов .

Свойства

Квасцы на основе алюминия обладают рядом общих химических свойств. Они растворимы в воде, имеют сладковатый вкус, реагируют с кислотой на лакмус и кристаллизуются в правильные октаэдры . В квасцах каждый ион металла окружен шестью молекулами воды. При нагревании они разжижаются, и если нагревание продолжается, кристаллизационная вода удаляется, соляная пена вспенивается и набухает, и, наконец, остается аморфный порошок. Они вяжущие и кислые.

Кристальная структура

Квасцы кристаллизуются в одной из трех различных кристаллических структур. Эти классы называются α-, β- и γ-квасцами. О первых рентгеновских кристаллических структурах квасцов сообщили в 1927 году Джеймс М. Корк и Лоуренс Брэгг, и они были использованы для разработки метода восстановления изоморфной фазы.

Растворимость

Растворимость различных квасцов в воде сильно различается, квасцы натрия легко растворяются в воде, в то время как квасцы цезия и рубидия плохо растворяются.

Использование

Квасцы на основе алюминия использовались с древних времен и до сих пор играют важную роль во многих промышленных процессах. Наиболее широко используемые квасцы — это квасцы калия. Он использовался с древних времен как флокулянт для осветления мутных жидкостей, как протрава при крашении и дублении . Он по-прежнему широко используется для обработки воды, в медицине, в косметике (в дезодорантах ), в приготовлении пищи (в разрыхлителях и маринадах ), а также в огнеупорной бумаге и ткани.

Квасцы также используются в качестве кровоостанавливающего средства, в гемостатических карандашах, продаваемых в аптеках или профессиональных магазинах для парикмахеров. Такие карандаши применяются для остановки кровотечения из порезов после бритья. Квасцы используются и как вяжущее средство. Квасцы можно использовать непосредственно как дезодорант без отдушек (антиперспирант), и именно для этой цели на индийских базарах продаются необработанные минеральные квасцы. Повсюду на острове в Юго-Восточной Азии квасцы калия наиболее широко известны как тава и имеют множество применений. Он используется как традиционный антиперспирант и дезодорант, а также в традиционной медицине для лечения открытых ран и язв. Кристаллы перед использованием обычно измельчают в мелкий порошок.

Квасцы используются в качестве протравы в традиционных тканях; а в Индонезии и на Филиппинах для изменения цвета золотых украшений использовали растворы таваса, соли , буры и органических пигментов. На Филиппинах бабайлан (шаманы) также сжигали кристаллы квасцов и позволяли им капать в таз с водой для гадания . Он также используется в других ритуалах анимистических религий анито островов.

В традиционном японском искусстве квасцы и животный клей растворяли в воде, образуя жидкость, известную как доуса ( яп. 礬 水 ), и использовали в качестве грунтовки для проклейки бумаги.

Квасцы в виде сульфата калия-алюминия или сульфата алюминия-аммония в концентрированной ванне с горячей водой регулярно используются ювелирами и машинистами для растворения сверл из закаленной стали, отколовшихся в изделиях из алюминия, меди, латуни, золота (любой кратности), серебра (как чистого, так и не чистого) и нержавеющей стали. Это связано с тем, что квасцы не вступают в химическую реакцию в какой-либо значительной степени с любым из этих металлов, но вызывают коррозию углеродистой стали. Когда смесь квасцов нагревается, удерживая деталь, в которой застряло сверло, если потерянное сверло достаточно мало, его иногда можно растворить / удалить в течение нескольких часов.

Родственные соединения

Многие трёхвалентные металлы способны образовывать квасцы. Общая форма квасцов — XM(SO ₄ ) ₂ ·nH ₂ O, где X — щелочной металл или аммоний, M — трёхвалентный металл, а n часто равно 12. Наиболее важным примером являются квасцы хрома, KCr (SO ₄ ) ₂ · 12H ₂ О, тёмно-фиолетовый кристаллический двойной сульфат хрома и калия, использовали при дублении .

Обычно квасцы образуются легче, когда атом щелочного металла больше. Это правило было впервые сформулировано Локком в 1902 году, который обнаружил, что если трёхвалентный металл не образует квасцы цезия, он не образует квасцы ни с каким другим щелочным металлом, ни с аммонием.

Применение

Квасцы известны с древности, их описывает ещё Плиний в « Естественной истории » (XXXV, 52). От латинского названия квасцов — alumen , «горькая соль» — произведено название алюминия во многих языках.

Квасцы с давних пор используются в качестве протравы при крашении шерстяных и хлопчатобумажных пряжи и тканей. Благодаря тому, что соли трёхвалентных металлов вызывают денатурацию белков , квасцы используются как дубящее средство в кожевенной промышленности при квасцевании , в фотопромышленности (для фотоэмульсий на желатиновой основе ) и в медицине как вяжущее, прижигающее и кровоостанавливающее средство («квасцовый карандаш»).

В XX веке жжёные квасцы использовались в качестве кровоостанавливающего вещества после бритья.

Наиболее распространены алюмокалиевые квасцы и хромокалиевые квасцы.

Список квасцов

• Алюмоаммонийные квасцы ( Е523 ) — Al NH ₄ (SO ₄ ) ₂ · 12 H ₂ O .
• Алюмокалиевые квасцы ( Е522 ) — K Al (SO ₄ ) ₂ · 12 H ₂ O . Бесцветные кристаллы, применяется при очистке воды , для дубления кожи, при изготовлении огнестойких тканей , а также как разрыхлитель при выпечке хлебо-булочных изделий .
• Алюмонатриевые квасцы ( Е521 ) — Na Al (SO ₄ ) ₂ · 12 H ₂ O .
• Алюморубидиевые квасцы — RbAl(SO ₄ ) ₂ · 12 H ₂ O .
• Алюмоцезиевые квасцы — CsAl(SO ₄ ) ₂ · 12 H ₂ O .
• Железоаммонийные квасцы — Fe NH ₄ (SO ₄ ) ₂ · 12H ₂ О
• Железокалиевые квасцы — K Fe (SO ₄ ) ₂ · 12 H ₂ O
• Хромокалиевые квасцы — K Cr (SO ₄ ) ₂ · 12 H ₂ O . Тёмно-фиолетовые, просвечивающие рубиново-красным цветом октаэдрические кристаллы. Применяются при кустарной выделке меха в качестве дубителя

Ссылки

от 24 августа 2021 на Wayback Machine

Примечания