(alum)又稱明礬是一類化合物,通常指含硫酸複鹽水合物,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

一塊鉀明礬 (·)

礬類此名稱也更廣泛地用於稱呼其他類似複鹽,這些類似物具有相同的化學式和結構,只是鋁被其它三價金屬金屬離子(像是)所取代,或是硫被其它氧族元素(像是)取代[1]。這些類似複鹽以鉻明礬 · 最為常見。

生產

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鹽的結合。[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

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 · ,由于是此大类最重要成员,又直接简称为明礬。
  • 鈉明礬 ·
  • 銨明礬 ·

化學性質

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

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

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 °C2.623.900.710.19
10 °C4.509.521.090.29
50 °C15.944.114.981.235
80 °C35.20134.4721.605.29
100 °C70.83357.48  

用途

中藥外用:解毒殺蟲、燥濕止癢內服:止血止瀉、清熱消痰用膽汁製備為膽礬可以湧吐、解毒收濕、蝕瘡祛腐

相關化合物

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

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

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

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

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

延伸阅读

欽定古今圖書集成·方輿彙編·坤輿典·礬部》,出自陈梦雷古今圖書集成