في الكيمياء مادة كبريتات ألومنيوم البوتاسيوم عبارة عن كبريتات معدنية تتكون من أيونات البوتاسيوم وأيونات الألومنيوم والكبريتات في النسب 1: 1: 2، ويمتلك دور كمثبط للهب ومادة وقابضة، وهي عبارة عن كبريتات معدنية وملح ألومنيوم وملح بوتاسيوم، حيث يحتوي على ألومنيوم (3+).
شب البوتاسيوم
- تعتبر إدارة الغذاء والدواء (FDA) شب البوتاسيوم مادة معترف بها عمومًا على أنها آمنة (GRAS)، وهو عبارة عن ملح غير عضوي ويسمى أيضًا كبريتات ألومنيوم البوتاسيوم مع صيغة كيميائية AlK(SO4)2 والتي يتم إنتاجها في الغالب في شكل دوديكاهيدرات (AlK (SO4) 2 * 12H2O)، كما ويتكون شب البوتاسيوم من بلورات كبيرة وشفافة تُستخدم في منتجات مختلفة مثل الطعام أو الأدوية كعامل عازل أو معادل أو عامل تشكيل.
- بما أن إدارة الغذاء والدواء (FDA) تعتبر شب البوتاسيوم آمنًا فإنه يتم استخدامه في منتجات المعالجة المنزلية أو منتجات OTC، ونظرًا لوجوده في العديد من الأدوية المختلفة فإن المؤشرات الرئيسية لاستخدام شب البوتاسيوم هي: الإمساك، قابض مستحضرات التجميل أو الأدوية، مما يساعد على انكماش الأنسجة وجفاف الإفرازات، دواء العناية بالصحة عن طريق الفم، جزء من المستحضر في منتجات التطهير ومنتجات العناية بالبشرة والمرطبات ومساحيق الوجه ومزيلات العرق، مضاد للعرق، مضاد للفطريات.
- يقلل وجود مادة شب البوتاسيوم من انتفاخ الأغشية المخاطية الناتج عن التهاب الممرات الأنفية والجهاز الهضمي والبولي وكذلك في وجود الإفرازات الزائدة، كما أنه سيوقف تحريض شلال التخثر النزيف.
آلية العمل لشب البوتاسيوم
تتمثل الوظائف الرئيسية لشب البوتاسيوم في الأدوية كعامل قابض أو مطهر أو عامل مساعد، ويتم تنفيذ الإجراء القابض عن طريق تحريض التخثر في طبقات الأنسجة السطحية حتى تكوين قشرة، ويؤدي تكوين أيونات الشب إلى تحييد الشحنات الموجودة على بروتينات البلازما، مما يؤدي إلى تخثر الدم.
لوحظ تأثير مماثل في المطهرات حيث تتفاعل هذه الأيونات مع الأحماض العضوية الحرة ومجموعات ثيول من البروتينات على الميكروبات والبروتينات الحرة، مما يؤدي إلى ترسيب البروتين، وسيؤدي هذا الإجراء إلى تقلص الأنسجة وتجفيف الإفرازات، كما وتستخدم خواصه المساعدة بشكل أساسي في إنتاج اللقاحات، حيث أن وجود هذه المادة الكيميائية يعزز الاستجابة المناعية.
تتمثل الوظائف الرئيسية لشب البوتاسيوم في الأدوية كعامل قابض أو مطهر أو عامل مساعد، ويتم تنفيذ الإجراء القابض عن طريق تحريض التخثر في طبقات الأنسجة السطحية حتى تكوين قشرة، كما ويؤدي تكوين أيونات الشب إلى تحييد الشحنات الموجودة على بروتينات البلازما، مما يؤدي إلى تخثر الدم.
لوحظ تأثير مماثل في المطهرات حيث تتفاعل هذه الأيونات مع الأحماض العضوية الحرة ومجموعات ثيول من البروتينات على الميكروبات والبروتينات الحرة، مما يؤدي إلى ترسيب البروتين، وسيؤدي هذا الإجراء إلى تقلص الأنسجة.
امتصاص شب البوتاسيوم
لقد تم العثور على شب البوتاسيوم في شكله (dodecahydrate) والذي ينتج جزيء كبيرًا جدًا، ولا يمكن امتصاص هذا الجزيء الكبير من خلال الجلد عندما يتم تضمين هذه المادة كعامل قابض في OTC الموضعي، وإذا تم تناولها فإن أملاح الألومنيوم تذوب بسرعة في المعدة، ومن ثم يمكن أن تولد هيدروكسيد الألومنيوم أو أملاح الألومنيوم الأساسية ضعيفة الامتصاص.
عندما يتم امتصاص شب البوتاسيوم تكون الكلى مسؤولة عن التخلص من الجزء الأكبر من الجرعة الممتصة، ومن الإخراج يتم التخلص من نسبة 0.1-0.3٪ من الجرعة الممتصة عن طريق البول.
يتأثر توزيع أملاح الألومنيوم في الجسم بزيادة تركيزات هرمون الغدة الجار درقية، وقد تبين في الدراسات قبل السريرية، أن تناول أملاح الألومنيوم عن طريق الفم ينتج عنه ملف توزيع يشكل رواسب في الكلى والعضلات والعظام والمواد الرمادية. حيث يبلغ التصفية الكلوية للألمنيوم حوالي نسبة 5-10٪ من إفراز اليوريا أو الكرياتينين، ويرجع انخفاض التخليص لمركبات الألومنيوم إلى الارتباط العالي بالبروتين.
لا يمر شب البوتاسيوم من خلال مسار التمثيل الغذائي، حيث أنه عند تناولها أو امتصاصها ستذوب بسرعة وستشكل أيونات ستنتج لاحقًا مشتقات ملح أخرى.
مفهوم الشب بشكل عام
هو عبارة عن فئة من الأملاح المزدوجة المميهة التي تتضمن عادة من كبريتات الألومنيوم وماء الترطيب وكبريتات عنصر آخر، وتنتج سلسلة كاملة من الأملاح المزدوجة المميهة عن ترطيب كبريتات مشحون بشحنة موجبة منفرد (على سبيل المثال +K ) وكبريتات أي واحد من عدد من المشحونة بشحنة ثلاثية موجبة (على سبيل المثال +Al3 ).
لذا من الممكن أن تتشكل كبريتات الألومنيوم الشب مع كبريتات الموجبة الشحنة منفردة من كلا من العناصر التالية البوتاسيوم والصوديوم والأمونيوم والسيزيوم وعناصر ومركبات أخرى، وبطريقة مماثلة قد تحل كبريتات الكاتيونات ثلاثية الشحنة مثل عنصر الحديد وعنصر الكروم وعنصر المنغنيز وعنصر الكوبالت والمعادن الأخرى محل كبريتات الألومنيوم.
ومن أهم الشبت المعروفة هي كبريتات ألومنيوم البوتاسيوم وكبريتات ألومنيوم الأمونيوم وكبريتات ألومنيوم الصوديوم، وكبريتات ألومنيوم البوتاسيوم المعروفة أيضًا باسم شب البوتاسيوم لها صيغة جزيئية من K2(SO4)· Al2(SO4)3· 24H2O أو KAl (SO4)2· 12H2O.
من الممكن وبسهولة أن يتم إنتاج الشب وذلك يتم من خلال عملية الترسيب من محلول مائي، وعند إنتاج شب البوتاسيوم مثلا فإنه يتم إذابة كبريتات الألومنيوم وكبريتات البوتاسيوم في الماء ثم عند التبخر يتبلور الشب من المحلول، وطريقة الإنتاج الأكثر شيوعًا هي معالجة خام البوكسيت بحمض الكبريتيك ثم بكبريتات البوتاسيوم.
يتم إنتاج شب الأمونيوم من خلال عملية تبخير لمحلول مائي يتضمن كبريتات الأمونيوم بالإضافة إلى كبريتات الألومنيوم، ومن الممكن الحصول عليها أيضًا من خلال معالجة خليط من كبريتات الألومنيوم وحمض الكبريتيك مع الأمونيا، كما ويوجد الشب بشكل طبيعي في معادن مختلفة.
يوجد شب البوتاسيوم في معادن مختلفة مثل معدن الكالينيت ومعدن الأونيت ومعدن الليوسيت والتي يمكن معالجتها بحمض الكبريتيك للحصول على بلورات الشب.
معظم الشب تمتلك طعم قابض وحامض، وهي عديمة اللون والرائحة وموجودة كمسحوق بلوري أبيض، كما وتكون الشب عمومًا قابلة للذوبان في الماء الساخن، ومن الممكن ترسيبها بسهولة من المحاليل المائية لتكوين بلورات كبيرة ثماني السطوح.
يمتلك الشب الكثير من الاستعمالات المختلفة ولكن لقد تم استبدالها نوعا ما بمادة كبريتات الألومنيوم نفسها والتي من الممكن الحصول عليها بسهولة من خلال معالجة خام البوكسيت بحمض الكبريتيك، كما وتنبع الاستخدامات التجارية للشب بشكل أساسي من خلال عملية التحلل المائي لأيونات الألومنيوم مما يؤدي إلى ترسيب مادة هيدروكسيد الألومنيوم، وهذه المادة الكيميائية لها استخدامات صناعية مختلفة.
يتم قياس حجم الورق مثلا من خلال عملية ترسيب هيدروكسيد الألومنيوم في فجوات ألياف السليلوز، كما يقوم هيدروكسيد الألومنيوم بامتصاص الجسيمات العالقة من الماء وبالتالي فهو عبارة عن عامل تلبد مفيد في محطات تنقية المياه، وعندما يتم استخدامه كمادة (رابطة) في الصباغة فإنه يثبت الصبغة على القطن والأقمشة الأخرى مما يجعل الصبغة غير قابلة للذوبان.
