- Struttura
- Nomenclatura
- Proprietà
- Stato fisico
- Peso molecolare
- Punto di fusione
- Punto di ebollizione
- Densità
- solubilità
- pH
- Proprietà chimiche
- Ottenere
- applicazioni
- Nell'assorbimento di CO
- Nella rimozione di H.
- Nei laboratori di chimica
- Nell'industria dei prodotti per la pulizia
- Nell'industria alimentare
- Nei fertilizzanti
- In varie applicazioni
- Riferimenti
Il carbonato di potassio è un composto inorganico costituito da due ioni di potassio K + e uno ione carbonato CO 3 2- . La sua formula chimica è K 2 CO 3 . È un solido bianco igroscopico, cioè assorbe facilmente l'acqua dall'ambiente. Per questo nei laboratori viene utilizzato per assorbire l'acqua da altre sostanze.
È molto solubile in acqua, formando soluzioni alcaline, che sono ricche di ioni OH - e quindi con un alto valore di pH. Le sue soluzioni acquose, essendo alcaline, vengono utilizzate in vari processi industriali per assorbire gas acidi come l'anidride carbonica CO 2 e l'idrogeno solforato H 2 S, in quanto li neutralizza facilmente.
Carbonato di potassio solido K 2 CO 3 . Ondřej Mangl. Fonte: Wikimedia Commons.
K 2 CO 3 viene utilizzato per preparare saponi, prodotti per la pulizia, detersivi per bucato e miscele per piatti. Viene utilizzato anche nella lavorazione di alcune fibre tessili come la lana.
È ampiamente utilizzato nei laboratori di chimica, ad esempio per assorbire l'acqua da altri composti o per alcalinizzare miscele di reazioni chimiche e anche nelle analisi chimiche.
Viene anche aggiunto ad alcuni alimenti, ad esempio, per eliminare il sapore amaro delle fave di cacao durante la produzione del cioccolato.
Struttura
Il carbonato di potassio è costituito da due cationi K + potassio e da un anione carbonato CO 3 2- . L'anione carbonato ha una struttura piatta e simmetrica, mentre i tre atomi di ossigeno circondano il carbonio formando un triangolo piatto.
Struttura del carbonato di potassio K 2 CO 3 . Utente: Edgar181. Fonte: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Carbonato di potassio
- Carbonato di potassio
- Dipotassio carbonato
- Potassa
- Sale di potassio dell'acido carbonico.
Proprietà
Stato fisico
Solido cristallino da incolore a bianco.
Peso molecolare
138,205 g / mol.
Punto di fusione
899 ° C.
Punto di ebollizione
Si decompone.
Densità
2,29 g / cm 3
solubilità
Molto solubile in acqua: 111 g / 100 g di acqua a 25 ° C. Insolubile in etanolo e acetone.
pH
Una soluzione acquosa può avere un pH di 11,6, cioè è abbastanza alcalina.
Proprietà chimiche
Il carbonato di potassio è deliquescente o igroscopico, cioè assorbe l'umidità dall'ambiente. Ha un idrato stabile, K 2 CO 3 .2H 2 O.
K 2 CO 3 in soluzione acquosa idrolizza, cioè reagisce con l'acqua, rilasciando gruppi OH - che sono ciò che conferisce alle soluzioni alcalinità:
CO 3 2- + H 2 O ⇔ OH - + HCO 3 -
HCO 3 - + H 2 O ⇔ OH - + H 2 CO 3
Ottenere
Può essere ottenuto dalle ceneri che rimangono dalle piante in fiamme. Anche per carbonatazione di idrossido di potassio KOH, cioè aggiungendo anidride carbonica CO 2 in eccesso a KOH:
KOH + CO 2 → KHCO 3
2 KHCO 3 + calore → K 2 CO 3 + H 2 O
Un altro modo per ottenerlo è riscaldando il cloruro di potassio KCl con carbonato di magnesio MgCO 3 , acqua e CO 2 sotto pressione. Si ottiene per primo un doppio sale idrato di magnesio e potassio MgCO 3 .KHCO 3 .4H 2 O, chiamato sale di Engels:
2 KCl + 3 MgCO 3 + CO 2 + 5 H 2 O → MgCO 3 .KHCO 3 .4H 2 O ↓ + MgCl 2
Il doppio sale idrato di Engels precipita e viene filtrato dalla soluzione. Quindi si scalda e si forma il carbonato di potassio K 2 CO 3, che si dissolve aggiungendo acqua mentre il carbonato di magnesio MgCO 3 rimane insolubile e viene rimosso per filtrazione.
MgCO 3 .KHCO 3 .4H 2 O + calore → MgCO 3 ↓ + 2 K + + CO 3 2- + CO 2 ↑ + 9 H 2 O
applicazioni
Nell'assorbimento di CO
La soluzione di carbonato di potassio è il trattamento classico per la rimozione dell'anidride carbonica CO 2 in vari processi, soprattutto in applicazioni ad alta pressione e temperatura.
Le soluzioni K 2 CO 3 vengono utilizzate per assorbire CO 2 in vari processi industriali. Autore: Nicola Giordano. Fonte: Pixabay.
La rimozione della CO 2 avviene secondo la seguente reazione:
K 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O ⇔ 2 KHCO 3
Questo metodo viene utilizzato ad esempio per trattare il gas naturale. Anche negli impianti di generazione di energia, per evitare l'emissione di CO 2 in atmosfera, e nella produzione di ghiaccio secco.
Le soluzioni K 2 CO 3 vengono utilizzate per ottenere CO 2 che viene utilizzata per produrre ghiaccio secco. ProjectManhattan. Fonte: Wikimedia Commons.
La soluzione K 2 CO 3 può essere rigenerata termicamente, cioè riscaldando a temperature intorno ai 100 ° C.
Affinché la soluzione di carbonato di potassio possa assorbire la CO2 a una buona velocità, vengono aggiunti promotori che accelerano il processo come la dietanolammina (DEA).
Nella rimozione di H.
Le soluzioni di carbonato di potassio vengono utilizzate anche per rimuovere il gas di idrogeno solforato H 2 S dai flussi di processo. A volte viene aggiunto trifosfato di potassio K 3 PO 4 per accelerare il processo.
Nei laboratori di chimica
K 2 CO 3 consente di effettuare sintesi organiche, ad esempio, in reazioni di condensazione e di neutralizzare. Viene utilizzato per rimuovere l'acqua dai liquidi organici, come agente disidratante o essiccante in laboratorio.
Viene anche utilizzato nelle reazioni di chimica analitica e per l'alcalinizzazione nell'industria farmaceutica.
Nell'industria dei prodotti per la pulizia
K 2 CO 3 viene utilizzato per preparare sapone, formule detergenti, prodotti per il bucato e per i piatti e anche per preparare shampoo e altri prodotti per la cura della persona.
K 2 CO 3 viene utilizzato nella preparazione del sapone. Lacrimosus. Fonte: Wikimedia Commons.
Nell'industria alimentare
Il carbonato di potassio viene aggiunto a vari alimenti per vari scopi.
Ad esempio, viene aggiunto alle fave di cacao per rimuovere il loro sapore amaro e utilizzarle nella produzione del cioccolato. Viene aggiunto all'uva nel processo di appassimento per ottenere l'uvetta.
Le fave di cacao vengono trattate con K 2 CO 3 per diminuire il loro sapore amaro durante la preparazione del cioccolato. Autore: Magali COURET. Fonte: Pixabay.
In pasticceria è usato come agente lievitante (che funge da lievito) per la farina per preparare prodotti da forno.
K 2 CO 3 può essere utilizzato come agente lievitante nelle torte, poiché rilascia CO 2 durante la cottura e ne aumenta il volume. Autore: Pixel1. Fonte: Pixabay.com
Nei fertilizzanti
K 2 CO 3 viene utilizzato per fertilizzare i terreni acidi, poiché lo ione carbonato CO 3 2- a contatto con l'acqua produce ioni OH - che aumentano il pH del terreno. Inoltre, il potassio K + è un nutriente per le piante.
Il carbonato di potassio è stato utilizzato anche per produrre fertilizzanti a lenta cessione.
Un fertilizzante a lenta cessione rilascia o rilascia lentamente i nutrienti in modo che non vengano sciolti e lavati via dall'acqua. Grazie a ciò potranno dedicare più tempo a disposizione delle radici della pianta.
In varie applicazioni
Il carbonato di potassio K 2 CO 3 viene utilizzato anche per:
- Processi di tintura, sbiancamento e pulitura della lana grezza e altre attività dell'industria tessile
- Ottenere altri sali di potassio organici e inorganici, come il cianuro di potassio KCN.
- Funzionare come regolatore di acidità in vari processi.
- Fabbricazione di ceramiche e terrecotte.
- Processi di incisione e litografia.
- Concia e rifinizione delle pelli.
- Preparare inchiostri per la stampa, pigmenti.
- Produrre occhiali soprattutto per la televisione, poiché K 2 CO 3 è più compatibile del carbonato di sodio Na 2 CO 3 con gli ossidi di piombo, bario e stronzio che questi occhiali contengono.
- Trattamento delle acque.
- Ritardare il fuoco (sotto forma di soluzioni acquose).
- Inibisce la corrosione e come agente antivegetativo nelle apparecchiature di processo.
Riferimenti
- Biblioteca nazionale di medicina degli Stati Uniti. (2019). Carbonato di potassio. Recupero da pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Steele, D. (1966). La chimica degli elementi metallici. Pergamon Press Ltd. London.
- Mokhatab, S. et al. (2019). Trattamento del gas naturale. La soluzione di carbonato di potassio. In Handbook of Natural Gas Transmission and Processing (quarta edizione). Recupero da sciencedirect.com.
- Kakaras, E. et al. (2012). Sistemi a ciclo combinato di combustione a letto fluido pressurizzato (PFBC). Combustione a letto fluido pressurizzato con cattura e stoccaggio del carbonio. Nei sistemi a ciclo combinato per la generazione di energia a emissioni quasi nulle. Recupero da sciencedirect.com.
- Speight, JG (2019). Produzione di idrogeno. Scrubbing a umido. In recupero e aggiornamento di petrolio pesante. Recupero da sciencedirect.com.
- Branan, CR (2005). Trattamento del gas: capitolo aggiornato da Chris Higman. Processi di carbonato caldo. In Rules of Thumb for Chemical Engineers (quarta edizione). Recupero da sciencedirect.com.
- Kirk-Othmer (1994). Enciclopedia della tecnologia chimica. Quarta edizione. John Wiley & Sons.
- Enciclopedia della chimica industriale di Ullmann. (1990). Quinta edizione. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
- Li, Y. e Cheng, F. (2016). Sintesi di un nuovo fertilizzante di potassio a lento rilascio da scorie di magnesio Pidgeon modificate da carbonato di potassio. J Air Waste Manag Assoc, agosto 2016; 66 (8): 758-67. Recupero da ncbi.nlm.nih.gov.