硫酸铝钾 （无机化合物）

简介

硫酸铝钾在工业上可作改性剂以提高除氟能力，还可用于净水剂、铝盐、油漆、纸张、防水剂、媒染剂、坚膜剂等的制备；食品行业上可作食品添加剂，起蓬松、稳定功能；在医学上明矾还可用于防腐剂、收敛剂、止血剂等的制备，明矾还可用作絮凝剂。

硫酸铝钾中含有铝元素，会破坏人体脑部神经以及骨骼，诱发一系列病症，对人体造成一定的危害。硫酸铝钾储存时应放置在干燥、阴凉的库房中，确保其稳定性。

历史

明矾石是中外记载较早，应用历史最长的化工矿产之一。

据传在公元前11世纪西周人在安徽庐江发现了明矾石。战国时代时《山海经》将明矾石称为石涅，秦国人则称其为羽涅。根据记载，从唐朝中期（即公元705～838年间）开始，人们就在中国在庐江矾山开采矿石，炼制明矾，到了宋代就已经形成了一个新兴矿业市镇—矾山镇。中国古代应用明矾石矿石炼制出明矾，主要应用于医药、净水和染织等方面，而且其还可以作为油条的膨松剂，据记载从南宋起就有“一矾二碱三盐”的油条配方。明矾石矿从最初发展到北宋时期，全国已有五大明矾石产地，但发展至今的矾矿只有安徽庐州的矿床，除此以外还有后来发展起来的浙江平阳矾矿和福建、山东等明矾石矿山。

除此以外，古罗马人、希腊人在公元前也已开始使用明矾石。15世纪在意大利托尔法发现的明矾石矿至今仍在开采，古代罗马为此兴建一个村庄和一座海港。

第一次世界大战期间和第二次世界大战期间，明矾石矿曾被美国、日本、苏联等国作为铝矿研究应用，同时副产硫酸钾肥。第二次世界大战后，明矾石已成为一种有综合利用价值的钾、铝、硫、硅等多元素矿产资源被苏联、美国、日本、墨西哥及中国等国家重视。

自然来源

明矾石矿多为火山岩在喷发时与含硫气体经过低温热流作用而生成的蚀变产物，是含氢氧根的复杂硫酸盐，主要矿物成分：明矾石20%~50%，石英40%~60%，其次为高岭石、叶腊石、绢云母、黄铁矿。明矾石主要分布于中国、意大利、美国等国家，其中中国的明矾石储量十分丰富，居世界第三位，已探明的明矾石矿石储量占世界的60%，主要产于浙江苍南和安徽庐江，分别占全国探明矿石储量的53%和41%

理化性质

物理性质

硫酸铝钾是无色立方，单斜或六方晶体，有玻璃光泽。无水硫酸铝钾外观上为白色粉末状，化学式为KAl(SO₄)₂。无水硫酸铝钾所呈现出特殊的疏松海绵状的多孔性构造，其研究结果证实疏松多孔结构的比面积更大。无水硫酸铝钾的摩尔质量是258.21 g/mol，密度是2750 kg/m，熔点是92.5 ℃，易溶于水，不溶于乙醇。

十二水合硫酸铝钾是含有结晶水的硫酸复合盐，无色立方，单斜或六方晶体。别名是明矾，其化学式为KAl(SO₄)₂·12H₂O，相对分子质量是474.39 g/mol，密度是1.76 g/cm，熔点是92.5℃。十二水合硫酸铝钾的溶解表现在能溶于酸，不溶于丙酮和乙醇。其在水中的溶解性如下表所示。

化学性质

失水反应

十二水硫酸铝钾的失水过程主要是先失去九个结晶水，然后下一步是失去全部结晶水形成硫酸铝钾白色粉末。

铝土矿法

将主要成分是氧化铝的铝土矿与硫酸反应，然后压缩获得硫酸铝液体。随后在液体硫酸铝中加入适量的硫酸钾，通过蒸汽加热让反应浓缩，再冷却结晶获得十二水合硫酸铝钾。

KAl(SO

实验法

将十二水硫酸铝钾放在铂坩埚中进行加热，待生成质轻而多孔的物质后，冷却，将其从坩埚中取出，磨成细粉。

中药炮制优化法

选用耐热玻璃容器锻制枯矾，加热熔化白矾，先控制温度在250℃下锻制90min，再控制温度在180℃下锻制60min，然后将所得物粉碎即为所需产物。

分析与鉴别

鉴别方法

Al

铝离子会与氢氧根离子或硫离子反应生成白色沉淀，该沉淀会在盐酸溶液或者冰乙酸溶液中溶解，但其不溶于含有铵离子的溶液。

K

用焰色反应鉴别，用铂丝沾含有K的溶液，经无色火焰燃烧后，透过蓝色玻璃可观察到火焰呈紫色。

SO

硫酸根离子与钡离子反应会生成不溶于硝酸或盐酸溶液的白色沉淀；其与乙酸铅溶液反应会生成不溶于乙酸铵或氢氧化钠溶液的白色沉淀。

测量分析方法

励磁等电势法

利用不同质量分数的硫酸铝钾溶液会使检测位点产生不同的电势差，先测量不同质量分数的硫酸铝钾标准溶液的电势差，再将试样配置成预处理液进行测量电势差，两者比对，确定溶度确定预处理液的硫酸铝钾浓度，计算试样中硫酸铝钾含量。

滴定法

铝离子会与EDTA溶液形成稳定的配位络合物，锌离子也会与EDTA反应，但铝离子与EDTA反应较慢，因此可以用返滴定法即用硫酸锌标准溶液来滴定剩下的EDTA以此来计算硫酸铝钾的含量。

然后选择二甲酚橙指示液，其在pH<6时呈现黄色，若锌离子过量会与之反应形成红紫色配合物，溶液呈橙色即表示达到滴定终点。根据与铝离子反应的EDTA含量来计算硫酸铝钾的含量。然后将滴定结果用空白试验验证。

安全事项

危害

硫酸铝钾对眼睛具有刺激性，硫酸铝钾中含有铝元素，如果人体摄入硫酸铝钾，导致人体内铝元素堆积，会对人体产生毒性，导致人体可能会出现一系列病症，例如老年痴呆、皮炎等。

相关标准

根据中国《食品添加剂使用标准》规定，硫酸铝钾不能用于食品加工和生产；馒头、发糕等面粉制品不能添加含铝膨松剂；膨化食品中不再允许使用任何含铝添加剂。

处理措施

眼睛接触：将眼睛睁开冲洗几分钟。

口腔摄入：禁止诱发呕吐，用漱口水。若受害人员陷入昏迷，禁止帮助他摄入任何东西。立即拨打120电话。

皮肤接触：立即用冷水冲洗受影响的部位，冲洗至少15分钟，然后用肥皂水彻底冲洗。情况严重者应立即更换被污染衣物和鞋子，然后立即寻求医疗帮助。

鼻腔吸入：立即吸入新鲜空气，然后去往空气流通的地方。如有必要，请提供人工呼吸。

储存运输

硫酸铝钾应储存在阴凉、通风、干燥的库房中，不得与有毒、有害、有色、易燃物质混贮，防止污染。