Hispanopedia WikiEl alumbre de potasio , también conocido como sulfato de potasio y aluminio , es un compuesto químico definido como el sulfato doble de potasio y aluminio , con fórmula química KAl(SO₄ ) ₂ . Se encuentra comúnmente como el dodecahidrato , KAl(SO₄ ) ₂ · 12H₂O . Cristaliza en una estructura octaédrica en solución neutra y en una estructura cúbica en solución alcalina, con grupo espacial Pa₃ y parámetro de red de 12,18 Å. [ 5 ] Este compuesto es el miembro más importante de la clase genérica de compuestos denominados alumbres , y a menudo se le llama simplemente alumbre . [ 6 ]
El alumbre de potasio se usa comúnmente en la purificación de agua , el curtido de cuero , el teñido , [ 7 ] textiles ignífugos y en polvo de hornear como el número E E522 . También tiene usos cosméticos como desodorante, como tratamiento para después del afeitado y como hemostático para sangrado leve después del afeitado. [ 8 ] [ 9 ]
Historia
Históricamente, el alumbre de potasio se utilizó ampliamente en la industria lanera [ 10 ] 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 teñida .
Antigüedad
Egipto
El alumbre de potasio también era conocido por los antiguos egipcios , quienes lo obtenían de los evaporitas del desierto occidental y, según se informa, lo utilizaban ya en el año 1500 a. C. para reducir la turbidez visible del agua.
Mesopotamia
Según el experto en historia de la química de Oriente Medio, Martin Levey, el alumbre de potasio es uno de los pocos compuestos conocidos por los antiguos que se pueden encontrar relativamente puros en la naturaleza, así como uno de los pocos productos químicos utilizados en la tecnología química mesopotámica que se pueden identificar con certeza. [ 11 ] Se utilizaba tanto alumbre de potasio nativo como importado. [ 11 ] Junto con otros agentes, el alumbre de potasio se utilizaba en la fabricación de vidrio , el curtido y el teñido de telas , madera y posiblemente cabello. [ 11 ] En tablillas del primer milenio a. C. se describe un proceso de curtido con alumbre de potasio. [ 11 ] Cuando Levey escribió su artículo en 1958, no se había encontrado ninguna descripción del proceso de teñido, por lo que se desconoce cómo se utilizaba el alumbre de potasio en él. En la medicina mesopotámica, el alumbre de potasio se utilizaba ampliamente, por ejemplo, contra la picazón, la ictericia , algunas afecciones oculares y dolencias no identificadas. [ 11 ]
Según Levey, el alumbre de potasio se usaba en la "época clásica" como fundente para soldar cobre , para ignifugar la madera y para separar la plata del oro, pero no hay evidencia de que estos usos existieran en Mesopotamia. [ 11 ]
Grecia
La producción de alumbre de potasio a partir de alunita está atestiguada arqueológicamente en la isla de Lesbos . [ 12 ] Este sitio fue abandonado en el siglo VII, pero data al menos del siglo II d. C.
Roma
El alumbre de potasio fue descrito con el nombre de alumen o salsugoterrae por Plinio , [ 13 ] y es claramente el mismo que la stypteria (στυπτηρία) descrita por Dioscórides . [ 14 ] 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". [ 15 ]
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 . En la medicina tradicional china se utiliza 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, posteriormente, por Florencia . Tras la caída de Constantinopla , se descubrió alunita (la fuente del alumbre) en Tolfa , en los Estados Pontificios (1461). La industria textil de Brujas , y de muchos otros lugares de Italia, y más tarde de Inglaterra, requería alumbre para estabilizar los tintes en la tela (hacer que los tintes fueran "fijos") y también para realzar los colores. [ 16 ] [ 17 ]
era moderna
Inglaterra
El alumbre de potasio se importaba a Inglaterra principalmente desde Oriente Medio y, desde finales del siglo XV en adelante, desde los Estados Pontificios durante cientos de años. Allí se utilizaba como fijador de tintes ( mordiente ) para la lana (que era una de las principales industrias de Inglaterra, cuyo valor aumentaba significativamente si se teñía). Sin embargo, estas fuentes no eran fiables, y se impulsó el desarrollo de una fuente propia en Inglaterra, especialmente cuando cesaron las importaciones de los Estados Pontificios tras la excomunión de Enrique VIII . [ 18 ]
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 la pizarra , que contenía el ingrediente clave, el sulfato de aluminio , y que contribuyó de manera importante a la Revolución Industrial . Uno de los yacimientos históricos más antiguos para la producción de alumbre a partir de pizarra y orina humana son las fábricas de alumbre de Peak en Ravenscar , North Yorkshire. Para el siglo XVIII, el paisaje del noreste de Yorkshire había sido devastado por este proceso, que implicaba la construcción de pilas de pizarra ardiendo de 30 metros (100 pies) de altura y su alimentación continua con leña durante meses. El resto del proceso de producción consistía en la extracción, el remojo de ceniza de pizarra con algas marinas en orina, la ebullición, la evaporación, la cristalización, la molienda y la carga en sacos para su exportación. La extracción erosionó los acantilados de la zona, los bosques fueron talados para obtener carbón vegetal y la tierra se contaminó con ácido sulfúrico y ceniza. [ 19 ]
Identificación de la fórmula
A principios del siglo XVIII, Georg Ernst Stahl afirmó que la reacción del ácido sulfúrico con la piedra caliza producía una especie de alumbre. [ 20 ] [ 21 ] El error fue corregido pronto por Johann Pott y Andreas Marggraf , quienes demostraron que el precipitado obtenido al verter un álcali en una solución de alumbre, es decir, la alúmina , es muy diferente de la cal y la tiza , y es uno de los ingredientes de la arcilla común . [ 22 ] [ 23 ]
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. [ 24 ] [ 25 ] 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. [ 24 ] [ 26 ]
En aquel entonces, 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 . [ 27 ] [ 28 ]
Louis Vauquelin conjeturó entonces que el potasio también era un ingrediente en muchos otros minerales . Dados 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. [ 29 ] En el mismo volumen de la revista, Jean-Antoine Chaptal publicó el análisis de cuatro tipos diferentes de alumbre, a saber, alumbre romano, alumbre levantino, alumbre británico y alumbre fabricado por él mismo, [ 30 ] confirmando los resultados de Vauquelin. [ 24 ]
Características
El alumbre de potasio 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 causar la separación de Al(OH)3 , que se redisuelve con exceso de hidróxido. [ 31 ]
Cuando se calienta hasta casi el rojo vivo, produce una masa porosa y friable, conocida como "alumbre quemado". Se funde a 92 °C (198 °F) en su propia agua de cristalización .
fenómeno natural
El dodecahidrato de alumbre de potasio se presenta en la naturaleza como un mineral sulfato llamado alumbre-(K) , típicamente como incrustaciones en rocas en áreas de meteorización y oxidación de minerales de sulfuro y minerales que contienen potasio.
En el pasado, el alumbre de potasio se ha obtenido a partir de la alunita ( KAl(SO4 )2 ·2Al(OH)3 ), extraído de sedimentos volcánicos que contienen azufre. [ 32 ] La alunita es un asociado y probable fuente de potasio y aluminio. [ 2 ] [ 33 ] Se ha reportado enel Vesubio,Italia; al este deSpringsure,Queensland; en Alum Cave,Tennessee; Alum Gulch,condado de Santa Cruz, Arizonay laislafilipinaCebú.
Para obtener alumbre a partir de alunita , esta se calcina y luego se expone al aire durante un tiempo considerable. Durante esta exposición, se mantiene constantemente humedecida con agua, de modo que finalmente se convierte en un polvo muy fino. Este polvo se lixivia con agua caliente, se decanta el líquido y se deja cristalizar el alumbre.
El undecahidrato también se presenta como el mineral fibroso kalinita ( KAl(SO4 )2 ·12H2 O). [ 34 ]
Producción industrial
Históricamente, el alumbre de potasio se extraía principalmente de la alunita .
El alumbre de potasio se produce actualmente a nivel industrial añadiendo sulfato de potasio a una solución concentrada de sulfato de aluminio . [ 35 ] El sulfato de aluminio se obtiene generalmente tratando minerales como el esquisto de alumbre , la bauxita y la criolita con ácido sulfúrico. [ 36 ] Si el sulfato debe contener mucho hierro, es preferible utilizar cloruro de potasio en lugar de sulfato de potasio. [ 36 ]
Usos
Medicina y cosmética
El alumbre de potasio se utiliza en medicina principalmente como astringente (o hemostático ) y antiséptico .
Los lápices hemostáticos son varillas compuestas de alumbre de potasio o sulfato de aluminio, que se utilizan tópicamente para reducir el sangrado en cortes menores (especialmente al afeitarse ), abrasiones, hemorragias nasales y hemorroides , y para aliviar el dolor de picaduras y mordeduras. Los bloques de alumbre de potasio se frotan sobre la piel húmeda después del afeitado. [ 9 ]
El alumbre de potasio también se usa tópicamente para eliminar granos y acné , y para cauterizar úlceras aftosas en la boca y aftas bucales , ya que tiene un efecto secante significativo en el área y reduce la irritación que se siente en el sitio. [ 38 ] [ 39 ] Se ha usado para detener el sangrado en casos de cistitis hemorrágica [ 40 ] y se usa en algunos países como cura para la hiperhidrosis .
Se utiliza en odontología (especialmente en hilos de retracción gingival) debido a sus propiedades astringentes y hemostáticas .
El alumbre de potasio y el alumbre de 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 [ 41 ] [ 42 ] contribuyen a su uso tradicional como desodorante para las axilas . [ 13 ] Se ha utilizado con este fin 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 de amonio se vende comercialmente con este fin como un "cristal desodorante". [ 43 ] [ 44 ] [ 8 ] A partir de 2005, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos dejó de reconocerlo como reductor de la humedad, pero aún está disponible y se utiliza en varios otros países, principalmente en Asia.
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. [ 45 ] Pero ha sido reemplazado casi por completo por el hidróxido de aluminio y el fosfato de aluminio en las vacunas comerciales. [ 46 ]
El alumbre puede utilizarse en ceras depilatorias para la eliminación del vello corporal o aplicarse sobre la piel recién depilada como agente calmante.
Culinario
El alumbre de potasio puede ser un ingrediente ácido del polvo para hornear que proporciona una segunda fase de fermentación a altas temperaturas (aunque el alumbre de sodio se usa más comúnmente para ese propósito). Por ejemplo, el alumbre de potasio se usa frecuentemente en la fermentación del youtiao , un pan frito tradicional chino, en toda China. [ 47 ]
El alumbre fue utilizado por los panaderos en Inglaterra durante el siglo XIX para blanquear el pan. Algunos, incluido John Snow , teorizaron que esto causaba raquitismo . [ 48 ] [ 49 ] La Ley de Venta de Alimentos y Medicamentos de 1875 ( 38 & 39 Vict. c. 63) impidió esta y otras adulteraciones. [ 50 ]
El alumbre de potasio, conocido como "alumbre en polvo", se encuentra en la sección de especias de muchos supermercados en Estados Unidos . Su principal uso culinario es en recetas de encurtidos , para conservar y dar textura crujiente a frutas y verduras. [ 51 ]
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. [ 35 ]
Curtido
El alumbre de potasio se utiliza en el curtido del cuero [ 52 ] para eliminar la humedad de la piel y evitar que se pudra. A diferencia del ácido tánico , el alumbre no se adhiere a la piel y se puede lavar.
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 . [ 53 ] También se utiliza con este propósito en el marmoleado de papel . [ 54 ]
Floculante químico
El alumbre de potasio se ha utilizado desde la antigüedad para la purificación de líquidos turbios. [ 55 ] Todavía se utiliza ampliamente en la purificación de agua potable y para procesos industriales, el tratamiento de efluentes y el tratamiento de lagos después de tormentas para precipitar contaminantes. [ 56 ]
Entre 30 y 40 ppm de alumbre [ 55 ] [ 57 ] para aguas residuales domésticas, a menudo más para aguas residuales industriales, [ 58 ] se agrega al agua para que las partículas coloidales cargadas negativamente se agrupen en " flóculos ", que luego flotan en la superficie del líquido, se depositan en el fondo del líquido o pueden filtrarse más fácilmente del líquido, antes de una mayor filtración y desinfección del agua. [ 35 ] Al igual que otras sales similares, funciona neutralizando la doble capa eléctrica que rodea las partículas suspendidas muy finas, permitiendo que se unan en flóculos.
Se aprovecha el mismo principio al usar alumbre para aumentar la viscosidad de una suspensión de esmalte cerámico ; esto hace que el esmalte se adhiera mejor y ralentiza su velocidad de sedimentación .
pigmentos lacustres
El hidróxido de aluminio procedente del alumbre de potasio sirve de base para la mayoría de los pigmentos lacados . [ 59 ]
Disolución de hierro y acero
La solución de alumbre tiene la propiedad de disolver aceros sin afectar al aluminio ni a los metales base . La solución de alumbre se puede utilizar para disolver fragmentos de herramientas de acero que se hayan atascado en piezas fundidas mecanizadas. [ 60 ] [ 61 ]
Otro
En el arte tradicional japonés , el alumbre y la cola animal se disolvían en agua, formando un líquido conocido como dousa ( ja:礬水), y se utilizaba como imprimación para el encolado del papel .
El alumbre es un ingrediente de algunas recetas para compuestos de modelado caseros, a menudo llamados "plastilina" o "masa de juego", destinados al uso infantil.
El alumbre de potasio se utilizaba antiguamente como endurecedor para emulsiones fotográficas (películas y papeles), generalmente como parte del fijador . Actualmente, otros productos químicos lo han sustituido en ese uso.
Toxicología y seguridad
El alumbre de potasio puede ser un irritante leve para la piel cuando se usa como desodorante. [ 62 ]
Véase también
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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. pp. 766–767 .
- minerales de sulfato
- Compuestos de potasio
- compuestos de aluminio
- Tratamiento del agua
- complejos de coordinación
- Potasa
- Aditivos con número E