碳酸鉀 白色結(jié)晶粉末的化學(xué)物質(zhì)
碳酸鉀(英文名稱: Potassium Carbonate),一種無機(jī)化合物?;瘜W(xué)式為K 2 CO 3 , 摩爾質(zhì)量 為138.025g/mol,密度為2.29g/cm 。碳酸鉀是一種無色吸濕性晶體或吸濕性白色粉末,具有很強(qiáng)的潮解性,極易溶于水,其水溶液呈堿性,難溶于醇類和 丙酮 。碳酸鉀高溫分解,易于大多數(shù)酸反應(yīng),放出 二氧化碳 。碳酸鉀工業(yè)上可由草木灰法、路布蘭法、氯化鉀電解碳化法、離子交換法和 有機(jī)胺 法等法制得。碳酸鉀被應(yīng)用于多數(shù)工業(yè),其中約有70%的碳酸鉀用于玻璃工業(yè),如 電子管 、 電視顯象管 、 醫(yī)用玻璃 、 光學(xué)玻璃 、 精密玻璃器具 、各種裝飾用玻璃等;醫(yī)藥工業(yè)用于制造 長效磺胺 、 黃體酮 、 可的松 、 知阿可爾 、 苯甲酸雌二醇 等藥。
相關(guān)歷史 制取碳酸鉀的很多方法中只有幾個(gè)方法得到了實(shí)際應(yīng)用。最古老的一個(gè)方法(從草木灰中提取碳酸鉀)由于不夠經(jīng)濟(jì)幾乎完全失去了從前的地位。很多國家( 東德 、 捷克斯洛伐克 、 波蘭 、意大利等)都有著從酒糟炭制碳酸鉀的生產(chǎn)。從草木灰、酒糟炭、酒糟灰制取碳酸鉀只是在當(dāng)時(shí)具有一定的意義。再到碳酸鉀主要是由礦物原料生產(chǎn)的, 蘇聯(lián) 是以綜合加工 霞石 來生產(chǎn)碳酸鉀。在蘇聯(lián)以外,用氯化鉀制碳酸鉀較普遍的方法是電解法和有機(jī)胺法。電解法也就是碳化由電解氯化鉀所得到的 苛性鉀 溶液;有機(jī)胺法與氨堿法制碳酸鈉相似,只是以各種有機(jī)胺來代替氨。后一種方法不經(jīng)濟(jì),產(chǎn)品價(jià)格高,因此生產(chǎn)規(guī)模不大。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì) 碳酸鉀是一種無色吸濕性晶體或吸濕性白色粉末,無味,摩爾質(zhì)量為138.025g/mol,密度為2.29g/cm ,沸點(diǎn)為891℃。碳酸鉀在潮濕的空氣中極易潮解,極易溶于水,其水溶液呈堿性,難溶于醇類和丙酮。碳酸鉀的冷卻飽和水溶液,有玻璃狀單斜晶體水合物2K 2 CO 3 ?3H 2 O結(jié)晶析出,溫度在100℃時(shí)失去結(jié)晶水。
化學(xué)性質(zhì) 碳酸鉀在高溫的條件下會(huì)分解產(chǎn)生有毒煙霧 氧化鉀 。 在潮濕的空氣中,碳酸鉀會(huì)吸收空氣中的水分和二氧化碳,生成 碳酸氫鉀 。
與酸反應(yīng) 碳酸鉀可以與 硝酸 、 硫酸 、 鹽酸 等酸反應(yīng),生成相應(yīng)的 鉀鹽 ,大多數(shù)會(huì)放出 二氧化碳 。
與非金屬單質(zhì)反應(yīng) 碳酸鉀與 氯 、 碘 等鹵素反應(yīng),生成相應(yīng)的鉀鹽,同時(shí)放出二氧化碳。
與堿土金屬氫氧化物反應(yīng)
與氧化物反應(yīng) 碳酸鉀與 二氧化硅 、 二氧化錫 、二氧化硫等氧化物反應(yīng),生成相應(yīng)的鉀鹽,同時(shí)放出二氧化碳。
制備方法
草木灰法 將各種植物殼(如桐子殼、茶花子殼、葵花子殼等)燒制成草木灰(草木灰是碳酸鉀、 硫酸鉀 、 氯化鉀 的混合物)。再用浸取、蒸發(fā)和結(jié)晶的方法,分別加以分離,最終可以得到碳酸鉀。
路布蘭法 硫酸鉀經(jīng)過拌料、還原、焙燒、浸取、碳化、蒸發(fā)、結(jié)晶、煅燒等流程,最終得到碳酸鉀。
氯化鉀電解碳化法 先將氯化鉀進(jìn)行電解,得到 氫氧化鉀 ,然后加入 二氧化碳 進(jìn)行碳化,得到 碳酸氫鉀 ,再經(jīng)過水洗、離心分離和煅燒,最終得到精制碳酸鉀。
離子交換法
有機(jī)胺法 先將有機(jī)胺進(jìn)行碳化,再與氯化鉀反應(yīng),生成碳酸氫鉀,最后碳酸氫鉀進(jìn)行焙燒即得到碳酸鉀。 以 三乙胺 為例,反應(yīng)式如下: 三乙胺的鹽酸鹽在蒸胺的過程中與 石灰乳 (Ca(OH) 2 )反應(yīng)生成 氯化鈣 ,并重新得到三乙胺。
應(yīng)用領(lǐng)域
玻塘和玻璃 碳酸鉀在玻璃工業(yè)可以用于制造電子管、電視顯象管、醫(yī)用玻璃、光學(xué)玻璃、精密玻璃器具、各種裝飾用玻璃等。還可以用于去瑯粉配制,以增強(qiáng)其流平性,加入玻璃中起助熔作用,并提高玻璃透明度和折光系數(shù)。
醫(yī)藥
染料與印染
食品領(lǐng)域 碳酸鉀在食品領(lǐng)域可以用于酸度調(diào)節(jié)劑、營養(yǎng)增補(bǔ)劑、加工助劑、香料。按中國《 食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 》(GB2760—1996)規(guī)定:可在面制食品和飲料中按生產(chǎn)需要適量使用,在礦物質(zhì)飲料中最大用量為0.05g/L。通常在制造面條、餛飩時(shí)適量加入,可賦予產(chǎn)品以特有的風(fēng)味、色澤相韌性(常與碳酸鈉等合用)。
滅火 碳酸鉀水溶液可以用于滅火,比二氧化碳、水噴霧、碳酸氫鉀或水成膜泡沫等更有效。
其他 碳酸鉀在無機(jī)工業(yè)用于制造 酒石酸鉀鈉 、 鋁氟酸鉀 、 硫氰酸鉀 、 鈦白粉 等;橡膠工業(yè)用于制造 4010防老劑 ;毛棉麻工業(yè)用于棉布煮煉和羊毛的脫脂。
安全事宜
安全標(biāo)志 GHS分類
GHS
危險(xiǎn)說明
危險(xiǎn)等級
H302
吞咽有害
急性毒性,口服
H315
引起皮膚刺激
皮膚腐蝕/刺激
H319
引起嚴(yán)重的眼睛刺激
嚴(yán)重的眼睛損傷/眼睛刺激
H335
可能引起呼吸道刺激
特異性靶器官毒性,單次暴露;呼吸道刺激
健康危害 吸入碳酸鉀會(huì)使人喉嚨痛,咳嗽;食入碳酸鉀會(huì)使人喉嚨和胸部有燒灼感;皮膚接觸碳酸鉀會(huì)使人皮膚變紅,疼痛;眼睛接觸碳酸鉀會(huì)使眼睛變紅,疼痛。碳酸鉀高溫分解時(shí),會(huì)放出有毒煙霧氧化鉀。
急救措施 皮膚接觸:立即脫掉被污染的衣服,用大量水或淋浴沖洗皮膚。
眼睛接觸:立即用大量清水沖洗幾分鐘,然后就醫(yī)。
食入:立即漱口,不要催吐,可以喝一兩杯水,轉(zhuǎn)診就醫(yī)。
吸入:立即將人移至空氣清新處進(jìn)行休息,就醫(yī)。
貯存與運(yùn)輸 碳酸鉀應(yīng)貯存于干燥通風(fēng)的庫房,防止受潮;運(yùn)輸裝卸應(yīng)防雨淋,保證干燥;包裝不受損害和污染,不可與酸類物質(zhì)共貯混運(yùn)。