Алум

С Википедије, слободне енциклопедије
Калијумси алум КАл(СО
4)
2·12Х
2О.

Алум је тип хемијског једињења, обично хидратне двоструке сулфатне соли алуминијума са општом формулом XАл(СО
4)
2·12Х
2О, где је X моновалентни катјон као што је калијум или амонијум.[1] Сам „алум” се често односи на калијумски алум, са формулом КАл(СО
4)
2·12Х
2О. Други алими су именовани по моновалентном јону, као што су натријумси алум и амонијачни алум.

Назив „алум” се исто тако користи, у генералнијем смислу, за соли са истом формулом и структуром, у којима је алуминијум замењен неким другим тровалентним металним јоном, као што је хром(III), и/или у којима је сумпор замењен другим халкогеном, као што је селенијум.[1] Најчешћи од тих аналога је хромни алум КЦр(СО
4)
2·12Х
2О.

У већини индустрија, назив „алум” (или „алум произвођача папира”) се користи за алуминијум сулфат Ал
2(СО
4)
3·nХ
2О, који се употребљава за највећи део индустријске флокулације. У медицини, „алум” се исто тако може односити на алуминијум хидроксидни гел који се користи као вакцинцки адјувант.[2]

Историја[уреди | уреди извор]

У антици и средњем веку[уреди | уреди извор]

Алум пронађен на археолошким локалитетима[уреди | уреди извор]

Западна пустиња Египта била је главни извор замена за алим у античка времена. Ове материје заостале након испаравања воде су углавном биле ФеАл
2(СО
4)
4·22Х
2О, МгАл
2(СО
4)
4·22Х
2О, НаАл(СО
4)
2·6Х
2О, МгСО
4·7Х
2О и Ал
2(СО
4)
3·17Х
2О.[3]

Продукција калијум алума из алунита је археолошки потврђена на острву Лезбос.[4] Та локација је била напуштена у 7. веку, али је кориштена бар од 2. века. Природни алумен са острва Милос је био смеша која се углавном састојала од алуногена (Ал
2(СО
4)
3·17Х
2О) са калијум алумом и примеса других сулфата.[5]

Алумен код Плинија и Диоскорида[уреди | уреди извор]

Детаљни опис субстанце зване алумен наведен је у Природној историји Плинија Старијег.[6]

Поредећи Плинијев опис са записиом о ступтерији који је дао Диоскорид,[7] указује да се ради о идентичним материјалима. Плиније наводи да се један вид алумена природно налази у земљи, и назива га salsugoterrae.

Плиније је написао да су различите супстанце називане именом алумен, али да су све су имале одређени степен трпкости, и све су биле коришћене у бојењу и медицини.[6] Плиније је описао постојање још једне врсте алума коју Грци називају шистон, а која се „раздваја на филаменте беличасте боје”.[6] Из назива шистона и начина формирања, произилази да је ова врста била со која се формира спонтано на неким сланим минералима, као што су алумов аргилошист и битуминозни шкриљац, а састоји се углавном од сулфата гвожђа и алуминијума. Једна врста алумена била је течност, која је могла бити запрљана; али када је чиста имала је својство црнила када се додала соку од нара. Ово својство карактерише раствор гвожђе сулфата у води; раствор обичног (калијумског) алума не би имао такво својство. Контаминација са гвожђе сулфатом била је јако непожељна, јер је то потамњивало и замућивало боје. На неким местима је вероватно био одсутан сулфат гвожђа, тако да је со била бела и подесна, према Плинију, за бојење јарким бојама.

Плиније описује неколико других типова алумена, али није јасно о којим се минералима ради. Алумен током античких времена, стога, није увек био калијумски алум, нити чак алкални алуминијум сулфат.[8]

Алум описан у средњовековним текстовима[уреди | уреди извор]

Алум и зелени витриол (гвожђе сулфат) оба имају слаткаст и једак укус, и они су имали преклапајуће примене. Током средњег века, алхемичари и други писци нису прецизно разликовали две соли једну од друге. У списима алхемичара налазе се речи миси, сори и халкантум које се примењују за било које од ова два једињења; и име atramentum sutorium, за које би се могло очекивати да припада искључиво зеленом витриолу, индиферентно је кориштено за оба једињења.

Модерно разумевање алума[уреди | уреди извор]

Почетком 1700-их, Георг Ернст Штал је тврдио да реакција сумпорне киселине са кречњаком производи неку врсту стипсе.[9][10] Грешку су ускоро исправили Јохан Пот и Андреас Марграф, који су показали да је талог који се добија када се алкалије улију у раствор алума, наиме алумине, прилично разликује од креча и креде и да је један од састојака у обичној глини.[11][12]

Марграф је такође показао да се перфектни кристали са својствима алума могу добити растварањем алумине у сумпорној киселини и додавањем поташе или амонијака у концентровани раствор.[13][14] Године 1767, Торберн Бергман је уочио да калијум и амонијум сулфат конвертују алуминијум сулфат у алум, док натријум и калцијум то не чине.[13][15]

Састав обичног алума коначно је утврдио Луј Воклен 1797. године. Чим је Мартин Клапрот открио присуство калијума у леуциту и лепидолиту,[16][17] Воклен је показао да је обична стипса двострука со, састављена од сумпорне киселине, алумине и поташе.[18] У истом тому часописа, Жан-Антуан Шаптал је објавио анализу четири различите врсте стипсе, наиме, римског алума, левантског алума, британског алума и алума који је он произвео,[19] чиме је потврђио Вокленов резултат.[13]

Продукција[уреди | уреди извор]

Поједини алуми се јављају као минерали. Најважнији међу њима је алунит.

Најзначајнији алуми - калијум, натријум и амонијум - производе се индустријски. Типични рецепти укључују комбиновање алуминијум сулфата и сулфатног моновалентног катјона.[20] Алуминијум сулфат се обично добија третирањем минерала као што су алумски шкриљац, боксит и криолит са сумпорном киселином.[21]

Типови[уреди | уреди извор]

Кристал калијумског алума

На алуминијуму базирани алуми се именују по моновалентном катјону. За разлику од других алкалних метала, литијум не формира алуме. Сматра се да је разлог томе мала величина његовог јона.

Најважнији алуми су

Хемијске особине[уреди | уреди извор]

На алуминијуму базирани алуми имају бројана заједничка хемијска својства. Они су растворљиви у води, имају слаткасти укус, реагују кисело на лакмусу и кристализују се у виду правилних октаедара. У алумима је сваки метални јон опкољен са шест молекула воде. Када се загревају, отечњавају се, а ако се загревање настави, кристализујућа вода се избацује, тако да се пене и бубре, и коначно остаје аморфни прах.[13] Они су астригентни и кисели.

Кристална структура[уреди | уреди извор]

Алуми се кристализују у једној од три различите кристалне структуре. Ове класе се називају α-, β- и γ-алуми.

Растворљивост[уреди | уреди извор]

Растворљивост разних алума у води знатно варира, натријум алум се лако раствара у води, док су цезијумски и рубидијумски алуми веома мало растворни. Различите растворљивости су приказане у следећој табели.[21]

На температури Т, 100 делова воде раствара:

T Амонијумски алум Калијумски алум Рубидијумски алум Цезијумски алум
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    

Употребе[уреди | уреди извор]

На алуминијуму базирани алуми су кориштени од античких времена, и они су још увек значајни за многе индустријске процесе.

Најчешће коришћени алум је калијумски алум. Користио се још од антике као флокулант за разбистравање мутних течности, као мордант у бојењу, и у штављењу. Он и даље налази широку примену у третману воде, у медицини, за козметику (у дезодорансима), у припреми хране (у праху за пециво и при кишељењу), и у ватроотпорном папиру и тканинама. Он се такође користи као антихеморагик, у антихеморагичким оловкама доступним у апотекама, или као алумни блок, доступан у берберницама, да би се зауставило крварење из посекотина при бријању; и као астрингент. Алумни блок се може користити директно као дезодоранс без парфема (антиперспирант), и непрерађени минерални алум се продаје у индијским базарима управо у ту сврху. Натријумски алум се користи као замена за калијумски алум у прашковима за пециво. Амонијумска стипса има неколико ниша употребе. Остали алуми се углавном користе у истраживањима.

Алум у облику калијум алуминијум сулфата или амонијум алуминијум сулфата у концентрованим купкама са топлом водом редовно користе драгуљари и машинисти за растварање чврслих челичних бургија које су одломљене у предметима од алуминијума, бакра, месинга, злата (независно од броја карата) и сребра (стерлинг и финог). То је зато што алум не реагује хемијски у било ком значајном степену са било којим од ових метала, али кородира челик. Када се топлота примењује на алумску смешу у којој је комад са заглављеним делом бургије, ако је заломак довољно мали, он се може растворити/уклонити у року од неколико сати.[22]

Види још[уреди | уреди извор]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ а б Аустин, Георге Т. (1984). Схреве'с Цхемицал процесс индустриес. (5тх изд.). Неw Yорк: МцГраw-Хилл. стр. 357. ИСБН 9780070571471. 
  2. ^ „Алхyдрогел | Алум ваццине адјувант фор ресеарцх | ИнвивоГен”. www.инвивоген.цом. Приступљено 8. 6. 2018. 
  3. ^ Пицон, M.; et al. (2005). „Л'алун дес оасис оцциденталес д'Егyпте: ресеарцхес сур терраин ет рецхерцхес ен лаборатоире”. Ур.: Боргард П.; et al. L'алун де Медитерранéе. 
  4. ^ Арцхонтидоу, А. (2005). „Ун ателиер де препаратион де л'алун а партир де л'алуните данс л'исле де Лесбос”. Ур.: Боргард П.; et al. L'алун де Медитерранéе. 
  5. ^ Халл, А. Ј.; Пхотос-Јонес, Е. (2005). „Тхе натуре оф Мелиан алумен анд итс потентиал фор еxплоитатион ин Антиqуитy”. Ур.: Боргард П.; et al. L'alun de Mediterranée. 
  6. ^ а б в Pliny the Elder. „Alumen, and the several varieties of it; Thirty-eight remedies”. Naturalis Historia [Natural History]. Perseus Digital Library (на језику: латински и енглески). Tufts University. book 35, chapter 52. Приступљено 27. 12. 2011. 
  7. ^ Dioscorides. De Materia Medica [On Medical Materials] (на језику: грчки и латински). book 5, chapter 123. 
  8. ^ Chisholm 1911, стр. 766–767.
  9. ^ George Ernst Stahl (1703), Specimen Beccherianum. Johann Ludwig Gleditsch, Leipzig. From p. 269: "CVII. Vitriolum, Creta præcipitari potest, ut omissa metallica sua substantia, aluminosum evadat." (107. Sulfuric acid [and] chalk can [form a] precipitate, as its liberated metallic substance, alum, escapes.)
  10. ^ George Ernst Stahl (1723), Ausführliche Betrachtung und zulänglicher Beweiss von den Saltzen, daß diesselbe aus einer zarten Erde, mit Wasser innig verbunden, bestehen Wäysenhaus, Halle From p. 305: " … wie aus Kreide und Vitriole-Spiritu, ein rechter Alaun erwächset: … " ( … as from chalk and sulfuric acid, a real alum arises: … )
  11. ^ Johann Heinrich Pott (1746), Chymische Untersuchungen, welche fürnehmlich von der Lithogeognosia oder Erkäntniß und Bearbeitung der gemeinen einfacheren Steine und Erden ingleichen von Feuer und Licht handeln
  12. ^ Andreas Sigismund Marggraf (1754), "Expériences faites sur la terre d'alun" (Experiments made on the earth of alum), Mémoires de l'Académie des sciences et belles-lettres de Berlin, pp. 41-66.
  13. ^ а б в г Chisholm 1911, стр. 766.
  14. ^ Marggraf (1754) Experiments that concern the regeneration of alum from its own earth, after having separating it by sulfuric acid, Mémoires de l'Académie des sciences et belles-lettres de Berlin, pp. 31-40.
  15. ^ Torbern Bergman (1767), "IX. De confectione Aluminis". In Opuscula physica et chemica, I. G. Müller, Leipzig, 1788), volume 1. On pp. 306-307
  16. ^ Martin Heinrich Klaproth (1797), Beiträge zur Chemischen Kenntniss Der Mineralkörper (Contributions to [our] chemical knowledge of mineral substances). Decker and Co., Posen, and Heinrich August Rottmann, Berlin; pp. 45-46 and p. 193.
  17. ^ Martin Heinrich Klaproth (1801), Analytical Essays Towards Promoting the Chemical Knowledge of Mineral Substances. T. Cadell, Jr. & W. Davies, London. His finding of potassium in leucite appears on pp. 353-354.
  18. ^ Vauquelin (1797) "Sur la nature de l'Alun du commerce, sur l'existence de la potasse dans ce sel, et sur diverses combinaisons simples ou triples de l'alumine avec l'acide sulfurique". In Annales de Chimie et de Physique, 1st series, volume 22, pages 258-279.
  19. ^ Jean-Antoine Chaptal (1797), "Comparée des quatre principales sortes d'Alun connues dans le commerce; et Observations sur leur nature et leur usage". In Annales de Chimie et de Physique, 1st series, volume 22, pages 280-296.
  20. ^ Otto Helmboldt, L. Keith Hudson, Chanakya Misra, Karl Wefers, Wolfgang Heck, Hans Stark, Max Danner, Norbert Rösch "Aluminum Compounds, Inorganic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2007, Wiley-VCH, Weinheim.. doi:10.1002/14356007.a01_527.pub2.  Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ)
  21. ^ а б Chisholm 1911, стр. 767.
  22. ^ Nancy Lee (6. 8. 2013). The Complete Idiot's Guide to Making Metal Jewelry. DK. стр. 114. ISBN 978-1-61564-370-7. 

Spoljašnje veze[уреди | уреди извор]

Alum na Vikimedijinoj ostavi.
  •  Овај чланак укључује текст из публикације која је сада у јавном власништву: Chisholm, Hugh, ур. (1911). „Alum”. Encyclopædia Britannica (на језику: енглески). 1 (11 изд.). Цамбридге Университy Пресс. стр. 766—767. 
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Alum&oldid=26121737”