Квасцы: свойства, виды и применение¶

Квасцы — это группа химических соединений, представляющих собой двойные сульфаты одновалентных и трёхвалентных металлов общей формулы M¹M³(SO₄)₂·12H₂O, где в роли одновалентного катиона чаще всего выступают калий, натрий или аммоний, а в роли трёхвалентного — алюминий, хром или железо. В узком и наиболее употребительном смысле под квасцами понимают алюмокалиевые квасцы — прозрачные бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде, обладающие вяжущим вкусом и кислой реакцией раствора. Благодаря способности образовывать крупные правильные кристаллы и осаждать белки квасцы издавна применяются в медицине, кожевенном деле, текстильной промышленности, фотографии и пищевой отрасли. Название происходит от процесса «квашения» (заквашивания) кожи, при котором эти соли использовались для дубления.

¶История

Квасцы известны с глубокой древности. Ещё в Древнем Египте и Месопотамии их применяли для выделки кож, закрепления красителей на тканях и в бальзамировании. Античные авторы — Плиний Старший, Диоскорид — описывали «стиптерию» (вяжущее вещество), добывавшееся на островах Эгейского моря и в Малой Азии. Крупные месторождения алунита (квасцового камня) разрабатывались близ Смирны и на острове Мелос.

В Средние века производство квасцов стало важной отраслью европейской экономики. Центрами добычи были Папская область в Италии (месторождения Тольфы), а позднее — Германия и Англия. В XV–XVI веках квасцовая торговля приносила значительные доходы, а папская казна обладала монополией на сбыт этого сырья. В России квасцовое производство развивалось с XVII века; сырьём служили алунитовые породы и глины.

¶Химические свойства и строение

Квасцы кристаллизуются в кубической сингонии и образуют октаэдрические или кубические кристаллы. Их структура построена из комплексных ионов: трёхвалентный металл окружён шестью молекулами воды, образуя катионный комплекс [M³(H₂O)₆]³⁺, а одновалентный металл и сульфат-ионы формируют внешнюю сферу. Именно такое строение объясняет изоморфизм: одновалентные и трёхвалентные катионы могут замещать друг друга без изменения типа решётки.

Основные свойства:

• Хорошая растворимость в воде, возрастающая при нагревании; в спирте квасцы практически нерастворимы.
• Водные растворы имеют кислую реакцию вследствие гидролиза.
• При нагревании кристаллогидраты теряют воду, а при сильном прокаливании разлагаются с выделением оксидов.
• Обладают вяжущим, дубящим и антисептическим действием за счёт коагуляции белков.

¶Классификация

По природе трёхвалентного металла выделяют несколько основных типов квасцов.

Отдельно выделяют так называемые «жжёные квасцы» — продукт прокаливания, теряющий кристаллизационную воду и превращающийся в рыхлую массу с сильными вяжущими свойствами.

¶Применение

¶Медицина

Алюмокалиевые квасцы применяются как кровоостанавливающее и антисептическое средство при порезах и ссадинах. В дерматологии их используют при повышенной потливости, для обработки кожи при воспалениях. Растворы квасцов входят в состав некоторых полосканий и примочек. Жжёные квасцы служат основой для приготовления присыпок.

¶Кожевенное и текстильное дело

Дубление квасцами (так называемое «белое дубление») придаёт коже мягкость и светлый оттенок. В текстильной промышленности квасцы выступают протравами при крашении — они закрепляют краситель на волокне, делая окраску устойчивой к стирке и свету.

¶Пищевая промышленность

Алюмокалиевые квасцы зарегистрированы как пищевая добавка E522. Их применяют как разрыхлитель, стабилизатор и уплотнитель в хлебобулочных и кондитерских изделиях, а также при осветлении сахара и в производстве некоторых сортов сыра.

¶Водоочистка и другие отрасли

Квасцы используются как коагулянты при очистке питьевой и сточной воды: они осаждают взвешенные частицы и примеси. В фотографии алюмоаммониевые квасцы применялись для дубления желатинового слоя фотоматериалов. В пиротехнике и огнезащите квасцы служат компонентами составов, снижающих горючесть материалов.

¶Получение

В промышленности квасцы получают обработкой алунита или нефелина серной кислотой с последующей кристаллизацией. В лабораторных условиях их синтезируют смешением горячих растворов сульфатов одновалентного и трёхвалентного металлов в стехиометрическом соотношении; при охлаждении выпадают крупные октаэдрические кристаллы.

¶Безопасность

Квасцы относятся к умеренно опасным веществам. Алюминий в больших количествах способен накапливаться в организме, поэтому его содержание в пищевых продуктах нормируется. При работе с порошками рекомендуется защита дыхательных путей. Хромовые квасцы содержат соединения хрома, требующие осторожного обращения.