Alumbre

^El desierto occidental de Egipto fue una importante fuente de sustitutos del alumbre en la antigüedad. Estos _evaporitas eran principalmente FeAl₂ ( _SO₄ ) _₄ · 22H₂O , MgAl₂ ( _SO₄ ) _₄ · 22H₂O , _NaAl ( _SO₄ ) _₂ · 6H₂O , MgSO₄ _· 7H₂O y Al₂ ( SO₄ _{) ₃} · 17H₂O _. ^{[ 3} _] ^{[ 4} _{] El} antiguo griego Heródoto ^menciona _el alumbre ^egipcio como un ^producto valioso en _sus Historias . [ 5 ^]

La producción de alumbre de potasio a partir de alunita está atestiguada arqueológicamente en la isla de Lesbos . ^{[ 6 ]} El sitio fue abandonado durante el  siglo VII  d. C., pero data al menos del  siglo II  d. C. El alumbre nativo de la isla de Melos parece haber sido una mezcla principalmente de alunógeno ( Al ₂ (SO ₄ ) ₃ · 17H ₂ O ) con alumbre de potasio y otros sulfatos menores. ^{[ 7 ]}

Una descripción detallada de una sustancia denominada alumbre aparece en la Historia Natural del romano Plinio el Viejo . ^{[ 8 ]}

Al comparar la descripción de Plinio con el relato de stypteria (στυπτηρία) dado por Dioscórides , ^{[ 9 ]} es obvio que ambos son idénticos. Plinio nos informa que una forma de alumbre se encontraba naturalmente en la tierra y la denomina salsugoterrae .

Plinio escribió que diferentes sustancias se distinguían con el nombre de alumbre , pero todas se caracterizaban por cierto grado de astringencia y se empleaban para teñir y en medicina. Plinio escribió que existe otro tipo de alumbre que los antiguos griegos denominan esquistón , y que «se divide en filamentos de color blanquecino». ^{[ 8 ]} Por el nombre esquistón y su modo de formación, parece que este tipo era la sal que se forma espontáneamente en ciertos minerales salinos, como la pizarra de alumbre y la pizarra bituminosa , y que consiste principalmente en sulfatos de hierro y aluminio. Un tipo de alumbre era líquido, propenso a la adulteración; pero cuando era puro tenía la propiedad de ennegrecerse al añadirlo al jugo de granada . Esta propiedad parece caracterizar una solución de sulfato de hierro( ^II) en agua; una solución de alumbre común (potásico) no poseería tal propiedad. La contaminación con sulfato de hierro era muy impopular, ya que oscurecía y apagaba los colores de los tintes. En algunos lugares, es posible que faltara sulfato de hierro, por lo que la sal sería blanca y, según Plinio, adecuada para teñir con colores brillantes.

Plinio describe varios otros tipos de alumbre, pero no queda claro qué minerales son. Por lo tanto, el alumbre de los antiguos no siempre fue alumbre de potasio, ni siquiera sulfato de aluminio alcalino. ^{[ 10 ] :  766–767}

El alumbre y el vitriolo verde (sulfato de hierro) tienen un sabor ligeramente dulce y astringente, y sus usos se solapaban. Por lo tanto, durante la Edad Media , los alquimistas y otros autores no parecen haber distinguido con precisión ambas sales. En los escritos de los alquimistas encontramos las palabras «misy» , «sory » y «chalcanthum» aplicadas a ambos compuestos; y el nombre «atramentum sutorium» , que cabría esperar que perteneciera exclusivamente al vitriolo verde, se aplicaba indistintamente a ambos.

El alumbre fue el mordiente (sustancia utilizada para fijar tintes en telas) más común en la industria de los tintes, especialmente en los países islámicos, durante la Edad Media . Fue el principal producto de exportación de la región de Chad , desde donde se transportaba a los mercados de Egipto y Marruecos , y luego a Europa . Se encontraron fuentes menos importantes en Egipto y Yemen . ^{[ 11 ]}

A principios del siglo XVIII, G. E. Stahl afirmó que la reacción del ácido sulfúrico con la piedra caliza producía una especie de alumbre. ^{[ 12 ] [ a ] ​​[ b ] [ 13 ]} El error fue corregido pronto por Johann Heinrich Pott y Andreas Sigismund Marggraf , quienes demostraron que el precipitado obtenido al verter un álcali en una solución de alumbre, a saber, la alúmina , es muy diferente de la cal y la tiza , y es uno de los ingredientes de la arcilla común . ^{[ 14 ] [ c ] [ 15 ] : 41–66}

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. ^{[ 10 ] : 766 [ 15 ] : 31–40} 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. ^{[ 16 ] [ d ] [ 10 ] : 766}

La composición del alumbre común fue determinada finalmente por Louis Vauquelin en 1797. Tan pronto como Martin Klaproth descubrió la presencia de potasio en la leucita y la lepidolita , ^{[ 17 ] [ 18 ] [ e ]} Vauquelin demostró que el alumbre común es una sal doble , compuesta de ácido sulfúrico, alúmina y potasa. ^{[ 19 ]} En el mismo volumen de la revista, Chaptal publicó el análisis de cuatro tipos diferentes de alumbre, a saber, alumbre romano, alumbre del Levante, alumbre británico y un alumbre fabricado por él mismo, ^{[ 20 ]} confirmando el resultado de Vauquelin . ^{[ 10 ]}

Los alumbres cristalizan en una de tres estructuras cristalinas diferentes. Estas clases se denominan alumbres α, β y γ. Las primeras estructuras cristalinas de alumbres obtenidas mediante difracción de rayos X fueron publicadas en 1927 por James M. Cork y Lawrence Bragg , y se utilizaron para desarrollar la técnica de recuperación de fase por sustitución isomorfa . ^{[ 22 ]}

La solubilidad de los distintos alumbres en agua varía considerablemente; el alumbre de sodio es fácilmente soluble, mientras que los alumbres de cesio y rubidio son solo ligeramente solubles. Las distintas solubilidades se muestran en la siguiente tabla. ^{[ 10 ] : 767}

A temperatura T ,  se disuelven 100 partes de agua:

Los alumbres a base de aluminio se han utilizado desde la antigüedad y siguen siendo importantes para muchos procesos industriales. El alumbre más utilizado es el alumbre de potasio . Se ha utilizado desde la antigüedad como floculante para clarificar líquidos turbios, como mordiente (o aglutinante) en el teñido y en el curtido . Todavía se utiliza ampliamente en el tratamiento de aguas , en medicina, en cosmética (en desodorantes ), en la preparación de alimentos (en levadura en polvo y encurtidos ) y para ignifugar papel y telas.

El alumbre se usa como hemostático (para detener el sangrado) en lápices hemostáticos disponibles en farmacias. Los bloques de alumbre, disponibles en barberías y tiendas de artículos para caballeros, se usan para detener el sangrado de los cortes al afeitarse; ^{[ 23 ]} y como astringente .

El alumbre en polvo también se utiliza en la medicina tradicional del sudeste asiático para heridas abiertas y llagas. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

Un bloque de alumbre puede usarse directamente como desodorante (antitranspirante) sin perfume, y el alumbre mineral sin procesar se vende en los bazares de la India con ese fin. En todo el sudeste asiático insular , el alumbre de potasio se conoce comúnmente como tawas y tiene numerosos usos. Se utiliza como antitranspirante y desodorante tradicional. Los cristales suelen molerse hasta obtener un polvo fino antes de su uso. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

En Gran Bretaña, el alumbre se ha utilizado para conservar y blanquear la harina . Los panaderos empleaban pequeñas cantidades para elaborar el fino pan blanco manchet , destinado a los ricos. En épocas de malas cosechas, se añadía más alumbre. En 1758, el gobierno británico prohibió el uso de alumbre en el pan, aunque algunos panaderos continuaron utilizándolo y muchas personas siguieron demandando pan blanco adulterado con alumbre. ^{[ 26 ]}

Durante el siglo XIX, el alumbre se utilizaba junto con otras sustancias como el yeso para adulterar ciertos alimentos, especialmente el pan. Se empleaba para blanquear la harina de menor calidad, lo que permitía a los productores ahorrar en harina blanca. Debido a su capacidad para retener agua, hacía que el pan fuera más pesado, lo que significaba que los comerciantes podían cobrar más por él en sus tiendas. La cantidad de alumbre presente en cada hogaza de pan podía alcanzar concentraciones tóxicas para los humanos y causar diarrea crónica , que podía provocar la muerte de niños pequeños. ^{[ 27 ]}

El alumbre se utiliza como mordiente en los textiles tradicionales; ^{[ 28 ]} Para el arte tradicional japonés , el alumbre y la cola animal se disolvían en agua, formando un líquido conocido como dousa ( japonés :礬水), y se utilizaba como capa base para el encolado del papel .

En Indonesia y Filipinas , se utilizaron soluciones de tawas , sal , bórax y pigmentos orgánicos para cambiar el color de los adornos de oro . ^{[ 29 ]}

El alumbre, en forma de sulfato de aluminio y potasio o sulfato de aluminio y amonio, disuelto en un baño concentrado de agua caliente, es utilizado habitualmente por joyeros y maquinistas para disolver brocas de acero endurecido que se han desprendido de objetos de aluminio, cobre, latón, oro (de cualquier quilate), plata (tanto de ley como fina) y acero inoxidable. Esto se debe a que el alumbre no reacciona químicamente de forma significativa con ninguno de estos metales, pero sí corroe el acero al carbono. Al aplicar calor a una mezcla de alumbre que sujeta una pieza con una broca atascada, si la broca es lo suficientemente pequeña, a veces puede disolverse o eliminarse en cuestión de horas. ^{[ 30 ]}

En Filipinas, los babaylan también quemaban cristales de alumbre y los dejaban gotear en un recipiente con agua para la adivinación . También se utiliza en otros rituales de las religiones animistas anito de las islas. ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

También se conocen alumbres de selenio o selenato que contienen selenio en lugar de azufre en el anión sulfato , formando selenato ( SeO 2− 4 ) en su lugar. ^{[ 36 ]} Son agentes oxidantes fuertes .

En algunos casos, pueden presentarse soluciones sólidas de alumbres con diferentes cationes monovalentes y trivalentes.

Además de los alumbres, que son dodecahidratos, existen sulfatos dobles y selenatos de cationes monovalentes y trivalentes con otros grados de hidratación . Estos materiales también pueden denominarse alumbres, incluyendo los undecahidratos como la mendozita y la kalinita , los hexahidratos como el guanidinio ( CH₆N⁺³ ) y el dimetilamonio ( (CH₃ ₎ ₂NH⁺² ) , los tetrahidratos como la goldichita , los monohidratos como el sulfato de talio y plutonio, y los alumbres anhidros ( _yavapaiitas ) . Estas clases incluyen combinaciones de iones diferentes, pero que se superponen.

Un pseudoalumbre es un sulfato doble de la fórmula típica X SO ₄ · Y ₂ (SO ₄ ) ₃ · 22H ₂ O , de modo que X es un ion metálico divalente, como cobalto ( wupatkiita ), manganeso ( apjohnita ), magnesio ( pickeringita ) o hierro ( halotricita o alumbre de pluma), e Y es un ion metálico trivalente. ^{[ 37 ]}

También se conocen sulfatos dobles con la fórmula general X ₂ SO ₄ · Y ₂ (SO ₄ ) ₃ · 24H ₂ O , donde X es un catión monovalente como sodio , potasio , rubidio , cesio , talio ^I , amonio ( NH + 4 ), metilamonio ( CH ₃ NH + 3 ), hidroxilamonio ( HONH + 3 ), o hidrazinio ( N ₂ H + 5 ), e Y es un ion metálico trivalente, como aluminio , cromo , titanio , manganeso , vanadio , hierro ^III , cobalto , galio , molibdeno , indio , rutenio , rodio , o iridio . ^{[ 38 ]} También existen selenatos análogos . Las posibles combinaciones de catión monovalente, catión trivalente y anión dependen de los tamaños de los iones .

Una sal de Tutton es un sulfato doble de la fórmula típica X ₂ SO ₄ · Y SO ₄ · 6H ₂ O , donde X es un catión monovalente e Y un ion metálico divalente .

Los sulfatos dobles de composición X ₂ SO ₄ · 2 Y SO ₄ , donde X es un catión monovalente e Y es un ion metálico divalente, se denominan langbeinitas , en honor al sulfato de potasio y magnesio prototípico.