十二水硫酸铝钾

十二水硫酸铝钾

十二水合硫酸铝钾(Alum) ,又称:明矾、白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾,是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。无色立方晶体,外表常呈八面体,或与立方体、菱形十二面体形成聚形,有时以{111}面附于容器壁上而形似六方板状,属于α型明矾类复盐,有玻璃光泽。密度1.757g/cm3,熔点92.5℃。64.5℃时失去9个分子结晶水,200℃时失去12个分子结晶水,溶于水,不溶于乙醇。明矾性味酸涩,寒,有毒。故有抗菌作用、收敛作用等,可用做中葯。明矾还可用于製备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等,还可用于食品增加剂。

  • 中文名称
    十二水合硫酸铝钾
  • 外文名称
    12 hydrated aluminum potassiumsulfate(Alum)
  • 别称
    明矾、白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾
  • 化学式
    KAl(SO4)2·12H2O
  • 分子量
    474.392
  • 熔点
    92.5℃
  • CAS登录号
    7784-24-9
  • 沸点
    200℃
  • 水溶性
    可溶(溶解度:约5.90g)
  • 密度
    1.757g/cm3

分子结构

理化性质

明矾石为硷性硫酸铝钾,明矾为含水硫酸铝钾。枯矾则为失去结晶水的明矾。是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。化学式KAl(SO4)2·12H2O,加合式K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O

硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物,它在水中能电离产生两种金属阳离子和硫酸根离子。

製备方法

原料:

srbn.mchu.net

明矾(分析纯),培养皿,烧杯,玻璃棒,镊子,去离子水。

步骤:

1.使用电子天平称取60g明矾。

2.加热去离子水至沸腾,并倒出200ml至烧杯中。

3.将60g明矾放入烧杯中,并用玻璃棒搅拌至完全溶解。

4.将完全溶解后的明矾不饱和溶液用漏斗和滤纸过滤,并取150ml溶液倒入培养皿中。

5.将盛满明矾溶液的培养皿小心转移到其他地方,过程中不能倾洒溶液。

6.静置溶液,用其他的培养皿盖住装满溶液的培养皿,静置一天到两天。静置时不能震动溶液,不能触碰溶液,不能降温过快,否则会完全失败。

注意:

1.晶体最好晚上做,室温不宜过大。

2.培养皿可以换成烧杯。

3.温度降低的越快,晶体最终的形状越好。

4.静置过程中不能用镊子触碰晶体,否则会使得溶液底部出现密集的小晶粒。

5.过滤可以使用干凈的眼镜布。

6.直接培养晶体,即无核结晶,得到的是不完整的晶体,想要得到完整的晶体可以使用悬挂法。

合成方法

1.天然明矾石加工法将明矾石破碎、经焙烧、脱水、风化、蒸汽浸取、沉降、结晶、粉碎,製得硫酸铝钾成品。         2.铝矾土法用硫酸分解铝矾土矿生成硫酸铝溶液,再加硫酸钾反应,经过滤、结晶、离心脱水、干燥製得硫酸铝钾产品。

3.重结晶法粗明矾加水煮沸、蒸发、结晶、分离、干燥製得硫酸铝钾成品。

4.氢氧化铝法将氢氧化铝溶于硫酸,再加入计量的硫酸钾溶液加热反应、经过滤、浓缩、结晶、离心分离、干燥、製得硫酸铝钾成品。

5.将18.37g硫酸钾溶于70g 100℃的水中,另将70.24g十八水硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O溶于60g 100℃的水中。趁热将这两种溶液混合,在不停的搅拌下使混合液慢慢冷却。当溶液冷却到20℃时,可获得约85g十二水硫酸铝钾的结晶。

6.採用重结晶法。将工业品硫酸铝钾加水溶解,然后经凈化、除杂质、过滤、浓缩、结晶、离心脱水、干燥,製得硫酸铝钾。

主要产地

中国主要产地有安徽省、浙江省等。

中国最大的明矾产地应该是浙江省温州市,约佔全国总储量的70%。

温州矾矿,位于浙闽交界的苍南县境内,明矾石矿产丰富,已探明的明矾石储量2.4亿吨,佔全国的70%、世界的60%,素有“世界矾都”之称;炼矾历史悠久,明矾石开採和炼製可追溯到明朝洪武年间,迄今已有600余年历史。

主要毒性

明矾晶体放在空气中会有一定的挥发,但不会对人体有什麽伤害。

十二水硫酸铝钾

明矾中含有的铝对人体有害。长期饮用明矾凈化的水,可能会引起老年性痴呆症。已不主张用明矾作凈水剂了。

当明矾作为食品增加剂,被人食用后,基本不能排出体外,它将永远沉积在人体内。

其毒副作用主要表现为明矾可以杀死脑细胞,使人提前出现脑萎缩、痴呆等症状,影响人们的智力,对生命影响不大。

虽然中国早在30多年前就曾禁止过铝製餐具的使用及明矾作为食品增加剂,但最近几年,人们在这方面的意识越来越淡薄,导致明矾的使用率有所上升。

2003年世界卫生组织曾将明矾列为有害食品增加剂。

基本用途

工业套用

灭火剂

泡沫灭火器内盛有约1mol/L的明矾溶液和约1mol/L的NaHCO3(小苏打)溶液(还有起泡剂),两种溶液的体积比约为11:2。明矾过量是为了使灭火器内的小苏打充分反应,释放出足量的二氧化碳,以达到灭火的目的。

十二水硫酸铝钾

膨化剂

炸油条(饼)或膨化食品时,若在面粉裏加入小苏打后,再加入明矾,虽然会加快二氧化碳的产生,大大加快了膨化的速度,但是对人体不好。这样就可以使油条(饼)在热油锅中一下子就鼓起来,得到香脆可口的油条(饼)了。

缓沖剂

在硫酸盐镀锌中可用作缓沖剂,以稳定镀液的ph值。硫酸铝钾用于硫酸盐镀锌、刷镀锌和镁合金的化学氧化,也可用作处理污水的凝聚剂,若用于镀锌需要注意其铁和重金属的含量。

葯物功能

明矾性寒味酸涩,具有较强的收敛作用。中医认为,明矾具有解毒杀虫,爆湿止痒,止血止泻,清热消痰的功效抗阴道滴虫等作用。一些中医用明矾来治疗高脂血症、十二指肠溃疡、肺结核啰血等疾病。

食用功能

明矾还可用于熬绿豆稀饭,主要作用是使绿豆更容易被煮烂。

明矾还可用于製备铝盐、油漆、鞣料、媒染剂、造纸、防水剂等。

凈水剂

明矾溶于水后电离产生了Al3+,Al3+与水电离产生的OHˉ结合生成了氢氧化铝,氢氧化铝胶体粒子带有正电荷,与带负电的泥沙胶粒相遇,彼此电荷被中和。失去了电荷的胶粒,很快就会聚结在一起,粒子越结越大,终于沉入水底。这样,水就变得清澈干凈了。

葯理作用

⒈ 抗菌作用 明矾对多种革兰阴性、阳性球菌和桿菌都有抑製作用;对常见化脓菌有较强抑菌作用.实验表明:明矾对金黄色葡萄球菌、变形桿菌有抑製作用(试管法).对大肠桿菌、绿脓桿菌、炭疽桿菌、弗氏和志贺痢疾桿菌、伤寒桿菌和副伤寒甲桿菌、变形桿菌及葡萄球菌等有抑製作用(纸碟、平板法);对绿色链球菌、溶血性链球菌、肺炎球菌、白喉桿菌作用最强,对牛型布氏桿菌、百日咳桿菌、脑膜炎球菌作用次之,对流感桿菌无作用(纸片法).高浓度明矾液对人型(H37RV)及牛型结核桿菌也有抑製作用.临床上用0.75%枯矾混悬液对控製烧伤创面的绿脓桿菌感染有效.

体外实验表明:白矾及枯矾对羊毛状小孢子菌和红色毛癣菌有很强的抑製作用.

⒉ 收敛、固脱作用 实验证明:明矾水具有很强的收敛作用.明矾内服刺激性很大,故多外用,可止汗;也可治疗白带过多及溃疡(浓度为1%~5%).

明矾注射液、明矾液和硫酸铝液对大鼠离体直肠,均有明显的抑製作用.浓度超过4%~6%时,可发生蛋白凝固变性,使直肠失去蠕动功能;8%明矾液注射于直肠周围后,可使浆膜及平滑肌凝固性坏死,继而形成无菌性黏连,从而使直肠各层和直肠与周围组织固定,直肠不再滑脱.有报告认为,局部用4%明矾溶液对动物子宫脱垂亦有一定的作用.

⒊ 抗阴道滴虫的作用 10%明矾液在试管内(培养液与葯液之比为 1:1)有明显的抗阴道滴虫作用.

⒋ 凝固蛋白的作用 明矾与蛋白质相遇,使成难溶性的化合物而沉淀.明矾水在体外能使血清立即沉淀,有强烈凝固蛋白的作用.该品可用于止血,如鼻衄时可用棉球浸饱和的明矾溶液塞于鼻孔.有报告认为,明矾、儿茶内服能治疗肺结核啰血.用白矾、郁金配成的白金丸对家兔实验性高脂血症有效.

5.利胆作用:白矾0.6g/kg十二指肠给葯,对麻醉大鼠明显增加胆汁流量

6.局部刺激作用:局部刺激性很大,局部注射15%溶液0.3-0.5ml,使兔狂躁不安,局部红肿、破溃,0.3ml静脉注射,使兔发生寒颤、呼吸急迫,末梢血管变紫色,呈缺氧现象。

凈水食盐

1升水中加入明矾750mg,有凈水及灭菌作用.浑浊的河水中因加入量的不同,可影响水的澄清度.

明矾凈水是过去民间经常採用的方法,它的原理是明矾在水中可以电离出两种金属离子:(明矾中含有的铝对人体有害。长期饮用明矾凈化的水,可能会引起老年性痴呆症。已不主张用明矾作凈水剂了。)

而Al3+很容易水解,生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3:

氢氧化铝胶体的吸附能力很强,可以吸附水裏悬浮的杂质,并形成沉淀,使水澄清。所以,明矾是一种较好的凈水剂。

明矾与氢氧化钠反应如下:

KAl(SO4)2·12H2O+4NaOH=KAlO2+14H2O+2Na2SO4

明矾与小苏打的反应如下:

2KAl(SO4)2·12H2O+6NaHCO3=K2SO4+3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑+24H2O

KAl(SO4)2溶液与Ba(OH)2溶液

硫酸铝钾过量2KAl(SO4)2 + 3Ba(OH)2 == 2Al(OH)3↓ + K2SO4 + 3BaSO4↓ 硫酸铝钾少量KAl(SO4)2 + 2Ba(OH)2 = KAlO2 + 2BaSO4↓ + 2H2O 二者量相等时6KAl(SO4)2 + 6Ba(OH)2 = 4Al(OH)3↓ + Al2(SO4)3 + 6BaSO4↓ + 3K2SO4

明矾可由明矾石经煅烧、萃取,结晶而製得。

史料记载

出自1.《雷公炮炙论》。

⒉《吴普本草》:矾石,生河西或陇西,或武都石门。採无时。

⒊陶弘景:今出益州北部西川,从河西来,色青白,生者名马齿矾,已炼成绝白,蜀人又以当硝石,名白矾。其黄黑者名鸡屎矾,不入葯。俗中合葯,皆先火熬令沸燥,以疗齿痛,多即坏齿,是伤骨之证,而云坚骨齿,诚为疑也。

⒋《唐本草》:矾石有五种,青矾、白矾、黄矾、黑矾、绛矾。然白矾多入葯用,青、黑二矾疗疳及诸疮,黄矾亦疗疮生肉,兼染皮用之,其绛矾本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃,陶及今人谓之石胆,烧之赤色,故名绛矾矣。出瓜州。

⒌《本草图经》:今白矾(生)晋州、慈州无为军。又有矾精、矾蝴蝶,皆炼白矾时,候其极沸,盘心有溅益者如物飞出,以铁匕接之,作虫形者,矾蝴蝶也。但成块光莹如水晶者,矾精也。此二种入葯,力紧于常矾也。又有一种柳絮矾,亦出矾处有之,煎炼而成,轻虚如绵絮,故以名之。今医家用治痰壅及心肺烦热,甚佳。刘禹锡《传信方》治气痢巴石丸,取白矾一大斤,以炭火凈地烧令汁尽,则其色如雪,谓之巴石。或云白矾中青黑者名巴石。

中医套用

⒈《纲目》:矾石之用有四:吐利风热之痰涎,取其酸苦涌泄也;治诸血痛,脱肛,阴挺,疮疡,取其酸涩而收也;治痰饮,泄痢,崩、带,风眼,取其收而燥湿也;治喉痹痈疽,蛇虫伤螫,取其解毒也。

⒉《本草经疏》:矾石,味酸气寒而无毒,其性燥急收涩,解毒除热坠浊。盖寒热泄痢,皆湿热所为,妇人白沃,多由虚脱,涩以止脱故也。阴蚀恶疮,亦缘湿火,目痛多由风热。除固热在骨髓坚齿者,髓为热所劫则空,故骨痿而齿浮,矾性入骨除热,故亦主之。去鼻中息肉者,消毒除热燥湿之功也。白矾,《本经》主寒热泄痢,此盖指泄痢久不止,虚脱滑泄,因发寒热。矾性过涩,涩以止脱,故能主之。假令湿热方炽,积滞正多,误用收涩,为害不一,慎之。妇人白沃多由虚脱,故用收涩以固其标,终非探本之治。目痛不由胬肉及有外障,亦非所宜。除固热在骨髓,仅可资其引导,若谓其独用,反有损也。矾性燥急,而能劫水,故不利齿骨,齿者骨之余故也。

⒊《长沙葯解》:矾石,入足太阴脾、足太阳膀胱经,善收湿淫,最化瘀浊,黑疸可消,白带能除。《金匮》矾石丸治妇人带下经水闭不利,藏坚癖不止,中有干血,下白物。矾石化败血而消痞硬,收湿淫而敛精液,杏仁破其郁陷之滞气也。硝矾散治女劳黑疸,以其燥湿而利水也。《千金》矾石丸治脚气沖心,以其燥湿也。矾石酸涩燥裂,最收湿气而化瘀腐,善吐下老痰宿饮,缘痰涎凝结,粘滞于上下窍隧之间,牢不可动,矾石收罗而扫蕩之,离根失据,藏府不容,高者自吐,低者自下,实非吐下之物也。其善治痈疽者,以中气未败,痈疽外发,肉腐脓泄,而新肌生长,自无余事,阳衰土湿,中气颓败,痈疽不能外发,内陷而伤府藏,是以死也,矾石收藏府之水湿,土燥而气达,是以愈也。

⒋《本经》:主寒热泄痢,白沃,阴蚀恶疮,目痛,坚骨齿。

⒌《别录》:除固热在骨髓,去鼻中息肉。

⒍《葯性论》:治鼠漏,瘰疬,疗鼻衄,生含咽津,治急喉痹。

⒎《日华子本草》:除风去劳,消痰止渴,暖水藏。治中风失音,疥癣。和桃人、葱汤浴,可出汗。

⒏《本草衍义》:火枯为粉,贴嵌甲,牙缝中血出如衄者,贴之办愈。

⒐《本草蒙筌》:禁便泻,塞齿疼,洗脱肛涩肠,敷脓疮收水。

⒑《医学入门》:治耳卒肿出脓,目赤,目翳,胬肉,口舌生疮,牙齿肿痛出血,历久碎坏欲尽,急喉风痹,心肺烦热,风涎壅盛,作渴泄痢。兼治蛇蝎、恶犬、壁镜、驴涎、马汗毒伤。

⒒《医林纂要》:生用解毒,煅用生肌却水。

禁止使用

油条、馒头、面条、膨化食品等食品在加工过程中可能会使用含铝食品增加剂,长期食用对人体伤害很大,尤其对儿童生长发育和智力都会造成影响。

2014年7月1日,国家卫计委等五部门规定,馒头、发糕等面製品(除油炸面製品、挂浆用的面糊、裹粉、煎炸粉外)不能增加含铝膨松剂硫酸铝钾和硫酸铝铵,也就是俗称的“明矾”,复合型膨松剂(即泡打粉)的主要成分也是上述两种物质。膨化食品中,不再允许使用任何含铝食品增加剂。

历史传说

古时候,在云南省有个苦孩子叫白凡,和爹爹住在一间破草屋裏。他们的草房外有株很高的树。每当夏季,这棵树都会开出黄色的小花,花落了,就会长出黑色的果实。

白凡很喜欢这树,这棵树也以其树荫尽心尽力守护着这破草房,使它免受风吹雨打和日晒。有一天,白凡梦见这棵大树变成英伟的王子。他自称诃黎勒,本是来自遥远的南方,我要走了,临走前送你这些东西留念,记住,需要时给你老爹吃。”

白凡惊醒,屋前的大树不见了,遗下一包大树的果实,还有一包无色透明、闪亮的晶体。不久,该地发生了流行病,老人都腹泻不止。白凡的老爹亦不例外,他把王子留下的两包东西煨烧成灰,再细捣细筛成散,用粥调和,喂给老爹吃。老爹的腹泻止住了,白凡又将葯分给其它老人,治好他们的腹泻毛病。从此,用这两种东西製葯的方法就传开了。

人们因而将那包种子称为“诃黎勒”,晶体则称为白矾。

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