Карбонат калия: способы получения и химические свойства
Карбонат калия K2CO3 — соль щелочного металла калия и угольной кислоты. Белое вещество, плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Очень хорошо растворяется в воде.
Относительная молекулярная масса Mr = 138,20; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,428; tпл = 891º C;
Способ получения
1. Карбонат калия можно получить путем взаимодействия при комнатной температуре пероксида калия и влажного углекислого газа. В результате реакции образуется карбонат калия и кислород:
2. В результате взаимодействия пероксида калия и угарного газа при 50º С образуется карбонат калия и кислород:
3. При взаимодействии концентрированного гидроксида калия и углекислого газа образуется карбонат калия и вода:
4. Взаимодействуя с углеродом (графитом) при 30º С надпероксид калия карбонат калия и углекислый газ:
5. Разлагаясь при температуре 100 — 400 ºС гидрокарбонат калия образует карбонат калия, углекислый газ и воду:
6. В результате реакции между гидрокарбонатом калия и гидроксидом калия образуется карбонат калия и вода:
Качественная реакция
Качественная реакция на карбонат калия — взаимодействие его с раствором сильных кислот. В результате реакции происходит бурное выделение углекислого газа, образование которого можно проверить, если пропустить его через известковую воду, которая мутнеет из-за образования осадка:
1. При взаимодействии с хлороводородной кислотой, карбонат калия образует хлорид калия, углекислый газ и воду:
2. Взаимодействуя с серной кислотой, карбонат калия образует углекислый газ и воду, а также сульфат калия:
Химические свойства
1. Карбонат калия может реагировать с простыми веществами :
С хлором, бромом и йодом концентрированный и горячий раствор карбоната калия реагирует с образованием хлорида, бромида или йодида калия, хлората, бромата или йодата калия и углекислого газа:
2. Карбонат калия вступает в реакцию со многими сложными веществами :
2.1. Насыщенный карбонат калия реагирует при 30–40º C с водой и углекислым газом, образуя осадок гидрокарбоната калия:
2.2. Карбонат калия может реагировать с насыщенным гидроксидом кальция с образованием гидроксида калия и осадка карбоната кальция:
2.3. Карбонат калия способен реагировать с кислотами :
2.3.1. При взаимодействии с разбавленной хлороводородной кислотой карбонат калия образует хлорид калия, углекислый газ и воду:
2.3.2. В результате реакции между насыщенным карбонатом калия и концентрированной и холодной хлорной кислотой образуется осадок хлорат калия, вода и газ углекислый газ:
2.3.3. Взаимодействуя с разбавленной фосфорной кислотой концентрированный раствор карбоната калия образует фосфат калия, воду и углекислый газ:
а если кислота концентрированная, то образуется гидрофторид калия, вода и углекислый газ:
Карбонат калия
агрегатное состояние
вспышки
самовоспламенения
Карбонат натрия
Карбонат лития
Карбонат калия (углекислый калий, пота́ш) K2CO3 — средняя соль калия и угольной кислоты. Это белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде.
Содержание
История
Поташ — одна из солей, известных людям ещё в древности. Обычно поташ загрязнён различными примесями, поэтому не имеет такого чисто-белого цвета, как измельчённый карбонат калия. До XX века в Европе поташ был одним из важнейших промышленных химических реагентов. Его получали путём водной экстракции из растительной золы, с дальнейшей очисткой до необходимого уровня. Производство было сосредоточено в местах, богатых лесом — кое-где в Европе, но в основном в России и Северной Америке.
На производство поташа ещё Петр I в 1721 году установил монополию: «Нигде никому отнюдь поташа не делать и никому не продавать под страхом ссылки в вечную каторжную работу»
Получение
Его легко получить из щелочи при выщелачивании водой золы из злаков или водорослей, так как именно калия больше всего в растворимой части растительных остатков (белая «зола» от костра — в основном поташ). Как побочный продукт получается при переработке нефелинов. Сегодня карбонат калия получается путем электролиза хлорида калия, в результате чего образуется гидроксид калия, который, вступая в реакцию с углекислым газом, образует воду и карбонат калия.
Применение
Поташ применяют для изготовления жидкого мыла, хрустального или тугоплавкого стекла, крашения, выращивания сельскохозяйственных культур (соли калия являются хорошим удобрением для растений), для фотодела, в качестве добавки в строительный раствор для уменьшения температуры замерзания (правда, потом могут выделяться белые пятна, поэтому сейчас появляются специальные противоморозные присадки, не дающие разводов).
Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E501.
Калий углекислый — соединение, используемое человечеством с древнейших времен
Калий углекислый — неорганическое соединение, 
дикалиевая соль угольной кислоты. Часто употребляются также названия карбонат кальция, дикалий карбонат, поташ. Формула — K2CO3.
Поташ — старинное название, имеющее немецкие или голландские корни. По другой версии — пришло из латинского языка. Вещество используется человечеством с древних времен для стирки, очистки тканей от жира, для мыловарения. Его применяли уже в Древнем Риме — выделяли растворением в воде растительной золы и дальнейшей очисткой собранного концентрата. В России и других европейских странах карбонат калия производился в промышленных масштабах и играл очень большую роль в экономике вплоть до ХХ века. В России Петром I была введена государственная монополия на производство поташа.
Вещество встречается в природе в естественном виде. Получают же его:
 |  |
| Склянка для реактивов на 1000 мл из светлого стекла | Калий углекислый (карбонат) «ч» |
Свойства
Соединение представляет собой хорошо растворимые в воде мелкие кристаллы или гранулы белого цвета. Реакция растворения в воде — экзотермическая (с выделением тепла). Кристаллы легко поглощают влагу из воздуха, превращаясь в кристаллогидрат K2CO3•1,5 Н2О. Этот же кристаллогидрат выкристаллизируется из раствора. Не растворяется в этиловом спирте и диэтиловом эфире. Вкус — выраженный щелочной, без запаха. Обладает бактерицидными качествами.
Водный раствор поташа имеет сильнощелочную реакцию. Раствор взаимодействует с окисью углерода и окисью серы. Химическая реакция с жирами приводит к их расщеплению.
Меры предосторожности
Калий углекислый считается малотоксичным соединением, относится к 3-му классу опасности. Тем не менее, попадание пылевидных частиц на влажную кожу или слизистые оболочки глаз и органов дыхания способны вызвать раздражение, экзему, язвы, аллергические реакции, приступы астмы, отек органов дыхания. Именно поэтому на производствах рабочее место должно быть оснащено принудительной вентиляцией. Работникам следует использовать защитную одежду, обувь, респираторы, очки.
При попадании поташа на кожу или в глаза поврежденные места нужно хорошо промыть холодной водой. Если пострадавший вдохнул пыль, то его нужно вынести на свежий воздух и вызвать скорую. Если реактив проглочен, то требуется промывание желудка.
Вещество хранят в герметичной упаковке, защищающей от проникновения влаги; на сухих складах с контролем влажности и встроенной системой вентиляции. Для транспортировки подходят все виды транспорта, кроме авиационного.
Карбонат калия: описание, применение, польза и вред, реакции
Карбонат калия – это достаточно известная в современной промышленности пищевая добавка, которую указывают в составе продуктов питания под индексом Е501. Внешне она представляет собой порошок из мелких кристаллов белого цвета, напоминающий поваренную соль.
Для обозначения карбоната калия, как правило, используют более короткое слово поташ. Вещество великолепно растворяется в обычной воде, обладает низкой токсичностью, что позволяет не бояться его присутствия в составе продуктов питания. Поташ относится к III классу опасности: то есть, к умеренно опасным соединениям, летальная доза которых варьируется от 150 до 50 тыс.мг на 1 килограмм веса.
Карбонат калия – это не что-то новое в мире пищевых технологий: его используют не сотни и даже не десятки лет. Однако, современный поташ отличается от того, который использовали люди в древности – он обладал длинным перечнем примесей, поэтому был не чисто белого, а бурого цвета. Вплоть до начала 20 столетия карбонат калия играл очень важную роль в химической промышленности и использовался в качестве реагента во многих процессах. Производили его тогда на основе растительной золы, которую впоследствии очищали до требуемого для той или иной цели уровня. Самые крупные производства располагались в лесистой местности: преимущественно, в России, Северной Америке и некоторых европейских странах.
В России производство карбоната калия началось во время правительства Петра I: наладить его экспорт он не пытался, а напротив под страхом смертной казни запретил продавать поташ за границу. Из соображений сохранения леса поташ производили из старых бочек и опавших ветвей.
Что такое карбонат калия: его особенности
Карбонат калия, или другими словами поташ – это соль щелочного металла калия и угольной кислоты. Внешне пищевая добавка представляет собой белый порошок. Он обладает свойством плавиться при повышении температуры, не разлагаясь при этом. Поташ прекрасно растворяется и в холодной, и в теплой воде. А вот в спиртовой среде рассматриваемое вещество остается неизменным.
При растворении в воде поташ высвобождает тепло. Причем чем выше температура порошка, тем сильнее проявляются его щелочные свойства.
Поташ легко вступает в реакции с оксидом углерода серы, по завершению которой образуются кристаллогидраты. Данное взаимодействие возможно только в солевом растворе.
Формула карбоната калия и его свойства
Формула карбоната калия: K2CO3
Растворимость карбоната калия в воде
| Температура воды, ˚С | Растворимость, г/100 г воды |
| 0 | 107 |
| 10 | 109,2 |
| 20 | 111 |
| 25 | 112,3 |
| 30 | 113,7 |
| 40 | 116,9 |
| 60 | 125,7 |
| 80 | 139,2 |
| 100 | 155,8 |
| 200 | 274 |
Молекула карбоната калия
При нагревании вещества до 1200 градусов и выше оно разлагается на две составляющие – оксид калия и углекислый газ. Вещество прекрасно реагирует с кислотами-неокислителями, основаниями, углеродом (в условиях высокой температуры) и с оксидом серы.
Получение карбоната калия
Существует несколько способов получения карбоната калия. Среди них наибольшей популярностью пользуются следующие: смешивание пероксида калия с углекислым газом или угарным газом, соединение углерода с надпероксидом, разложение гидрокарбоната калия при температуре в диапазоне от 100 до 400 градусов, смешивание гидрокарбоната и гидроксида калия.
Рассмотрим все вышеперечисленные реакции подробнее:
Смешивание перекиси калия с влажным углекислым газом при температуре в диапазоне от 20 до 26 градусов. По завершению реакции образуется поташ и выделяется кислород:
Смешивание пероксида калия с моноксидом углерода при температуре на отметке 50 градусов. В результате образуются два соединения – поташ и кислород:
Смешивание высококонцентрированного гидроксида калия с моноксидом углерода. В итоге можно получить искомый карбонат калия и обычную воду:
Смешивание углерода с надпероксидом калия при температуре 30 градусов. По завершению реакции образуются поташ и моноксид углерода:
Получить поташ можно и без смешиваний реактивов: достаточно разогреть гидрокарбонат калия до отметки в 100 и выше градусов и наблюдать за реакцией. В итоге вы получите карбонат калия, моноксид углерода и воду:
Соединение гидрокарбоната калия и его гидроксида с образованием карбоната калия и обычной воды:
Интересно знать
Жители древних Рима и Греции получали поташ из обычной золы. Полученное вещество они применяли для бытовых нужд, а именно – для стирки: карбонат калия прекрасно убирал с ткани жиры. В приготовлении пищи поташ не применяли.
На просторах Руси карбонат калия также получали на основе золы травянистых растений. Ее заливали родниковой водой, а затем выливали получившуюся смесь на костер. Пепелище упаривалось, а на дне со временем образовался толстый слой карбоната калия. Корку разбивали камнями.
В наши дни основными производителями карбоната калия считаются Китай, Германия, Франция и Корея.
Реакции с карбонатом калия
Взаимодействие с хлороводордной кислотой с образованием трех составляющих: хлорид калия, вода и моноксид углерода:
Взаимодействие с серной кислотой с образованием моноксида углерода, воды и сульфата натрия:
Вещество легко вступает в реакцию с простыми веществами, среди которых стоит отметить хлор, бром и йод:
Поташ не ограничивается взаимодействиями с простыми металлами – он также реагирует со сложными соединениями, например, с водой и углекислым газом:
С гидроксидом кальция:
Гидроксид калия реагирует с соединениями, принадлежащими к классу кислот, например, с хлороводородной кислотой:
С хлорной кислотой:
С фосфорной кислотой:
С плавиковой кислотой:
Карбонат калия, разведенный водой, взаимодействует с оксидом серы:
Допустимые нормы употребления карбоната калия
Конкретных ограничений относительно употребления карбоната калия не существует, однако существуют определенные нормы, регулирующие использование пищевой добавки.
Несмотря на это, специалисты не рекомендуют употреблять более 50 мэкв карбоната калия в сутки.
При употреблении слишком большого количества карбоната калия может возникать мышечная слабость, помутнение сознания, тошнота и нарушения работы ЖКТ.
Сферы применения карбоната калия
Карбонат калия пользуется популярностью во многих отраслях. Так, без него трудно представить себе работу химической отрасли и предприятий по производству стекла, а также сельскохозяйственных предприятий, легкой промышленности, фотодела и других сфер.
Так, к числу процессов, в которых поташ принимает активное участие, относятся:
Благодаря своим свойствам поташ способен выступать в качестве стабилизатора, регулятора кислотности, разрыхлителя и осушителя. Данное вещество применяют также для получения однородной смеси из компонентов, которые в нормальных условиях не соединяются между собой: например, из воды, масла и жира.
Животноводство
Не меньшей популярностью поташ пользуется в сфере животноводства: его применяют для приготовления лекарственных препаратов – мазей, растворов и т.д.
Пищевая промышленность
В производстве продуктов питания добавку применяют в качестве эмульгатора, который добавляет хлебобулочным изделиям пышности: благодаря ему хлеб и булочки становятся более воздушными, приобретают пористую структуру. Встретить поташ можно также в составе алкогольных напитков, в древности добавку вводили в состав пряников. Из-за такого активного использования в производстве продуктов питания специалисты вели активные споры о том, насколько безопасен поташ для человека.
Медицина
В медицине карбонат калия необходим для усиления эффекта от употребления лекарственных препаратов, именно поэтому его часто вводят в состав мазей и кремов. Кроме того, поташ помогает избавиться от паразитов: он эффективен в избавлении от вшей и чесоточных клещей.
Сельское хозяйство
В сельскохозяйственной сфере карбонат калия применяют для удобрения почвы и повышения урожайности высаженных культур.
Наиболее часто карбонат калия применяют для обработки подзолистых почв.
Строительство
Поташ применяется и в сфере строительства. Он, в первую очередь, необходим для гидратации цемента, которая значительно замедляется при понижении температуры. Впрочем, добавление карбоната калия в состав строительного раствора имеет свои недостатки – работать с ним можно только при низкой температуре, как только начинает теплеть цемент теряет свои свойства.
Бетонные смеси. В состав которых входит поташ, наиболее часто применяют для устройства скользящей опалубки внутренних стен в зданиях средней этажности и многоэтажных постройках.
Впрочем, существуют определенные ограничения в использовании карбоната калия. Так, например, запрещено:
Карбонат калия в различных сферах
| Сфера применения | Применение карбоната калия |
| Животноводство | Приготовление лекарственных препаратов, действие которых направлено на борьбу с паразитами |
| Сельское хозяйство | Обработка почвы, защита растений от вредителей |
| Пищевая промышленность | Эмульгатор, стабилизатор. Можно встретить в составе алкогольных напитков и хлебобулочных изделий |
| Медицина | Усиление действия лекарственных препаратов, борьба с паразитами |
| Строительство | Приготовление строительных смесей для работы при пониженной температуре |
Воздействие карбоната калия на организм человека
Поташ важен для правильной работы многих систем организма. Более того, данное вещество содержится в организме человека и имеет свойство вымываться, дабы предотвратить дефицит поташа в организме, важно ввести его в свой рацион в достаточном количестве.
Вещество усваивается в стенках ЖКТ, а его излишек выводится вместе с продуктами жизнедеятельности.
Впрочем, злоупотреблять карбонатом калия не стоит: переизбыток добавки в организме может привести к развитию гиперкалиемии – состояния, при котором почки не способны вывести избыток калия из организма. Так что основной вред от неправильного употребления поташа испытывают почки.
В чистом виде употреблять поташ не стоит – он небезопасен, как и любая друга щелочь. При контакте с кожей вещество вызывает химический ожог, которому сопутствуют покраснения, раздражения и зуд. Дабы минимизировать негативные последствия необходимо промыть пораженный участок кожи.
Полезные свойства карбоната калия и показания к его употреблению
Калий крайне важен для правильной работы организма, а карбонат калия способен восполнять дефицит этого элемента. Рассматриваемое вещество необходимо для поддержания правильной работы пищеварительного тракта.
Так, поташ показан при:
Вред карбоната калия и противопоказания к его употреблению
При чрезмерном употреблении поташа возможно развитие гиперкалиемии – состоянии, при котором почки не способны вывести избыток карбоната калия из организма, вследствие чего начинают хуже работать.
Чистый карбонат калия небезопасен, поэтому употреблять его можно только в составе лекарственных препаратов.
Где можно приобрести карбонат калия и сколько он стоит
Для индивидуального использования рекомендуется отдавать предпочтение не чистому поташу, а специальным препаратам: Блемарену и Гевискону Форте, стоимость которых изменяется в диапазоне от 200 до 350 рублей.
Чистый карбонат калия можно приобрести в режиме онлайн, обойдется он вам примерно в 300 рублей за килограмм добавки.
Заключение
Карбонат калия – это вещество, широко применяемое в разных отраслях промышленности. Внешне оно представляет собой белый однородный порошок, состоящий из мелких гранул.
Наиболее широко поташ применяется в сфере производства пищи, сельском хозяйстве, животноводстве, фармакологии и строительстве. В производстве продуктов питания его используют в качестве стабилизатора и эмульгатора, встретить который можно в составе алкогольной продукции и хлебобулочных изделий. В составе его указывают под индексом Е501.
В фармакологии поташ необходим для усиления действия лекарственных препаратов, в частности тех, действие которых направлено на борьбу с паразитами. Данное соединение применяют также для обработки почвы: понижения ее кислотности, защиты растений от вредителей и повышения урожайности.
Использование поташа началось давно – вещество пользовалось большой популярностью еще во времена Киевской Руси: тогда вещество производили из золы и применяли в качестве порошка для удаления жирных пятен и в качестве удобрения.
Карбонат калия принадлежит к III классу опасности. Вещество важно для поддержания правильной работы желудочно-кишечного тракта, но злоупотреблять им не рекомендуется – избыток поташа в организме может привести к нарушению работы почек.
