Квасцы: свойства, виды и применение¶

Квасцы — это группа кристаллических веществ, представляющих собой двойные соли сернокислых металлов. В узком смысле под квасцами понимают сульфат алюминия и калия (или другого одновалентного металла), однако в химии этим термином обозначают целое семейство соединений общей формулы M I M III (SO 4 ) 2 ·12H 2 O, где M I — одновалентный катион (калий, натрий, аммоний, реже рубидий, цезий, таллий), а M III — трёхвалентный катион (алюминий, хром, железо, марганец, кобальт и другие). Название происходит от латинского alumen — так в древности называли вяжущие соли, применявшиеся для дубления кож и окрашивания тканей.

¶Химическая природа и строение

Квасцы относятся к классу двойных солей, то есть соединений, кристаллическая решётка которых содержит два различных катиона и один анион — сульфат-ион SO 4 2−. Их объединяет изоморфизм: независимо от конкретного химического состава все квасцы кристаллизуются в кубической сингонии и образуют октаэдрические кристаллы. Именно эта особенность позволила историкам химии рассматривать квасцы как классический пример изоморфного замещения — открытие, сыгравшее важную роль в становлении кристаллохимии в XIX веке.

В состав кристаллов входит значительное количество воды — двенадцать молекул на формульную единицу. При нагревании квасцы теряют воду, а при дальнейшем повышении температуры разлагаются с выделением серного ангидрида и оксидов металлов. В водных растворах они диссоциируют на составляющие ионы, что обуславливает их вяжущий, кислый вкус и антисептические свойства.

¶Историческая справка

Квасцы известны человечеству с глубокой древности. Ещё в Древнем Египте и Месопотамии их использовали при бальзамировании, в кожевенном деле и как протраву при окрашивании тканей. Античные авторы — Плиний Старший, Диоскорид — описывали месторождения и способы получения квасцов. В Средние века квасцы были важным предметом торговли: крупные месторождения разрабатывались в Италии (Тольфа), на Ближнем Востоке, позднее — в Германии и Англии. В XV–XVI веках квасцы нередко служили источником государственных доходов и даже поводом для торговых конфликтов.

Промышленное производство квасцов развивалось вместе с текстильной и кожевенной отраслями. В России квасцовое производство известно с XVII века; позднее, с развитием химической промышленности, их стали получать синтетически — обработкой сульфата алюминия сульфатом калия или аммония.

¶Виды квасцов

Классификация квасцов строится по природе трёхвалентного катиона, поскольку именно он определяет цвет и многие свойства соединения.

Наибольшее практическое значение имеют алюмокалиевые квасцы, которые часто называют просто «квасцами» в бытовом и медицинском контексте. Хромовые квасцы применяются преимущественно в кожевенной промышленности и как дубитель.

¶Применение

¶Медицина и гигиена

Алюмокалиевые квасцы обладают вяжущим, кровоостанавливающим и слабым антисептическим действием. В медицине их применяли для остановки небольших кровотечений, при лечении воспалительных заболеваний кожи и слизистых оболочек, для полосканий. Кристалл квасцов нередко использовался как кровоостанавливающее средство при порезах во время бритья. В дерматологии растворы квасцов применяются как подсушивающее средство при повышенной потливости. Квасцы входят в состав некоторых дезодорантов и антиперспирантов, поскольку подавляют рост бактерий, разлагающих компоненты пота.

¶Промышленность

• Кожевенное производство: квасцы используются для дубления и выделки кож (так называемое квасцовое дубление), придавая материалу мягкость и устойчивость.
• Текстильная промышленность: служат протравой при крашении тканей, обеспечивая прочное связывание красителя с волокном.
• Бумажная промышленность: применяются при изготовлении бумаги для проклейки и повышения прочности.
• Водоочистка: сульфат алюминия и алюмокалиевые квасцы применяются как коагулянты для осветления воды.
• Фотография и химия: квасцы используются в составе фиксирующих растворов и как реагенты в лабораторной практике.

¶Пищевая промышленность

Некоторые квасцы разрешены как пищевые добавки. Алюмокалиевые квасцы (E522) применяются как разрыхлитель, стабилизатор и уплотнитель в хлебопечении и кондитерском производстве. Аммонийные квасцы (E523) используются аналогичным образом. При этом содержание алюминия в продуктах регулируется санитарными нормами, поскольку его избыток небезопасен для здоровья.

¶Быт и ремёсла

Квасцы традиционно применяются в гончарном деле и в производстве красок, а также как компонент растворов для травления металлов. Кристаллы квасцов используются в школьных опытах по выращиванию кристаллов благодаря доступности и правильной форме.

¶Получение

В лабораторных и промышленных условиях квасцы получают смешением горячих концентрированных растворов сульфатов одновалентного и трёхвалентного металлов в стехиометрическом соотношении. При охлаждении из раствора выпадают крупные октаэдрические кристаллы. В природе квасцы встречаются редко, главным образом в виде минерала калинита и в составе некоторых вулканических и осадочных пород; природный алунит (квасцовый камень) служит сырьём для их получения.

¶Меры предосторожности

Квасцы относятся к малоопасным веществам, однако при попадании в глаза и на повреждённую кожу могут вызывать раздражение. Соединения алюминия при систематическом поступлении в организм в больших количествах способны накапливаться и оказывать токсическое действие, поэтому их применение в пищевой и косметической продукции ограничено санитарными нормами. Хромовые квасцы, содержащие соединения хрома, требуют более осторожного обращения.