Alumbre de potasio
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| Nombres | |
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| Nombre IUPAC Alumbre de potasio [2] | |
Otros nombres
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| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) |
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| EBICh |
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| Tarjeta informativa de la ECHA | 100.112.464 |
| Número E | E522 (reguladores de acidez, ...) |
Identificador de centro de PubChem |
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| UNIVERSIDAD |
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Panel de control CompTox ( EPA ) |
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| Propiedades | |
| KAl ( SO4 ) 2 · 12H2O | |
| Masa molar | 258,192 g/mol (anhidro) 474,37 g/mol (dodecahidrato) |
| Apariencia | Cristales blancos |
| Olor | Metálico acuoso |
| Densidad | 1,725 g/ cm3 |
| Punto de fusión | 92 a 95 °C (198 a 203 °F; 365 a 368 K) |
| Punto de ebullición | Se descompone a 200 [3] °C (392 °F; 473 K) |
| 14,00 g/100 ml (20,5 °C) 36,80 g/100 ml (50 °C) | |
| Solubilidad en otros disolventes | Insoluble en acetona |
Índice de refracción ( n D ) | 1.4564 |
| Peligros | |
| NFPA 704 (rombo cortafuegos) | |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
El alumbre de potasio , alumbre de potasa o sulfato de aluminio y potasio es un compuesto químico mencionado por primera vez con varios nombres sánscritos en textos medicinales ayurvédicos como charak samhita , sushrut samhita y ashtang hridaya ; se define químicamente como el sulfato doble de potasio y aluminio , con la fórmula química KAl(SO 4 ) 2 . Se encuentra comúnmente como el dodecahidrato , KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O. Cristaliza en una estructura octaédrica en solución neutra y una estructura cúbica en una solución alcalina con un grupo espacial Pa 3 y un parámetro reticular de 12,18 Å. [4] El compuesto es el miembro más importante de la clase genérica de compuestos llamados alumbres , y a menudo se le llama simplemente alumbre . [5]
El alumbre de potasio se utiliza habitualmente en la purificación del agua , el curtido de cuero , el teñido , [6] los textiles ignífugos y como polvo de hornear , con el número E E522 . También tiene usos cosméticos como desodorante, como tratamiento para después del afeitado y como astringente para hemorragias leves por afeitado. [7] [8]
Historia
Históricamente, el alumbre de potasio se utilizó ampliamente en la industria de la lana [9] desde la Antigüedad clásica , durante la Edad Media y hasta bien entrado el siglo XIX como mordiente o fijador de tinte en el proceso de convertir la lana en rollos de tela teñidos . [ cita requerida ]
Antigüedad
Egipto
El alumbre de potasio también era conocido por los antiguos egipcios , quienes lo obtenían de evaporitas en el desierto occidental y, según se dice, lo usaban ya en el año 1500 a. C. para reducir la turbidez visible del agua. [ cita requerida ]
Mesopotamia
Según el experto en historia de la química en Oriente Medio Martin Levey, el alumbre de potasio es uno de los pocos compuestos conocidos por los antiguos que se puede encontrar relativamente puro en la naturaleza, así como uno de los pocos productos químicos utilizados en la tecnología química mesopotámica que se puede identificar con certeza. [10] Se utilizaba alumbre de potasio tanto nativo como importado. [10] Junto con otros agentes, el alumbre de potasio se utilizaba en la fabricación de vidrio , el curtido y en el teñido de telas , madera y posiblemente cabello. [10] Un proceso de curtido que utiliza alumbre de potasio se describe en tablillas del primer milenio a. C. [10] Cuando Levey escribió su artículo en 1958, no se había encontrado ninguna descripción del proceso de teñido, por lo que no se sabe cómo se utilizaba el alumbre de potasio en él. En la medicina mesopotámica, el alumbre de potasio se utilizaba ampliamente, por ejemplo contra el picor, la ictericia , algunas afecciones oculares y dolencias no identificadas. [10]
Según Levey, el alumbre de potasio se utilizaba en "tiempos clásicos" como fundente para soldar cobre , para hacer ignífuga la madera y para separar plata y oro, pero no hay evidencia de que estos usos existieran en Mesopotamia. [10]
Grecia
La producción de alumbre de potasio a partir de alunita está atestiguada arqueológicamente en la isla de Lesbos . [11] Este sitio fue abandonado en el siglo VII, pero se remonta al menos al siglo II d.C.
Roma
El alumbre de potasio fue descrito con el nombre de alumen o salsugoterrae por Plinio , [12] y es claramente el mismo que el stypteria (στυπτηρία) descrito por Dioscórides . [13] Sin embargo, el nombre alumbre y otros nombres aplicados a esta sustancia —como misy , sory , chalcanthum y atramentum sutorium— se aplicaban a menudo a otros productos con propiedades o usos vagamente similares, como el sulfato de hierro o el "vitriolo verde". [14] [ cita completa requerida ]
India y China
El alumbre de potasio se menciona en textos ayurvédicos como Charak Samhita, Sushurta Samhita y Ashtanga Hridaya con nombres como sphaṭika kṣāra , phitkari o saurashtri . Se utiliza en la medicina tradicional china con el nombre de mingfan .
Edad media
En los siglos XIII y XIV, el alumbre (de la alunita) fue una importante importación de Focea ( golfo de Esmirna en Bizancio) por parte de genoveses y venecianos (y fue causa de guerra entre Génova y Venecia ) y más tarde por parte de Florencia . Después de la caída de Constantinopla , se descubrió alunita (la fuente del alumbre) en Tolfa en los Estados Pontificios (1461). La industria del teñido de textiles en Brujas , y en muchos lugares de Italia, y más tarde en Inglaterra, requería alumbre para estabilizar los tintes sobre la tela (hacer que los tintes fueran "rápidos") y también para aclarar los colores. [15] [16]
Era moderna
Inglaterra
El alumbre de potasio se importó a Inglaterra principalmente desde Oriente Medio y, desde finales del siglo XV en adelante, desde los Estados Pontificios durante cientos de años. Su uso allí era como fijador de tinte ( mordiente ) para la lana (que era una de las principales industrias de Inglaterra, cuyo valor aumentaba significativamente si se teñía). [ cita requerida ] Sin embargo, estas fuentes no eran confiables y hubo un impulso para desarrollar una fuente en Inglaterra, especialmente porque las importaciones desde los Estados Pontificios cesaron después de la excomunión de Enrique VIII . [17]
Con financiación estatal, se hicieron intentos a lo largo del siglo XVI, pero sin éxito hasta principios del siglo XVII. Se fundó una industria en Yorkshire para procesar el esquisto , que contenía el ingrediente clave, el sulfato de aluminio , y realizó una importante contribución a la Revolución Industrial . Uno de los sitios históricos más antiguos para la producción de alumbre a partir de esquisto y orina humana son las obras de alumbre Peak en Ravenscar , Yorkshire del Norte. En el siglo XVIII, el paisaje del noreste de Yorkshire había sido devastado por este proceso, que implicaba construir pilas de 30 metros de esquisto ardiente y alimentarlas con leña de forma continua durante meses. El resto del proceso de producción consistía en la explotación de canteras, la extracción, la maceración de cenizas de esquisto con algas en orina, la ebullición, la evaporación, la cristalización, la molienda y la carga en sacos para la exportación. La explotación de canteras devoró los acantilados de la zona, los bosques se talaron para obtener carbón y la tierra se contaminó con ácido sulfúrico y ceniza. [18]
Identificación de la fórmula
A principios de 1700, Georg Ernst Stahl afirmó que la reacción del ácido sulfúrico con piedra caliza producía una especie de alumbre. [19] [20] El error fue corregido rápidamente por Johann Pott y Andreas Marggraf , quienes demostraron que el precipitado obtenido cuando se vierte un álcali en una solución de alumbre, concretamente alúmina , es bastante diferente de la cal y la tiza , y es uno de los ingredientes de la arcilla común . [21] [22]
Marggraf también demostró que se pueden obtener cristales perfectos con propiedades de alumbre disolviendo alúmina en ácido sulfúrico y añadiendo potasa o amoníaco a la solución concentrada. [23] [24] 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. [23] [25]
En aquella época se creía que el potasio ("potasa") se encontraba exclusivamente en las plantas. Sin embargo, en 1797, Martin Klaproth descubrió la presencia de potasio en los minerales leucita y lepidolita . [26] [27]
Louis Vauquelin conjeturó entonces que el potasio era también un ingrediente de muchos otros minerales . Teniendo en cuenta los experimentos de Marggraf y Bergman, sospechó que este álcali constituía un ingrediente esencial del alumbre natural. En 1797 publicó una disertación que demostraba que el alumbre es una sal doble , compuesta de ácido sulfúrico, alúmina y potasa. [28] En el mismo volumen de la revista, Jean-Antoine Chaptal publicó el análisis de cuatro tipos diferentes de alumbre, a saber, alumbre romana, alumbre del Levante, alumbre británica y alumbre fabricada por él mismo, [29] confirmando los resultados de Vauquelin. [23]
Características
El alumbre de potasio cristaliza en octaedros regulares con esquinas aplanadas y es muy soluble en agua. La solución es ligeramente ácida y astringente al gusto. La neutralización de una solución de alumbre con hidróxido de potasio comenzará a provocar la separación de la alúmina Al(OH)
3. [ cita requerida ]
Cuando se calienta hasta casi alcanzar el rojo vivo, forma una masa porosa y friable, conocida como "alumbre quemada". Se funde a 92 °C (198 °F) en su propia agua de cristalización . [ cita requerida ]
Ocurrencia natural
El dodecahidrato de alumbre de potasio se presenta en la naturaleza como un mineral de sulfato llamado alumbre-(K) , típicamente en forma de incrustaciones en rocas en áreas de erosión y oxidación de minerales de sulfuro y minerales que contienen potasio. [ cita requerida ]
En el pasado, el alumbre de potasio se obtenía a partir de alunita ( KAl(SO
4)
2·2Al(OH)
3), extraído de sedimentos volcánicos que contienen azufre. [30] La alunita es una fuente asociada y probable de potasio y aluminio. [1] [31] Se ha informado en el Vesubio , Italia ; al este de Springsure , Queensland ; en Alum Cave, Tennessee ; Alum Gulch, condado de Santa Cruz, Arizona y la isla filipina de Cebú .
Para obtener alumbre a partir de la alunita , se calcina y se expone a la acción del aire durante un tiempo considerable. Durante esta exposición se mantiene continuamente humedecida con agua, de modo que finalmente cae en un polvo muy fino. Luego, este polvo se lixivia con agua caliente, se decanta el licor y se deja cristalizar el alumbre. [ cita requerida ]
El undecahidrato también se presenta como el mineral fibroso kalinita ( KAl(SO
4)
2·11H
2O ). [32]
Producción industrial
Históricamente, el alumbre de potasio se extraía principalmente de la alunita .
En la actualidad, el alumbre de potasio se produce industrialmente añadiendo sulfato de potasio a una solución concentrada de sulfato de aluminio . [33] El sulfato de aluminio se obtiene generalmente tratando minerales como el esquisto de alumbre , la bauxita y la criolita con ácido sulfúrico. [34] Si hay mucho hierro presente en el sulfato, es preferible utilizar cloruro de potasio en lugar de sulfato de potasio. [34]
Usos
Medicina y cosmética
El alumbre de potasio se utiliza en medicina principalmente como astringente (o estíptico ) y antiséptico .
Los lápices hemostáticos son varillas compuestas de alumbre de potasio o sulfato de aluminio, que se usan tópicamente para reducir el sangrado en cortes menores (especialmente por afeitado ) y abrasiones, hemorragias nasales y hemorroides , y para aliviar el dolor de picaduras y mordeduras. [ cita requerida ] Los bloques de alumbre de potasio se frotan sobre la piel húmeda después del afeitado. [8]
El alumbre de potasio también se utiliza por vía tópica para eliminar granos y acné , y para cauterizar aftas en la boca y aftas , ya que tiene un efecto secante significativo en la zona y reduce la irritación que se siente en el sitio. [36] [37] Se ha utilizado para detener el sangrado en casos de cistitis hemorrágica [38] y se utiliza en algunos países como cura para la hiperhidrosis . [ cita requerida ]
Se utiliza en odontología (especialmente en hilos de retracción gingival) por sus propiedades astringentes y hemostáticas . [ cita requerida ]
El alumbre de potasio y amonio son los ingredientes activos de algunos antitranspirantes y desodorantes , que actúan inhibiendo el crecimiento de las bacterias responsables del olor corporal . Las propiedades antitranspirantes y antibacterianas del alumbre [39] [40] contribuyen a su uso tradicional como desodorante para las axilas . [12] Se ha utilizado para este propósito en Europa, México, Tailandia (donde se llama sarn-som ), en toda Asia y en Filipinas (donde se llama tawas ). Hoy en día, el alumbre de potasio o amonio se vende comercialmente para este propósito como un "cristal desodorante". [41] [42] [7] A partir de 2005, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. ya no lo reconoció como reductor de humedad, pero todavía está disponible y se usa en varios otros países, principalmente en Asia. [ cita requerida ]
El alumbre de potasio fue el principal adyuvante inmunológico utilizado para aumentar la eficacia de las vacunas y se ha utilizado desde la década de 1920. [43] Pero ha sido reemplazado casi por completo por hidróxido de aluminio y fosfato de aluminio en las vacunas comerciales. [44]
El alumbre se puede utilizar en ceras depilatorias utilizadas para eliminar el vello corporal o aplicarse sobre la piel recién depilada como agente calmante.
En la década de 1950, los hombres que lucían cortes de pelo a cepillo o con la parte superior plana a veces aplicaban alumbre en su cabello, como alternativa a la pomada , para mantenerlo erguido. [ cita requerida ]
Culinario
El alumbre de potasio puede ser un ingrediente ácido del polvo de hornear para proporcionar una segunda fase leudante a altas temperaturas (aunque el alumbre de sodio se usa más comúnmente para ese propósito). [ cita requerida ] Por ejemplo, el alumbre de potasio se usa con frecuencia para leudar youtiao , un pan frito chino tradicional, en toda China. [45]
Los panaderos ingleses del siglo XIX utilizaban alumbre para blanquear el pan. Algunos, incluido John Snow , teorizaban que esto causaba raquitismo . [46] [47] La Ley de Venta de Alimentos y Medicamentos de 1875 ( 38 y 39 Vict. c. 63) impidió esta y otras adulteraciones. [48]
El alumbre de potasio, conocido con el nombre de "alumbre en polvo", se encuentra en la sección de especias de muchas tiendas de comestibles de los Estados Unidos . Su principal uso culinario es en recetas de encurtidos , para conservar y dar un toque crujiente a frutas y verduras. [49]
Retardante de llama
El alumbre de potasio se utiliza como retardante de fuego para hacer que los materiales de tela, madera y papel sean menos inflamables. [33]
Curtido
El alumbre de potasio se utiliza en el curtido del cuero , [50] para eliminar la humedad de la piel y evitar que se pudra. [ cita requerida ] A diferencia del ácido tánico , el alumbre no se adhiere a la piel y se puede lavar. [ cita requerida ]
Tintura
El alumbre se ha utilizado desde la antigüedad como mordiente para formar una unión permanente entre el tinte y las fibras textiles naturales como la lana . [51] También se utiliza para este propósito en el jaspeado de papel . [52]
Floculante químico
El alumbre de potasio se ha utilizado desde la antigüedad para la purificación de líquidos turbios. [53] Todavía se utiliza ampliamente en la purificación de agua para beber y para procesos industriales, en el tratamiento de efluentes y en el tratamiento de lagos después de tormentas para precipitar contaminantes. [54]
Entre 30 y 40 ppm de alumbre [53] [55] para aguas residuales domésticas, a menudo más para aguas residuales industriales, [56] se añade al agua para que las partículas coloidales cargadas negativamente se agrupen en " flóculos ", que luego flotan en la parte superior del líquido, se depositan en el fondo del líquido o se pueden filtrar más fácilmente del líquido, antes de una mayor filtración y desinfección del agua. [33] Al igual que otras sales similares, funciona neutralizando la doble capa eléctrica que rodea a las partículas suspendidas muy finas, lo que les permite unirse en flóculos.
El mismo principio se aprovecha cuando se utiliza alumbre para aumentar la viscosidad de una suspensión de esmalte cerámico ; esto hace que el esmalte se adhiera más fácilmente y reduce su velocidad de sedimentación . [ cita requerida ]
Pigmentos de laca
El hidróxido de aluminio del alumbre de potasio sirve como base para la mayoría de los pigmentos de laca . [57]
Disolución de hierro y acero
La solución de alumbre tiene la propiedad de disolver los aceros sin afectar al aluminio ni a los metales básicos . La solución de alumbre se puede utilizar para disolver las brocas de acero que se han alojado en las piezas fundidas mecanizadas. [58] [59]
Otro
En el arte tradicional japonés , el alumbre y el pegamento animal se disolvían en agua, formando un líquido conocido como dousa (ja:礬水), y se utilizaba como capa base para el encolado del papel . [ cita requerida ]
El alumbre es un ingrediente presente en algunas recetas de compuestos caseros para modelar, a menudo llamados "plastilina" o "masilla para jugar", destinados al uso de los niños. [ cita requerida ]
El alumbre de potasio se utilizaba antiguamente como endurecedor de emulsiones fotográficas (películas y papeles), normalmente como parte del fijador . En la actualidad, se ha sustituido en ese uso por otros productos químicos.
Toxicología y seguridad
El alumbre de potasio puede ser un irritante débil para la piel. [60]
Véase también
Referencias
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Obras citadas
- Este artículo incorpora texto de una publicación que ahora es de dominio público : Chisholm, Hugh , ed. (1911). "Alum". Encyclopædia Britannica . Vol. 1 (11.ª ed.). Cambridge University Press. págs. 766–767.
