Квасцы

Квасцы́ — двойные соли, кристаллогидраты сульфатов трёх- и одновалентных металлов общей формулы M+
2SO2−
4M3+
2(SO₄)2−
3·24H₂O (другая запись M⁺M³⁺(SO₄)2−
2·12H₂O), где M⁺ — один из щелочных металлов, кроме лития (Na, K, Rb, Cs), аммоний или таллий(I), а M³⁺ — 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, CH₃NH+
3).

Кристалл хромокалиевых квасцов KCr(SO₄)₂·12 H₂O

Известны также селенатные квасцы аналогичного состава M⁺M³⁺(SeO₄)2−
2·12H₂O, в которых сульфат-ион SO₄²⁻ заменён ионом селената SeO2−
4.

При обезвоживании возникают так называемые жжёные квасцы (формула: M⁺M³⁺(SO₄)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.

Квасцы (сульфат алюминия-калия KAl(SO₄)₂)

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(SO₄)₂·nH₂O, где X — щелочной металл или аммоний, M — трёхвалентный металл, а n часто равно 12. Наиболее важным примером являются квасцы хрома, KCr (SO₄)₂ · 12H₂О, 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) — AlNH₄(SO₄)₂ · 12H₂O.
• Алюмокалиевые квасцы (Е522) — KAl(SO₄)₂ · 12H₂O. 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) — NaAl(SO₄)₂ · 12H₂O.
• Алюморубидиевые квасцы — RbAl(SO₄)₂ · 12H₂O.
• Алюмоцезиевые квасцы — CsAl(SO₄)₂ · 12H₂O.
• Железоаммонийные квасцы — FeNH₄(SO₄)₂ · 12H₂О
• Железокалиевые квасцы — KFe(SO₄)₂ · 12H₂O
• Хромокалиевые квасцы — KCr(SO₄)₂ · 12H₂O. Тёмно-фиолетовые, просвечивающие рубиново-красным цветом октаэдрические кристаллы. Применяются при кустарной выделке меха в качестве дубителя

Ссылки

https://chem.ru/kvascy.html Архивная копия от 24 августа 2021 на Wayback Machine