Kaliumcarbonaat (K2CO3) structuur, eigenschappen, gebruik, productie

De Kaliumcarbonaat is een anorganische verbinding die wordt gevormd door twee kalium-K-ionen⁺ en een carbonaat-ion CO₃^twee-. De chemische formule is K_tweeCO₃. Het is een hygroscopische witte vaste stof, dat wil zeggen dat het gemakkelijk water uit de omgeving opneemt. Om deze reden wordt het in laboratoria gebruikt om water uit andere stoffen op te nemen..

Het is zeer oplosbaar in water en vormt alkalische oplossingen die rijk zijn aan OH-ionen.^-en dus met een hoge pH-waarde. De waterige oplossingen, die alkalisch zijn, worden in verschillende industriële processen gebruikt om zure gassen zoals kooldioxide CO te absorberen_twee en waterstofsulfide H_tweeJa, het neutraliseert ze gemakkelijk.

De K._tweeCO₃ Het wordt gebruikt om zeep, schoonmaakproducten, wasmiddelen en afwasmixen te bereiden. Het wordt ook gebruikt bij de verwerking van sommige textielvezels zoals wol..

Het wordt veel gebruikt in chemielaboratoria, bijvoorbeeld om water uit andere verbindingen te absorberen of om mengsels van chemische reacties te alkaliseren en ook bij chemische analyse.

Het wordt ook aan sommige voedingsmiddelen toegevoegd, bijvoorbeeld om de bittere smaak van cacaobonen tijdens de productie van chocolade te elimineren..

Artikel index

• 1 Structuur
• 2 Nomenclatuur
• 3 Eigenschappen
  • 3.1 Fysieke toestand
  • 3.2 Molecuulgewicht
  • 3.3 Smeltpunt
  • 3.4 Kookpunt
  • 3.5 Dichtheid
  • 3.6 Oplosbaarheid
  • 3,7 pH
  • 3.8 Chemische eigenschappen
• 4 Verkrijgen
• 5 toepassingen
  • 5.1 Bij de opname van CO2 in industriële processen
  • 5.2 Bij het verwijderen van H2S uit bepaalde processen
  • 5.3 In scheikundige laboratoria
  • 5.4 In de schoonmaakproductenindustrie
  • 5.5 In de voedingsindustrie
  • 5.6 In meststoffen
  • 5.7 In verschillende toepassingen
• 6 referenties

Structuur

Kaliumcarbonaat bestaat uit twee kalium-K-kationen⁺ en een carbonaatanion CO₃^twee-. Het carbonaatanion heeft een platte en symmetrische structuur, terwijl de drie zuurstofatomen de koolstof omringen en een platte driehoek vormen..

Nomenclatuur

- Kaliumcarbonaat

- Kaliumcarbonaat

- Dikaliumcarbonaat

- Potas

- Kaliumzout van koolzuur.

Eigendommen

Fysieke toestand

Kleurloze tot witte kristallijne vaste stof.

Molecuulgewicht

138,205 g / mol.

Smeltpunt

899 ºC.

Kookpunt

Het valt uiteen.

Dichtheid

2,29 g / cm³

Oplosbaarheid

Zeer oplosbaar in water: 111 g / 100 g water bij 25 ° C. Onoplosbaar in ethanol en aceton.

pH

Een waterige oplossing kan een pH van 11,6 hebben, dat wil zeggen dat deze vrij alkalisch is.

Chemische eigenschappen

Kaliumcarbonaat is vervloeiend of hygroscopisch, dat wil zeggen dat het vocht uit de omgeving absorbeert. Het heeft een stabiel hydraat, K_tweeCO₃.2H_tweeOF.

De K._tweeCO₃ in waterige oplossing hydrolyseert het, dat wil zeggen, het reageert met water, waardoor OH-groepen vrijkomen^- welke zijn degenen die alkaliteit aan de oplossingen geven:

CO₃^twee- + H._tweeO ⇔ OH^- + HCO₃^-

HCO₃^- + H._tweeO ⇔ OH^- + H._tweeCO₃

Het verkrijgen van

Het kan worden verkregen uit de as die overblijft bij het verbranden van planten. Ook door carbonatatie van kaliumhydroxide KOH, dat wil zeggen het toevoegen van overtollig koolstofdioxide CO_twee aan KOH:

KOH + CO_twee → KHCO₃

2 KHCO₃ + warmte → K_tweeCO₃ + H._tweeOF

Een andere manier om het te verkrijgen is door kaliumchloride KCl te verwarmen met magnesiumcarbonaat MgCO₃, water en CO_twee onder druk. Een gehydrateerd dubbelzout van magnesium en kalium wordt eerst MgCO verkregen₃.KHCO₃.4H_tweeOf, Engels-zout genoemd:

2 KCl + 3 MgCO₃ + CO_twee + 5 uur_tweeO → MgCO₃.KHCO₃.4H_tweeO ↓ + MgCl_twee

Het gehydrateerde dubbelzout van Engels slaat neer en wordt uit de oplossing gefilterd. Vervolgens wordt het verwarmd en wordt het kaliumcarbonaat K gevormd_tweeCO₃ dat bij het toevoegen van water oplost terwijl magnesiumcarbonaat MgCO₃ blijft onoplosbaar en wordt verwijderd door filtratie.

MgCO₃.KHCO₃.4H_tweeO + warmte → MgCO₃↓ + 2K⁺ + CO₃^twee- + CO_twee↑ + 9 H_tweeOF

Toepassingen

Bij de opname van CO_twee in industriële processen

De kaliumcarbonaatoplossing is de klassieke behandeling voor het verwijderen van kooldioxide CO_twee in verschillende processen, vooral in hogedruk- en hogetemperatuur-toepassingen.

CO-verwijdering_twee gebeurt volgens de volgende reactie:

K_tweeCO₃ + CO_twee + H._tweeO ⇔ 2 KHCO₃

Deze methode wordt bijvoorbeeld gebruikt om aardgas te behandelen. Ook in elektriciteitscentrales, om de uitstoot van CO te vermijden_twee in de atmosfeer en bij de productie van droogijs.

K's oplossing_tweeCO₃ kan thermisch worden geregenereerd, dat wil zeggen door verhitting tot temperaturen rond 100 ° C.

Om ervoor te zorgen dat de kaliumcarbonaatoplossing de CO2 met een goede snelheid kan opnemen, worden promotors toegevoegd die het proces versnellen zoals diethanolamine (DEA)..

Bij het verwijderen van H_tweeS van bepaalde processen

Kaliumcarbonaatoplossingen worden ook gebruikt om waterstofsulfidegas H te verwijderen_tweeS voor processtromen. Kalium-K-trifosfaat wordt soms toegevoegd₃PO₄ om het proces sneller te maken.

In scheikundelaboratoria

De K._tweeCO₃ Het maakt het mogelijk om organische syntheses uit te voeren, bijvoorbeeld in condensatiereacties en om te neutraliseren. Het wordt gebruikt om water uit organische vloeistoffen te verwijderen, als dehydratatiemiddel of als droogmiddel in het laboratorium.

Het wordt ook gebruikt in analytische chemische reacties en voor alkalisatie in de farmaceutische industrie..

In de schoonmaakproductenindustrie

De K._tweeCO₃ Het wordt gebruikt om zeep, reinigingsformules, was- en afwasproducten te maken, en ook om shampoo en andere producten voor persoonlijke verzorging te bereiden.

In de voedingsindustrie

Kaliumcarbonaat wordt voor verschillende doeleinden aan verschillende voedingsmiddelen toegevoegd.

Het wordt bijvoorbeeld toegevoegd aan cacaobonen om hun bittere smaak te verwijderen en ze te gebruiken bij de productie van chocolade. Het wordt tijdens het droogproces aan de druiven toegevoegd om rozijnen te verkrijgen.

In gebak wordt het gebruikt als rijsmiddel (dat fungeert als gist) voor meel om gebakken goederen te bereiden..

In meststoffen

De K._tweeCO₃ Het wordt gebruikt om zure bodems te bemesten, aangezien het carbonaat-ion CO₃^twee- in contact met water produceert OH-ionen^- die de pH van de grond verhogen. Plus kalium K⁺ het is een voedingsstof voor planten.

Kaliumcarbonaat is ook gebruikt om meststoffen met langzame afgifte te maken.

Een meststof met langzame afgifte geeft voedingsstoffen langzaam af of vrij, zodat ze niet worden opgelost en weggespoeld. Hierdoor kunnen ze meer tijd besteden aan de wortels van de plant.

In verschillende toepassingen

Kaliumcarbonaat K_tweeCO₃ het wordt ook gebruikt om:

- Processen voor het verven, bleken en reinigen van ruwe wol en andere activiteiten van de textielindustrie

- Het verkrijgen van andere organische en anorganische kaliumzouten, zoals KCN-kaliumcyanide.

- Functioneren als zuurteregelaar in verschillende processen.

- Keramiek en aardewerk maken.

- Gravure en lithografieprocessen.

- Looien en afwerken van leer.

- Bereid inkten voor op afdrukken, pigmenten.

- Fabricage van brillen speciaal voor televisie, sinds de K_tweeCO₃ is meer compatibel dan natriumcarbonaat Na_tweeCO₃ met lood-, barium- en strontiumoxiden in deze glazen.

- Water behandeling.

- Brandvertragend (in de vorm van waterige oplossingen).

- Corrosie tegengaan en als aangroeiwerend middel in procesapparatuur.

Referenties

1. ONS. Nationale bibliotheek van geneeskunde. (2019). Kaliumcarbonaat. Opgehaald van pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Steele, D. (1966). De chemie van de metalen elementen. Pergamon Press Ltd. Londen.
3. Mokhatab, S. et al. (2019). Aardgasbehandeling. De kaliumcarbonaatoplossing. In Handbook of Natural Gas Transmission and Processing (vierde editie). Opgehaald van sciencedirect.com.
4. Kakaras, E. et al. (2012). Gecombineerde cyclussystemen met wervelbedverbranding onder druk (PFBC). Verbranding van wervelbed onder druk met opvang en opslag van koolstof. In gecombineerde cyclussystemen voor energieopwekking met bijna nulemissie. Opgehaald van sciencedirect.com.
5. Speight, J.G. (2019). Waterstofproductie. Nat schrobben. Bij zware oliewinning en -upgrades. Opgehaald van sciencedirect.com.
6. Branan, C.R. (2005). Gasbehandeling: hoofdstuk bijgewerkt door Chris Higman. Heet carbonaatprocessen. In Rules of Thumb for Chemical Engineers (vierde editie). Opgehaald van sciencedirect.com.
7. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedie van chemische technologie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
8. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Vijfde editie. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
9. Li, Y. en Cheng, F. (2016). Synthese van een nieuwe kaliummeststof met langzame afgifte uit gemodificeerde Pidgeon-magnesiumslak door kaliumcarbonaat. J Air Waste Manag Assoc, aug. 2016; 66 (8): 758-67. Opgehaald van ncbi.nlm.nih.gov.