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一塊鉀明礬 (·)

礬是一類化合物,通常是一種帶硫酸複鹽水合物,其一般化學式·,其中X為單陽離子,像是離子或是離子。[1]其中明礬指的是鉀明礬,其化學式為·。其它礬類則需指明單價陽離子為何,像是鈉明礬或是銨明礬

礬類也被用來指稱更一般的鹽類,也就是鋁被其它三價金屬陽離子取代,像是;或是硫被其它氧族元素取代,像是[1] 其中最為常見的為鉻明礬(·)。

歷史[编辑]

生產[编辑]

一些礬類以天然礦物的型式存在,其中最重要的是明礬石

最重要的幾個礬類,像是鉀明礬、鈉明礬及銨明礬,皆有工業生產。步驟通常牽涉到硫酸鋁與另一單價陽離子的硫酸鋁的結合。[2]硫酸鋁則通常由硫酸處理片岩鋁土礦冰晶石後得到。[3]

種類[编辑]

鉀明礬晶體

若礬中的三價陽離子為鋁,則以單價陽離子以之命名。不像其它的鹼金族離子,離子不會形成礬類,因其離子半徑過小。最重要的礬類包括

  • 鉀明礬·,又稱明礬。
  • 鈉明礬·
  • 銨明礬·

化學性質[编辑]

帶鋁的礬類有著共通的化學性質,它們溶於水,有甜味,石蕊測試為酸性,晶體形狀為正八面體。在礬類中兩個金屬離子分別被六個結晶水包圍,加熱後會先熔化,結晶水脫離,然後鹽會開始發泡及膨脹,最後留下無晶形的粉末。[4]它們是收斂劑

晶體結構[编辑]

礬類晶體有三種,分別是α、β及γ。1927年,James M. Cork及威廉·布拉格(William Lawrence Bragg)報告了第一份礬類的X射線晶體結構,並用其來研究類質同形取代的恢復相位技巧。.[5]

溶解度[编辑]

不同礬類的溶解度相差甚大,鉀明礬易溶於水,但明礬及明礬只略溶於水。以下表格列出了各礬類的溶解度。[3] 在溫度T,一百份水可溶解:

T 銨明礬 鉀明礬 銣明礬 銫明礬
0 °C 2.62 3.90 0.71 0.19
10 °C 4.50 9.52 1.09 0.29
50 °C 15.9 44.11 4.98 1.235
80 °C 35.20 134.47 21.60 5.29
100 °C 70.83 357.48    

用途[编辑]

相關化合物[编辑]

鉻明礬晶體

許多三價金屬都可形成礬類,最一般的形式為·。其中X為鹼金屬或是銨根,M為三價金屬,n通常為12。最重要的例子為鉻明礬 (·),一個由鉻及鈾形成的暗紫色硫酸複鹽,可用於鞣製

一般而言,鹼金屬的原子半徑越大,礬類就越容易形成。此規則第一次由Locke在1902年闡述[6],他發現若某三價金屬不會形成銫明礬,則該金屬也不會和其它鹼金屬或是銨根形成明礬。

含硒明礬[编辑]

取代硫酸根中的硫變成硒酸根 () 後,即形成硒明礬或是硒酸明礬。它們是強氧化劑

混礬[编辑]

某些狀況下有可能會產生帶不同單價或三價陽離子的固溶體

混入少許鉻明礬後的紫色礬晶體

其它水合物[编辑]

一般礬類帶有12個結晶水,但若結晶水數目不同也可概稱為礬類,像是纖鈉明礬及纖鉀明礬中的11個結晶水,明礬()及二甲胺明礬()中的6個結晶水,綠鉀鐵礬中的4個結晶水,硫酸鉈鈽中的1個結晶水,以及無水明礬(斜鉀鐵礬)。


其它硫酸複鹽[编辑]

有一種化合物,其化學式為··,名為假礬。其中A為二價金屬離子,像是(鈷假礬)、(錳假礬)或是鐵(鐵假礬);B為三價金屬離子。[7]

也存在形如··的硫酸複鹽,其中A為單價陽離子,像是,或是複合的單價陽離子像是銨根()、甲胺基()、羥胺基()、聯氨基();B則為三價金屬離子,像是[8]也存在類似的硒酸鹽。可能的組合取決於單價陽離子、三價陽離子及陰離子的離子半徑大小。

Tutton鹽是形如··的硫酸複鹽,其中A為單價陽離子,B為二價金屬離子。

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Austin, George T. Shreve's Chemical process industries. 5th. New York: McGraw-Hill. 1984: 357 [2020-08-20]. ISBN 9780070571471. (原始内容存档于2020-06-11). 
  2. ^ Otto Helmboldt, L. Keith Hudson, Chanakya Misra, Karl Wefers, Wolfgang Heck, Hans Stark, Max Danner, Norbert Rösch "Aluminum Compounds, Inorganic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2007, Wiley-VCH, Weinheim.doi:10.1002/14356007.a01_527.pub2
  3. ^ 3.0 3.1 Chisholm 1911, p. 767.
  4. ^ Chisholm 1911, p. 766.
  5. ^ Ph.D, J. M. Cork. LX. The crystal structure of some of the alums. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 1927-10-01, 4 (23): 688–698. ISSN 1941-5982. doi:10.1080/14786441008564371. 
  6. ^ J. Locke. On some double suphates of thallic thallium and caesium. American Chemical Journal. 1902, 27: 281. 
  7. ^ Halotrichite on Mindat.org. [2020-08-20]. (原始内容存档于2020-08-03). 
  8. ^ Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd Edn.), Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.

延伸阅读[编辑]

[在维基数据]

维基文库中的相关文本:欽定古今圖書集成·方輿彙編·坤輿典·礬部》,出自《古今圖書集成