碳酸钾
碳酸钾(英文名称:Potassium Carbonate),一种无机化合物。化学式为K2CO3,摩尔质量为138.025g/mol,密度为2.29g/cm。碳酸钾是一种无色吸湿性晶体或吸湿性白色粉末,具有很强的潮解性,极易溶于水,其水溶液呈碱性,难溶于醇类和丙酮。碳酸钾高温分解,易于大多数酸反应,放出二氧化碳。碳酸钾工业上可由草木灰法、路布兰法、氯化钾电解碳化法、离子交换法和有机胺法等法制得。碳酸钾被应用于多数工业,其中约有70%的碳酸钾用于玻璃工业,如电子管、电视显象管、医用玻璃、光学玻璃、精密玻璃器具、各种装饰用玻璃等;医药工业用于制造长效磺胺、黄体酮、可的松、知阿可尔、苯甲酸雌二醇等药。 相关历史
制取碳酸钾的很多方法中只有几个方法得到了实际应用。最古老的一个方法(从草木灰中提取碳酸钾)由于不够经济几乎完全失去了从前的地位。很多国家(东德、捷克斯洛伐克、波兰、意大利等)都有着从酒糟炭制碳酸钾的生产。从草木灰、酒糟炭、酒糟灰制取碳酸钾只是在当时具有一定的意义。再到碳酸钾主要是由矿物原料生产的,苏联是以综合加工霞石来生产碳酸钾。在苏联以外,用氯化钾制碳酸钾较普遍的方法是电解法和有机胺法。电解法也就是碳化由电解氯化钾所得到的苛性钾溶液;有机胺法与氨碱法制碳酸钠相似,只是以各种有机胺来代替氨。后一种方法不经济,产品价格高,因此生产规模不大。 理化性质
物理性质
碳酸钾是一种无色吸湿性晶体或吸湿性白色粉末,无味,摩尔质量为138.025g/mol,密度为2.29g/cm,沸点为891℃。碳酸钾在潮湿的空气中极易潮解,极易溶于水,其水溶液呈碱性,难溶于醇类和丙酮。碳酸钾的冷却饱和水溶液,有玻璃状单斜晶体水合物2K2CO3・3H2O结晶析出,温度在100℃时失去结晶水。
化学性质
在潮湿的空气中,碳酸钾会吸收空气中的水分和二氧化碳,生成碳酸氢钾。 与酸反应
与非金属单质反应
碳酸钾与氯、碘等卤素反应,生成相应的钾盐,同时放出二氧化碳。 与碱土金属氢氧化物反应
与氧化物反应
碳酸钾与二氧化硅、二氧化锡、二氧化硫等氧化物反应,生成相应的钾盐,同时放出二氧化碳。 制备方法
草木灰法
将各种植物壳(如桐子壳、茶花子壳、葵花子壳等)烧制成草木灰(草木灰是碳酸钾、硫酸钾、氯化钾的混合物)。再用浸取、蒸发和结晶的方法,分别加以分离,最终可以得到碳酸钾。 路布兰法
硫酸钾经过拌料、还原、焙烧、浸取、碳化、蒸发、结晶、煅烧等流程,最终得到碳酸钾。
氯化钾电解碳化法
先将氯化钾进行电解,得到氢氧化钾,然后加入二氧化碳进行碳化,得到碳酸氢钾,再经过水洗、离心分离和煅烧,最终得到精制碳酸钾。 离子交换法
有机胺法
先将有机胺进行碳化,再与氯化钾反应,生成碳酸氢钾,最后碳酸氢钾进行焙烧即得到碳酸钾。以三乙胺为例,反应式如下: 三乙胺的盐酸盐在蒸胺的过程中与石灰乳(Ca(OH)2)反应生成氯化钙,并重新得到三乙胺。 应用领域
玻塘和玻璃
碳酸钾在玻璃工业可以用于制造电子管、电视显象管、医用玻璃、光学玻璃、精密玻璃器具、各种装饰用玻璃等。还可以用于去琅粉配制,以增强其流平性,加入玻璃中起助熔作用,并提高玻璃透明度和折光系数。
医药
染料与印染
食品领域
碳酸钾在食品领域可以用于酸度调节剂、营养增补剂、加工助剂、香料。按中国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760—1996)规定:可在面制食品和饮料中按生产需要适量使用,在矿物质饮料中最大用量为0.05g/L。通常在制造面条、馄饨时适量加入,可赋予产品以特有的风味、色泽相韧性(常与碳酸钠等合用)。 灭火
碳酸钾水溶液可以用于灭火,比二氧化碳、水喷雾、碳酸氢钾或水成膜泡沫等更有效。
其他
碳酸钾在无机工业用于制造酒石酸钾钠、铝氟酸钾、硫氰酸钾、钛白粉等;橡胶工业用于制造4010防老剂;毛棉麻工业用于棉布煮炼和羊毛的脱脂。 安全事宜
安全标志
GHS分类
GHS | 危险说明 | 危险等级 |
H302 | 吞咽有害 | 急性毒性,口服 |
H315 | 引起皮肤刺激 | 皮肤腐蚀/刺激 |
H319 | 引起严重的眼睛刺激 | 严重的眼睛损伤/眼睛刺激 |
H335 | 可能引起呼吸道刺激 | 特异性靶器官毒性,单次暴露;呼吸道刺激 |
健康危害
吸入碳酸钾会使人喉咙痛,咳嗽;食入碳酸钾会使人喉咙和胸部有烧灼感;皮肤接触碳酸钾会使人皮肤变红,疼痛;眼睛接触碳酸钾会使眼睛变红,疼痛。碳酸钾高温分解时,会放出有毒烟雾氧化钾。
急救措施
皮肤接触:立即脱掉被污染的衣服,用大量水或淋浴冲洗皮肤。
眼睛接触:立即用大量清水冲洗几分钟,然后就医。
食入:立即漱口,不要催吐,可以喝一两杯水,转诊就医。
吸入:立即将人移至空气清新处进行休息,就医。
贮存与运输
碳酸钾应贮存于干燥通风的库房,防止受潮;运输装卸应防雨淋,保证干燥;包装不受损害和污染,不可与酸类物质共贮混运。