- Структура
- Номенклатура
- свойства
- Физическое состояние
- Молекулярный вес
- Температура плавления
- Точка кипения
- плотность
- Растворимость
- pH
- Химические свойства
- получение
- Приложения
- При абсорбции CO
- При удалении H
- В химических лабораториях
- В индустрии чистящих средств
- В пищевой промышленности
- В удобрениях
- В различных приложениях
- Ссылки
Карбонат калия представляет собой неорганическое соединение , состоящее из двух калия ионов K + и карбонат ионов СО 3 2- . Его химическая формула - K 2 CO 3 . Это гигроскопичное твердое вещество белого цвета, то есть легко впитывает воду из окружающей среды. По этой причине в лабораториях он используется для поглощения воды из других веществ.
Это очень хорошо растворим в воде, образуя щелочные растворы, которые богаты ионами ОН - и , следовательно , с высоким значением рН. Его водные растворы, будучи щелочными, используются в различных промышленных процессах для поглощения кислых газов, таких как диоксид углерода CO 2 и сероводород H 2 S, поскольку он легко их нейтрализует.
Карбонат калия твердый K 2 CO 3 . Ондржей Мангл. Источник: Wikimedia Commons.
K 2 CO 3 используется для приготовления мыла, чистящих средств, стиральных порошков и смесей для мытья посуды. Он также используется при обработке некоторых текстильных волокон, таких как шерсть.
Он широко используется в химических лабораториях, например, для поглощения воды из других соединений или для подщелачивания смесей химических реакций, а также в химическом анализе.
Его также добавляют в некоторые продукты, например, для устранения горького вкуса какао-бобов во время производства шоколада.
Структура
Карбонат калия состоит из двух катионов калия K + и аниона карбоната CO 3 2- . Карбонат-анион имеет плоскую и симметричную структуру, а три атома кислорода окружают углерод, образуя плоский треугольник.
Структура карбоната калия K 2 CO 3 . Пользователь: Edgar181. Источник: Wikimedia Commons.
Номенклатура
- Карбонат калия
- Карбонат калия
- Карбонат калия
- поташ
- Калиевая соль угольной кислоты.
свойства
Физическое состояние
Кристаллическое твердое вещество от бесцветного до белого цвета.
Молекулярный вес
138,205 г / моль.
Температура плавления
899 ° С.
Точка кипения
Он разлагается.
плотность
2,29 г / см 3
Растворимость
Хорошо растворим в воде: 111 г / 100 г воды при 25 ° C. Нерастворим в этаноле и ацетоне.
pH
Водный раствор может иметь pH 11,6, то есть он достаточно щелочной.
Химические свойства
Карбонат калия расплывается или гигроскопичен, то есть поглощает влагу из окружающей среды. Он имеет стабильный гидрат K 2 CO 3 · 2H 2 O.
К 2 СО 3 в водном растворе гидролизуется, то есть, он вступает в реакцию с водой, выпуская ОН - группы - которые дают решения , что щелочность:
CO 3 2- + H 2 O ⇔ OH - + HCO 3 -
HCO 3 - + H 2 O ⇔ OH - + H 2 CO 3
получение
Его можно получить из золы, оставшейся от горящих растений. Также карбонизацией гидроксида калия КОН, то есть добавлением избытка диоксида углерода СО 2 к КОН:
КОН + СО 2 → КНСО 3
2 KHCO 3 + тепло → K 2 CO 3 + H 2 O
Другой способ его получения - нагревание хлорида калия KCl с карбонатом магния MgCO 3 , водой и CO 2 под давлением. Сначала получают гидратированную двойную соль магния и калия MgCO 3 · KHCO 3 · 4H 2 O, называемую солью Энгельса:
2 KCl + 3 MgCO 3 + CO 2 + 5 H 2 O → MgCO 3 .KHCO 3 .4H 2 O ↓ + MgCl 2
Гидратированная двойная соль Энгельса выпадает в осадок и фильтруется из раствора. Затем его нагревают, и образуется карбонат калия K 2 CO 3, который растворяется при добавлении воды, в то время как карбонат магния MgCO 3 остается нерастворимым и удаляется фильтрацией.
MgCO 3 .KHCO 3 .4H 2 O + тепло → MgCO 3 ↓ + 2 K + + CO 3 2- + CO 2 ↑ + 9 H 2 O
Приложения
При абсорбции CO
Раствор карбоната калия - это классическая обработка для удаления двуокиси углерода CO 2 в различных процессах, особенно при высоких давлениях и температурах.
Растворы K 2 CO 3 используются для поглощения CO 2 в различных промышленных процессах. Автор: Никола Джордано. Источник: Pixabay.
Удаление CO 2 происходит по следующей реакции:
K 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O ⇔ 2 KHCO 3
Этот метод используется, например, для обработки природного газа. Также на электростанциях, чтобы избежать выбросов CO 2 в атмосферу, и при производстве сухого льда.
Растворы K 2 CO 3 используются для получения CO 2, который используется для изготовления сухого льда. ProjectManhattan. Источник: Wikimedia Commons.
Раствор K 2 CO 3 можно регенерировать термически, то есть путем нагревания до температуры около 100 ° C.
Чтобы раствор карбоната калия мог поглощать CO2 с хорошей скоростью, добавляются промоторы, ускоряющие процесс, такие как диэтаноламин (DEA).
При удалении H
Растворы карбоната калия также используются для удаления газообразного сероводорода H 2 S из технологических потоков. Иногда для ускорения процесса добавляют трифосфат калия K 3 PO 4 .
В химических лабораториях
K 2 CO 3 позволяет проводить органический синтез, например, в реакциях конденсации и нейтрализации. Он используется для удаления воды из органических жидкостей, как обезвоживающий агент или осушитель в лаборатории.
Он также используется в реакциях аналитической химии и для подщелачивания в фармацевтической промышленности.
В индустрии чистящих средств
K 2 CO 3 используется для изготовления мыла, чистящих средств, средств для стирки и мытья посуды, а также для приготовления шампуня и других средств личной гигиены.
K 2 CO 3 используется для приготовления мыла. Lacrimosus. Источник: Wikimedia Commons.
В пищевой промышленности
Карбонат калия добавляют в различные продукты для различных целей.
Например, его добавляют в какао-бобы, чтобы убрать их горький привкус, и использовать их при производстве шоколада. Его добавляют в виноград в процессе сушки для получения изюма.
Какао-бобы обрабатывают K 2 CO 3, чтобы уменьшить их горький вкус при приготовлении шоколада. Автор: Магали КУРЭ. Источник: Pixabay.
В кондитерских изделиях он используется как разрыхлитель (который действует как дрожжи) для муки для приготовления выпечки.
K 2 CO 3 можно использовать в качестве разрыхлителя для тортов, поскольку они выделяют CO 2 во время готовки и увеличивают их объем. Автор: Pixel1. Источник: Pixabay.com
В удобрениях
K 2 CO 3 используется для удобрения кислых почв, так как карбонат-ион CO 3 2- при контакте с водой производит ионы OH - , которые увеличивают pH почвы. Кроме того, калий K + является питательным веществом для растений.
Карбонат калия также использовался для изготовления удобрений с медленным высвобождением.
Удобрение с медленным высвобождением медленно высвобождает или высвобождает питательные вещества, так что они не растворяются и не смываются водой. Благодаря этому они смогут уделять корням растения больше времени.
В различных приложениях
Карбонат калия K 2 CO 3 также используется для:
- Процессы окрашивания, отбеливания и очистки необработанной шерсти и другие виды деятельности текстильной промышленности
- Получение других органических и неорганических солей калия, таких как цианид калия KCN.
- Действовать как регулятор кислотности в различных процессах.
- Производство керамики и гончарных изделий.
- Процессы гравировки и литографии.
- Дубление и отделка кож.
- Подготовить краски для печати, пигменты.
- Изготовление очков специально для телевидения, поскольку K 2 CO 3 более совместим, чем карбонат натрия Na 2 CO 3, с оксидами свинца, бария и стронция, которые содержатся в этих очках.
- Очистка воды.
- Торможение возгорания (в виде водных растворов).
- Препятствует коррозии и как противообрастающий агент в технологическом оборудовании.
Ссылки
- Национальная медицинская библиотека США. (2019). Карбонат калия. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Стил, Д. (1966). Химия металлических элементов. Pergamon Press Ltd. Лондон.
- Mokhatab, S. et al. (2019). Очистка природного газа. Раствор карбоната калия. В Справочнике по передаче и переработке природного газа (четвертое издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
- Какарас, Э. и др. (2012). Системы комбинированного цикла сжигания в псевдоожиженном слое (PFBC). Сжигание в псевдоожиженном слое с улавливанием и хранением углерода. В системах с комбинированным циклом для производства электроэнергии с почти нулевым выбросом. Восстановлено с sciencedirect.com.
- Спейт, JG (2019). Производство водорода. Влажная чистка. В добыче и модернизации тяжелой нефти. Восстановлено с sciencedirect.com.
- Бранан, CR (2005). Обработка газа: Глава обновлена Крисом Хигманом. Горячие карбонатные процессы. В правилах для инженеров-химиков (четвертое издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
- Кирк-Отмер (1994). Энциклопедия химической технологии. Четвертое издание. Джон Вили и сыновья.
- Энциклопедия промышленной химии Ульмана. (1990). Пятое издание. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
- Ли Ю. и Ченг Ф. (2016). Синтез нового калийного удобрения с медленным высвобождением из модифицированного магниевого шлака Pidgeon карбонатом калия. J Air Waste Manag Assoc, 2016, август; 66 (8): 758-67. Восстановлено с ncbi.nlm.nih.gov.