آلومینیوم پتاسیم سولفات 12آبه (آلن 2 پتاس)

آلومینیوم پتاسیم سولفات 12آبه (آلن 2 پتاس)

1-مقدمه

آلوم پتاسیم یا سولفات آلومینیوم پتاسیم یک ترکیب شیمیایی است که سولفات مضاعف پتاسیم و آلومینیوم، با فرمول شیمیایی KAl (SO4) 2.  می باشد و معمولاً به عنوان دودکاهیدرات ( 12 آبه)، KAl (SO4)2.12H2O مطرح می شود. این ترکیب در یک ساختار هشت وجهی در محلول خنثی و ساختار مکعبی در یک محلول قلیایی با گروه فضایی P a-3 و پارامتر شبکه 12.18 Å متبلور می شود. این ترکیب مهم‌ترین عضو گروه عمومی از ترکیبات به نام آلوم است و در بسیاری از موارد تنها با نام آلوم نامیده می‌شود.

زاج پتاسیم معمولاً در تصفیه آب، دباغی چرم، رنگرزی، منسوجات نسوز و همچنین در محصولات خوراکی مانند بیکینگ پودر استفاده می شود. همچنین دارای کاربردهای آرایشی به عنوان دئودورانت، درمان پس از اصلاح و درمان خونریزی جزئی از اصلاح است.
زاج پتاسیم در مدل هشت وجهی یا اکتاهدرال با گوشه های مسطح متبلور می شود و در آب بسیار محلول است. محلول آن کمی اسیدی است. خنثی کردن محلول آلوم با هیدروکسید پتاسیم باعث جدا شدن آلومینا Al (OH) 3 می شود.
هنگامی که تقریباً با حرارت گرم می شود، یک توده متخلخل و شکننده ایجاد می کند که به عنوان "زاج سوخته" شناخته می شود. در دمای 92 درجه سانتیگراد (198 درجه فارنهایت) در آب تبلور خود ذوب می شود.

2-تاریخچه

زاج پتاسیم را مصریان باستان می‌شناختند و مصریان باستان آن را از تبخیر اندک آب های صحرای غربی به دست می‌آوردند و طبق گزارش‌ها در اوایل 1500 سال قبل از میلاد از آن برای کاهش تیرگی (کدورت) قابل مشاهده در آب استفاده می‌کردند. 
آلوم پتاسیم توسط پلینی با نام آلومن یا salsugoterrae توصیف شد و به وضوح همان استوپتریا توصیف شده توسط دیوسکوریدس است. با این حال نام آلوم و نام ‌های دیگری که بر این ماده اطلاق می‌شود - مانند میسی، سوری، چالکانتوم، و سوتوریوم آترامنتوم - اغلب به سایر محصولات با خواص یا کاربردهای مبهم مشابه، مانند سولفات آهن یا "ویتریول سبز" اطلاق می‌شود. 
تولید آلوم پتاسیم از آلونیت از نظر باستان شناسی در جزیره لسبوس تایید شده است. این مکان در قرن هفتم متروک شد اما حداقل به قرن دوم پس از میلاد باز می گردد.
زاج پتاسیم در برخی متون آیورودا با نام هایی مانند sphaṭika kṣāra، phitkari یا saurashtri ذکر شده است و در طب سنتی چینی با نام mingfan استفاده می شود.

زاج پتاسیم عمدتاً در خاورمیانه و از اواخر قرن پانزدهم به بعد، به انگلستان وارد می شد. استفاده از آن در آنجا به‌ عنوان تثبیت‌کننده رنگ (مواد) برای پشم (که یکی از صنایع اولیه انگلستان بود، که در صورت رنگرزی ارزش آن به میزان قابل توجهی افزایش می‌یافت) بود. از لحاظ تاریخی، زاج پتاسیم به طور گسترده در صنعت پشم از دوران باستان کلاسیک، در طول قرون وسطی و تا قرن 19 به عنوان یک ماده تثبیت کننده رنگ در فرآیند تبدیل پشم به پشم بافته شده رنگی پارچه استفاده می شد.

3-کاربردها

1-3-پزشکی

زاج پتاسیم در پزشکی عمدتا به عنوان یک  ضد عفونی کننده استفاده می شود.
مدادهای استیپتیک میله هایی متشکل از آلوم پتاسیم یا سولفات آلومینیوم هستند که به صورت موضعی برای کاهش خونریزی در بریدگی های جزئی (مخصوصاً در اثر اصلاح) و ساییدگی ها، خونریزی بینی و بواسیر و برای تسکین درد ناشی از نیش و گزش استفاده می شود. پس از اصلاح روی پوست مرطوب مالیده شود.
این محصول به صورت موضعی برای از بین بردن جوش و آکنه و سوزاندن زخم های آفتی در دهان و زخم های شانکر استفاده می شود، زیرا اثر خشکی قابل توجهی در این ناحیه دارد و سوزش احساس شده در محل را کاهش می دهد. برای توقف خونریزی در موارد سیستیت هموراژیک استفاده شده است و در برخی کشورها به عنوان درمان هیپرهیدروزیس استفاده می شود.

2-3-دندان پزشکی

در دندانپزشکی (مخصوصاً در طناب ‌های انقباض لثه) به دلیل خاصیت قابض و هموستاتیک استفاده می‌شود.

3-3-بهداشتی

پتاسیم و آلوم آمونیوم مواد فعال در برخی از ضد تعریق ها و دئودورانت ها هستند که با مهار رشد باکتری های مسئول بوی بدن عمل می کنند. خواص ضد تعریق و ضد باکتری آلوم به استفاده سنتی آن به عنوان دئودورانت زیر بغل کمک می کند. زاج را می توان در موم های موبر برای از بین بردن موهای بدن استفاده کرد یا به عنوان یک عامل تسکین دهنده روی پوست تازه اپیل شده استفاده کرد.

4-3-واکسن

زاج پتاسیم مکمل اصلی مورد استفاده برای افزایش کارایی واکسن ها بوده است و از دهه 1920 استفاده شده است. اما تقریباً به طور کامل با هیدروکسید آلومینیوم و فسفات آلومینیوم در واکسن های تجاری جایگزین شده است.

5-3-ضد حریق

زاج پتاسیم به عنوان یک ضد حریق برای کاهش اشتعال مواد پارچه، چوب و کاغذ استفاده می شود.

 
6-3- دباغی

زاج پتاسیمی، به منظور از بین بردن رطوبت از پوست و جلوگیری از پوسیدگی در دباغی چرم استفاده می شود.

7-3-رنگ

زاج از دوران باستان به عنوان ماده خشک برای ایجاد پیوند دائمی بین رنگ و الیاف نساجی طبیعی مانند پشم استفاده می شده است.

8-3-تصفیه

این محصول از دوران باستان دور برای تصفیه مایعات کدر استفاده می شده است. هنوز به طور گسترده در تصفیه آب برای آب آشامیدنی و فرآیندهای صنعتی، تصفیه پساب ها و تصفیه پس از طوفان دریاچه ها برای رسوب آلاینده ها استفاده می شود. 

4-واکنش ها

می توان از این ماده در ساخت انواع نمک های حاوی آلومینیوم, پتاسیم و سولفات استفاده نمود.

5-روش تولید

1-5-طبیعی

دودکاهیدرات آلوم پتاسیم در طبیعت به عنوان یک ماده معدنی سولفاتی به نام آلوم- (K)، معمولاً به صورت لایه‌پوشی روی سنگ‌ها در مناطق هوازدگی و اکسیداسیون کانی‌های سولفیدی و کانی‌های پتاسیم‌دار وجود دارد.
در گذشته، آلوم پتاسیم از آلونیت (KAl (SO4) 2 · 2Al (OH) 3)، استخراج شده از رسوبات آتشفشانی حاوی گوگرد به دست آمده است. آلونیت یک منبع مرتبط و احتمالاً از پتاسیم و آلومینیوم است در وزوویوس ایتالیا گزارش شده است. 
برای به دست آوردن آلوم از آلونیت، آن را کلسینه می کنند و سپس برای مدت قابل توجهی در معرض اثر هوا قرار می دهند. در طول این قرار گرفتن، به طور مداوم با آب مرطوب نگه داشته می شود، به طوری که در نهایت به یک پودر بسیار ریز تبدیل می شود. سپس این پودر با آب داغ مایع می شود، مایع تخلیه می شود و به زاج اجازه داده می شود تا متبلور شود.
غیر از دودکاهیدرات نیز به عنوان کانی فیبری KAl (SO4) 2 11H2O) ) به وجود می آید که 11 آبه است.

2-5-صنعتی

در حال حاضر زاج پتاسیم به صورت صنعتی با افزودن سولفات پتاسیم به محلول غلیظ سولفات آلومینیوم تولید می شود. سولفات آلومینیوم معمولاً از تصفیه مواد معدنی مانند شیست زاج، بوکسیت و کرایولیت با اسید سولفوریک به دست می‌آید. اگر مقدار زیادی آهن در سولفات وجود داشته باشد، بهتر است به جای سولفات پتاسیم از کلرید پتاسیم استفاده شود.

6-  تحقیقات جدید

همانطور که در بالاتر اشاره شد, این ماده را از طبیعت و مواد متعددی به دست می آورند. در پژوهشی به مطالعه چگونگی به دست آوردن آن از آلونیت پرداخته شده است. این پژوهش با عنوان "تهیه زاج پتاسیم با استفاده از آلونیت" در هشتمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران ارائه گردیده است.

7-روش نگهداری

رطوبت و گرما دو عنصر مهم نگهداری این ماده هستند که سبب تغییر آب هیدراته آن می شوند. در نتیجه بایستی این محصول را در مکانی خشک و خنک نگهداری نمود. 

8-ایمنی

زاج پتاسیم ممکن است یک محرک ضعیف برای پوست باشد. لذا حتما بایستی در هنگام کار با آن از دستکش استفاده نمود. همچنین به شدت برای مخاط و بافت چشم خطرناک است و استفاده از عینک در هنگام کار با آن الزامی است.