El alumbre potásico , alumbre potásico o sulfato de potasio y aluminio es un compuesto químico : el doble sulfato de potasio y aluminio , de fórmula química KAl(SO 4 ) 2 . Se encuentra comúnmente como dodecahidrato , KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O. Cristaliza en una estructura octaédrica en solución neutra y en una estructura cúbica en una solución alcalina con un grupo espacial P a −3 y un parámetro de red de 12,18 Å. [4] El compuesto es el miembro más importante de la clase genérica de compuestos llamados alumbre , y a menudo se le llama simplemente alumbre . [5]
El alumbre de potasio se usa comúnmente en la purificación de agua , curtido de cuero , teñido , [6] textiles ignífugos y levadura en polvo como número E E522 . También tiene usos cosméticos como desodorante, como tratamiento para después del afeitado y como astringente para sangrados menores causados por el afeitado. [7] [8]
El alumbre de potasio también era conocido por los antiguos egipcios , quienes lo obtenían de evaporitas en el desierto occidental y, según se informa, lo usaban ya en el año 1500 a. C. para reducir la turbiedad visible en el agua. [ cita necesaria ]
El alumbre potásico fue descrito bajo el nombre de alumen o salsugoterrae por Plinio , [9] y es claramente el mismo que el estipteria (στυπτηρία) descrito por Dioscórides . [10] 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". [11] [ se necesita cita completa ]
La producción de alumbre potásico a partir de alunita está atestiguada arqueológicamente en la isla de Lesbos . [12] Este sitio fue abandonado en el siglo VII, pero se remonta al menos al siglo II d.C.
El alumbre potásico se menciona en algunos [ ¿cuáles? ] Textos ayurvédicos con el nombre como sphaṭika kṣāra , phitkari o saurashtri . [ cita necesaria ] Se utiliza en la medicina tradicional china con el nombre mingfan .
El alumbre potásico se importó a Inglaterra principalmente desde Oriente Medio y, desde finales del siglo XV, desde los Estados Pontificios durante cientos de años. Allí se utilizaba 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 necesaria ]
Sin embargo, estas fuentes no eran fiables y hubo un impulso para desarrollar una fuente en Inglaterra, especialmente cuando cesaron las importaciones desde los Estados Pontificios tras la excomunión de Enrique VIII . [13]
Históricamente, el alumbre de potasio se utilizó ampliamente en la industria de la lana [14] desde la antigüedad clásica , durante la Edad Media y hasta bien entrado el siglo XIX como mordiente o fijador de tintes en el proceso de convertir la lana en rollos de tela teñidos . [ cita necesaria ]
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 Florencia . Después de la caída de Constantinopla , la alunita (la fuente del alumbre) fue descubierta 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, necesitaba alumbre para estabilizar los tintes sobre la tela (hacer que los tintes fueran "rápidos") y también para iluminar los colores. [15] [16]
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, sulfato de aluminio , y contribuyó de manera importante a la Revolución Industrial . Uno de los sitios históricos más antiguos para la producción de alumbre a partir de esquisto y orina humana es la fábrica de alumbre Peak en Ravenscar , North Yorkshire. En el siglo XVIII, el paisaje del noreste de Yorkshire había sido devastado por este proceso, que implicó construir pilas de 30 m (100 pies) de esquisto ardiente y alimentarlas con leña continuamente durante meses. El resto del proceso de producción consistió en la extracción, la extracción, el macerado de cenizas de esquisto con algas en orina, la ebullición, la evaporación, la cristalización, la molienda y la carga en sacos para la exportación. Las canteras devoraron los acantilados de la zona, los bosques fueron talados para obtener carbón vegetal y la tierra contaminada con ácido sulfúrico y cenizas. [17]
A principios del siglo XVIII, Georg Ernst Stahl afirmó que al hacer reaccionar ácido sulfúrico con piedra caliza se producía una especie de alumbre. [18] [19] El error pronto fue corregido 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 . [20] [21]
Marggraf también demostró que se pueden obtener cristales perfectos con propiedades de alumbre disolviendo alúmina en ácido sulfúrico y agregando potasa o amoníaco a la solución concentrada. [22] [23] 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 funcionaban. [22] [24]
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 . [25] [26]
Louis Vauquelin conjeturó entonces que el potasio también era un ingrediente de muchos otros minerales . Dados los experimentos de Marggraf y Bergman, sospechaba que este álcali constituía un ingrediente esencial del alumbre natural. En 1797 publicó una disertación demostrando que el alumbre es una sal doble , compuesta de ácido sulfúrico, alúmina y potasa. [27] En el mismo volumen de la revista, Jean-Antoine Chaptal publicó el análisis de cuatro tipos diferentes de alumbre: alumbre romano, alumbre de Levante, alumbre británico y alumbre fabricado por él mismo, [28] confirmando los resultados de Vauquelin. [22]
El alumbre potásico cristaliza en octaedros regulares con esquinas aplanadas y es muy soluble en agua. La solución es ligeramente ácida y de sabor astringente . Neutralizar una solución de alumbre con hidróxido de potasio comenzará a provocar la separación de la alúmina Al(OH)
3. [ cita necesaria ]
Cuando se calienta casi al rojo vivo, se obtiene una masa porosa y friable, que se conoce como "alumbre quemado". Se funde a 92 °C (198 °F) en su propia agua de cristalización . [ cita necesaria ]
El dodecahidrato de alumbre potásico se presenta en la naturaleza como un mineral de sulfato llamado alumbre-(K) , típicamente como incrustaciones en rocas en áreas de erosión y oxidación de minerales de sulfuro y minerales que contienen potasio. [ cita necesaria ]
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. [29] La alunita es una fuente asociada y probable de potasio y aluminio. [1] [30] 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 luego se expone a la acción del aire durante un tiempo considerable. Durante esta exposición se mantiene continuamente humedecido con agua, de modo que al final se convierte en un polvo muy fino. Luego se lixivia este polvo con agua caliente, se decanta el licor y se deja cristalizar el alumbre. [ cita necesaria ]
El undecahidrato también se presenta como el mineral fibroso kalinita ( KAl(SO
4)
2·11H
2O ). [31]
Históricamente, el alumbre potásico se extraía principalmente de la alunita .
El alumbre potásico ahora se produce industrialmente añadiendo sulfato de potasio a una solución concentrada de sulfato de aluminio . [32] El sulfato de aluminio se obtiene generalmente tratando minerales como esquisto de alumbre , bauxita y criolita con ácido sulfúrico. [33] Si debe haber mucho hierro presente en el sulfato, entonces es preferible usar cloruro de potasio en lugar de sulfato de potasio. [33]
El alumbre potásico se utiliza en medicina principalmente como astringente (o astringente ) y antiséptico .
Los lápices astringentes 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 necesaria ] Los bloques de alumbre de potasio se frotan sobre la piel húmeda después del afeitado. [8]
El alumbre de potasio también se usa tópicamente para eliminar las espinillas y el acné , y para cauterizar las úlceras aftosas en la boca y las aftas , ya que tiene un efecto secante significativo en el área y reduce la irritación que se siente en el sitio. [35] [36] Se ha utilizado para detener el sangrado en casos de cistitis hemorrágica [37] y se utiliza en algunos países como cura para la hiperhidrosis . [ cita necesaria ]
Se utiliza en odontología (especialmente en cordones de retracción gingival) por sus propiedades astringentes y hemostáticas . [ cita necesaria ]
El alumbre de potasio y amonio son los ingredientes activos de algunos antitranspirantes y desodorantes y actúan inhibiendo el crecimiento de las bacterias responsables del olor corporal . Las propiedades antitranspirantes y antibacterianas del alumbre [38] [39] contribuyen a su uso tradicional como desodorante para las axilas . [9] Se ha utilizado con este fin en Europa, México, Tailandia (donde se le llama sarn-som ), en toda Asia y en Filipinas (donde se le llama tawas ). Hoy en día, el alumbre potásico o amónico se vende comercialmente para este fin como "cristal desodorante". [40] [41] [7] A partir de 2005, la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU . ya no lo reconoció como un reductor de humedad, pero todavía está disponible y se utiliza en varios otros países, principalmente en Asia. [ cita necesaria ]
El alumbre potásico fue el principal adyuvante inmunológico utilizado para aumentar la eficacia de las vacunas y se ha utilizado desde la década de 1920. [42] Pero ha sido reemplazado casi por completo por hidróxido de aluminio y fosfato de aluminio en las vacunas comerciales. [43]
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 peinados rapados o planos a veces se aplicaban alumbre en el cabello, como alternativa a la pomada , para mantener el cabello erizado. [ cita necesaria ]
El alumbre de potasio puede ser un ingrediente ácido del polvo de hornear para proporcionar una segunda fase de levadura a altas temperaturas (aunque el alumbre de sodio se usa más comúnmente para ese propósito). [ cita necesaria ] Por ejemplo, el alumbre potásico se utiliza con frecuencia como levadura de Youtiao , un pan frito tradicional chino, en toda China. [44]
Los panaderos de Inglaterra utilizaron alumbre durante el siglo XIX para hacer el pan más blanco. Algunos, incluido John Snow , teorizaron que esto causaba raquitismo . [45] [46] La Ley de Venta de Alimentos y Medicamentos de 1875 impidió esta y otras adulteraciones. [47]
El alumbre potásico, bajo el nombre de "polvo de alumbre", se encuentra en la sección de especias de muchas tiendas de comestibles de EE. UU . Su principal uso culinario es en recetas de encurtidos , para conservar y dar frescura a frutas y verduras. [48]
El alumbre de potasio se utiliza como retardante del fuego para hacer que los materiales de tela, madera y papel sean menos inflamables. [32]
El alumbre de potasio se utiliza en el curtido del cuero , [49] para eliminar la humedad de la piel y evitar que se pudra. [ cita necesaria ] A diferencia del ácido tánico , el alumbre no se adhiere a la piel y se puede eliminar con lavado. [ cita necesaria ]
El alumbre se ha utilizado desde la antigüedad como mordiente para formar un vínculo permanente entre el tinte y las fibras textiles naturales como la lana . [50] También se utiliza con este fin en el marmoleado de papel . [51]
El alumbre potásico se ha utilizado desde la antigüedad remota para la purificación de líquidos turbios. [52] Todavía se utiliza ampliamente en la purificación de agua para beber y en procesos industriales, en el tratamiento de efluentes y en el tratamiento de lagos después de tormentas para precipitar contaminantes. [53]
Se añaden al agua entre 30 y 40 ppm de alumbre [52] [54] para aguas residuales domésticas, a menudo más para aguas residuales industriales, [55] para que las partículas coloidales cargadas negativamente se agrupen en " flóculos ", que luego flotan hacia el agua. encima del líquido, se depositan en el fondo del líquido o se pueden filtrar más fácilmente del líquido, antes de realizar una mayor filtración y desinfección del agua. [32] Al igual que otras sales similares, actúa neutralizando la doble capa eléctrica que rodea las partículas suspendidas muy finas, permitiéndoles unirse formando flóculos.
El mismo principio se utiliza 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 necesaria ]
El hidróxido de aluminio procedente del alumbre potásico sirve como base para la mayoría de los pigmentos lacustres . [56]
La solución de alumbre tiene la propiedad de disolver los aceros sin afectar el aluminio ni los metales base . La solución de alumbre se puede utilizar para disolver brocas de acero que se han alojado en piezas fundidas mecanizadas. [57] [58]
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 usaba como capa base para el encolado del papel . [ cita necesaria ]
El alumbre es un ingrediente en algunas recetas de compuestos para modelar caseros, a menudo llamados " plastilina " o " plastilina ", destinados a los niños. [ cita necesaria ]
El alumbre potásico se utilizaba antiguamente como endurecedor de emulsiones fotográficas (películas y papeles), normalmente como parte del fijador . Actualmente ha sido sustituido en ese uso por otros productos químicos.
El alumbre potásico puede ser un irritante débil para la piel. [59]
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