Kaliumkarbonat (K2CO3) struktur, egenskaper, användningsområden, produktion

De Kaliumkarbonat är en oorganisk förening bildad av två kalium K-joner⁺ och en karbonatjon CO₃^två-. Dess kemiska formel är K_tvåCO₃. Det är ett hygroskopiskt vitt fast ämne, det vill säga det absorberar lätt vatten från miljön. Av denna anledning används det i laboratorier för att absorbera vatten från andra ämnen..

Det är mycket lösligt i vatten och bildar alkaliska lösningar som är rika på OH-joner.^-och därför med ett högt pH-värde. Dess vattenlösningar, som är alkaliska, används i olika industriella processer för att absorbera sura gaser såsom koldioxid CO_två och vätesulfid H_tvåJa, det neutraliserar dem lätt.

K: t_tvåCO₃ Den används för att förbereda tvålar, rengöringsprodukter, tvättmedel och diskmixar. Det används också vid bearbetning av vissa textilfibrer som ull..

Det används ofta i kemilaboratorier, till exempel för att absorbera vatten från andra föreningar eller för att alkalisera blandningar av kemiska reaktioner och även för kemisk analys..

Det läggs också till vissa livsmedel, till exempel för att eliminera den bittera smaken av kakaobönor under produktion av choklad..

Artikelindex

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 fastigheter
  • 3.1 Fysiskt tillstånd
  • 3.2 Molekylvikt
  • 3.3 Smältpunkt
  • 3.4 Kokpunkt
  • 3.5 Densitet
  • 3.6 Löslighet
  • 3,7 pH
  • 3.8 Kemiska egenskaper
• 4 Skaffa
• 5 användningsområden
  • 5.1 Vid absorption av koldioxid i industriella processer
  • 5.2 Vid avlägsnande av H2S från vissa processer
  • 5.3 I kemilaboratorier
  • 5.4 I rengöringsindustrin
  • 5.5 I livsmedelsindustrin
  • 5.6 I gödselmedel
  • 5.7 I olika applikationer
• 6 Referenser

Strukturera

Kaliumkarbonat består av två kaliumkatjoner⁺ och en karbonatanjon CO₃^två-. Karbonatanjonen har en platt och symmetrisk struktur, medan de tre syreatomerna omger kolet och bildar en platt triangel..

Nomenklatur

- Kaliumkarbonat

- Kaliumkarbonat

- Dikaliumkarbonat

- Kali

- Kaliumsalt av kolsyra.

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglös till vit kristallin fast substans.

Molekylvikt

138,205 g / mol.

Smältpunkt

899 ºC.

Kokpunkt

Det sönderfaller.

Densitet

2,29 g / cm³

Löslighet

Mycket löslig i vatten: 111 g / 100 g vatten vid 25 ° C. Olöslig i etanol och aceton.

pH

En vattenlösning kan ha ett pH på 11,6, det vill säga den är ganska alkalisk.

Kemiska egenskaper

Kaliumkarbonat är torkande eller hygroskopiskt, det vill säga det absorberar fukt från miljön. Den har ett stabilt hydrat, K_tvåCO₃.2H_tvåELLER.

K: t_tvåCO₃ i vattenlösning hydrolyserar den, det vill säga den reagerar med vatten som frigör OH-grupper^- vilka är de som ger lösningarna alkalinitet:

CO₃^två- + H_tvåO ⇔ OH^- + HCO₃^-

HCO₃^- + H_tvåO ⇔ OH^- + H_tvåCO₃

Erhållande

Det kan erhållas från askan som finns kvar när man bränner växter. Även genom karbonatisering av kaliumhydroxid KOH, det vill säga tillsats av överskott av koldioxid CO_två till KOH:

KOH + CO_två → KHCO₃

2 KHCO₃ + värme → K_tvåCO₃ + H_tvåELLER

Ett annat sätt att få det är genom att värma kaliumklorid KCl med magnesiumkarbonat MgCO₃, vatten och CO_två under press. Ett hydratiserat dubbelsalt av magnesium och kalium erhålls först MgCO₃.KHCO₃.4H_tvåEller kallas Engels salt:

2 KCl + 3 MgCO₃ + CO_två + 5 timmar_tvåO → MgCO₃.KHCO₃.4H_tvåO ^ + MgCl_två

Engels hydratiserade dubbelsalt fälls ut och filtreras ur lösningen. Sedan upphettas den och kaliumkarbonatet K bildas_tvåCO₃ att vid tillsats av vatten löses upp medan magnesiumkarbonat MgCO₃ förblir olöslig och avlägsnas genom filtrering.

MgCO₃.KHCO₃.4H_tvåO + värme → MgCO₃↓ + 2K⁺ + CO₃^två- + CO_två↑ + 9 H_tvåELLER

Applikationer

Vid absorption av CO_två i industriella processer

Kaliumkarbonatlösningen är den klassiska behandlingen för avlägsnande av koldioxid CO_två i olika processer, särskilt i applikationer med högt tryck och hög temperatur.

CO-avlägsnande_två inträffar enligt följande reaktion:

K_tvåCO₃ + CO_två + H_tvåO ⇔ 2 KHCO₃

Denna metod används till exempel för att behandla naturgas. Även i kraftproduktionsanläggningar för att undvika utsläpp av koldioxid_två in i atmosfären och i produktionen av torris.

K: s lösning_tvåCO₃ kan regenereras termiskt, det vill säga genom upphettning till temperaturer runt 100 ° C.

För att kaliumkarbonatlösningen ska kunna absorbera koldioxiden med god hastighet tillsätts promotorer som påskyndar processen, såsom dietanolamin (DEA)..

Vid avlägsnande av H_tvåS för vissa processer

Kaliumkarbonatlösningar används också för att avlägsna vätesulfidgas H_tvåS för processströmmar. Kalium K-trifosfat tillsätts ibland₃PO₄ för att göra processen snabbare.

I kemilaboratorier

K: t_tvåCO₃ Det gör det möjligt att genomföra organiska synteser, till exempel i kondensationsreaktioner och att neutralisera. Det används för att avlägsna vatten från organiska vätskor, som ett uttorkande medel eller torkmedel i laboratoriet.

Det används också i analytiska kemiska reaktioner och för alkalisering inom läkemedelsindustrin..

Inom rengöringsindustrin

K: t_tvåCO₃ Den används för att tillverka tvål, rengöringsformler, tvätt- och diskprodukter samt för att förbereda schampo och andra produkter för personlig hygien.

I livsmedelsindustrin

Kaliumkarbonat tillsätts i olika livsmedel för olika ändamål.

Till exempel tillsätts det till kakaobönor för att ta bort deras bittra smak och använda dem vid produktion av choklad. Det tillsätts druvorna under torkningsprocessen för att få russin.

I bakverk används det som ett jäsmedel (som fungerar som jäst) för mjöl för att förbereda bakverk..

I gödselmedel

K: t_tvåCO₃ Det används för att befrukta sura jordar, eftersom karbonatjonen CO₃^två- vid kontakt med vatten producerar OH-joner^- som ökar jordens pH. Plus kalium K⁺ det är ett näringsämne för växter.

Kaliumkarbonat har också använts för att göra gödningsmedel med långsam frisättning.

Ett gödningsmedel med långsam frisättning frigör eller frigör näringsämnen långsamt så att de inte löses upp och tvättas bort. Tack vare detta kommer de att kunna tillbringa mer tid som är tillgänglig för växtens rötter.

I olika applikationer

Kaliumkarbonat K_tvåCO₃ det används också för att:

- Rå ullfärgning, blekning och rengöring och andra aktiviteter inom textilindustrin

- Erhållande av andra organiska och oorganiska kaliumsalter, såsom KCN-kaliumcyanid.

- Fungera som en surhetsregulator i olika processer.

- Tillverka keramik och keramik.

- Gravyr- och litografiprocesser.

- Garvning och efterbehandling av läder.

- Förbered bläck för tryckning, pigment.

- Tillverkar glasögon speciellt för TV, eftersom K_tvåCO₃ är mer kompatibel än natriumkarbonat Na_tvåCO₃ med bly, barium och strontiumoxider i dessa glas.

- Vattenbehandling.

- Brandskyddsmedel (i form av vattenlösningar).

- Hämma korrosion och som ett antifoulingmedel i processutrustning.

Referenser

1. USA National Library of Medicine. (2019). Kaliumkarbonat. Återställd från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Steele, D. (1966). Metallelementens kemi. Pergamon Press Ltd. London.
3. Mokhatab, S. et al. (2019). Naturgasbehandling. Kaliumkarbonatlösningen. I Handbook of Natural Gas Transmission and Processing (Fourth Edition). Återställd från sciencedirect.com.
4. Kakaras, E. et al. (2012). PFBC-kombinerade cykelsystem med tryckbaserad fluidiserad bädd. Förbränning med fluidiserad bädd under tryck med avskiljning och lagring av kol. I kombinerade cykelsystem för kraftgenerering med nästan noll utsläpp. Återställd från sciencedirect.com.
5. Speight, J.G. (2019). Väteproduktion. Våt skrubbning. I återvinning och uppgradering av tungolja. Återställd från sciencedirect.com.
6. Branan, C.R. (2005). Gasbehandling: Kapitel uppdaterat av Chris Higman. Heta karbonatprocesser. In Rules of Thumb for Chemical Engineers (fjärde upplagan). Återställd från sciencedirect.com.
7. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
8. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Femte upplagan. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
9. Li, Y. och Cheng, F. (2016). Syntes av ett nytt kaliumgödselmedel med långsam frisättning från modifierad Pidgeon-magnesiumslagg med kaliumkarbonat. J Air Waste Manag Assoc, 2016 aug; 66 (8): 758-67. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.