Карбонат калия

Карбонат калия
Карбонат калия
Общие
Систематическое; наименование	Карбонат калия
Традиционные названия	углекислый калий, поташ
Хим. формула	K2CO3
Физические свойства
Состояние	кристаллическое
Молярная масса	138,205 г/моль
Плотность	2,44 г/см³
Термические свойства
	Температура
• плавления	891 °C
• разложения	1200 °C
	Энтальпия
• образования	-1146,1 кДж/моль
Химические свойства
	Растворимость
• в воде	110,5 г/100мл (20 °C)
Классификация
Рег. номер CAS	584-08-7
PubChem	11430 и 516886
Рег. номер EINECS	209-529-3
SMILES	C(=O)([O-])[O-].[K+].[K+]
InChI	InChI=1S/CH2O3.2K/c2-1(3)4;;/h(H2,2,3,4);;/q;2*+1/p-2 BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L
Кодекс Алиментариус	E501(i) и E501
RTECS	TS7750000
ChEBI	131526
ChemSpider	10949
Безопасность
NFPA 704	0 1 0
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
	Медиафайлы на Викискладе

Карбона́т ка́лия (углеки́слый калий, пота́ш, устар. кальцини́рованный пота́ш) — средняя соль калия и угольной кислоты с формулой K₂C O₃. Белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Малотоксичен, относится к III классу опасности^[1].

Тривиальное название соли пота́ш происходит от нидерл. potasch напрямую или через нем. Pottasche, фр. potasse^[2].

История

Природный поташ

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, в Европе, но, в основном, в России и Северной Америке.

В России Пётр I в 1721 году установил монополию на производство поташа: «Нигде никому отнюдь поташа не делать и никому не продавать под страхом ссылки в вечную каторжную работу» — с целью сбережения леса, поскольку вводил технологию производства поташа из «худых бочек, сучьев и прочих обрезков»^[3]. До введения монополии крупнейшим центром производства поташа́ в XVII веке в России, а следовательно и в мире, были Нижегородский, Арзамасский и Муромский уезды с их богатыми лесами, уничтожавшимися по заимствованной из Литвы технологии и с привлечением литовских специалистов на зольных «майданах» или «будах» (будных станах)^[4].

Физические и химические свойства

При нормальных условиях выглядит как бесцветные или белые кристаллы (моноклинная модификация), плотностью 2,44 г/см³. При 420 °C переходит в гексагональную модификацию плотностью 2,27 г/см³. Плавится при 891 °C^[5].

При нагревании до 1200 °C разлагается на углекислый газ и оксид калия^[6]:

{\ce {K2CO3 -> K2O + CO2}}

Хорошо растворим в воде: 105,5 г/100 мл (0 °C), 110,5 (20 °C), 155,7 (100 °C), гигроскопичен. Образует несколько кристаллогидратов: K₂CO₃·5H₂O, K₂CO₃·1,5H₂O и K₂CO₃·0,5H₂O, второй из них образуется при кристаллизации из водных растворов и хранении безводной формы на воздухе. Все перечисленные гидраты полностью обезвоживаются при 150—160 °C^[5]^[7].

Водные растворы карбоната калия присоединяют углекислый газ с образованием гидрокарбоната калия^[5].

{\ce {K2CO3 + CO2 + H2O -> 2KHCO3}}

С двуокисью серы водные растворы реагируют с образованием гидросульфита калия и двуокиси углерода^[5].

{\ce {K2CO3 + 2SO2 + H2O -> 2KHSO3 + CO2}}

Получение

Карбонат калия получают:

как побочный продукт получается при переработке нефелинов^[7].
воздействием CO₂ на раствор гидроксида калия^[7]:

{\ce {2KOH + CO2 -> K2CO3 + H2O}}

путём электролиза хлорида калия, в результате чего образуется гидроксид калия, который, вступая в реакцию с углекислым газом, образует воду и карбонат калия (см. выше).

Для использования в качестве удобрения поташ получают из щёлока при выщелачивании водой золы из злаков или водорослей, так как именно карбоната калия больше всего в растворимой части растительных остатков (белая «зола» от костра — в основном поташ). Принцип добычи: в глиняный обожжённый сосуд с небольшим отверстием на дне насыпали золу и слегка утрамбовывали. Потом его заливали определённым количеством воды. Воду, прошедшую через сосуд, тщательно собирали и ею заливали следующую партию. И так до тех пор, пока жидкость не приобретала сиропообразную консистенцию. После лишнюю жидкость выпаривали в металлической посуде и получали поташ.

Применение

Карбонат калия применяют:

для изготовления жидкого мыла^[7];
для производства пигментов^[7];
для производства хрустального, оптического^[7] или тугоплавкого стекла;
для крашения;
для выращивания сельскохозяйственных культур (соли калия являются хорошим удобрением для растений);
в фотографии как элемент проявителей^[8];
в качестве добавки в строительный раствор и бетон для понижения температуры замерзания (даёт белые пятна, поэтому разрабатываются специальные противоморозные присадки, не дающие разводов);
для производства других соединений калия^[7]: например, калиевой селитры для пороха;
как поглотитель сероводорода при очистке газов^[7];
как обезвоживающий агент^[7];
в качестве средства экстренного пожаротушения (в продукте Firevase компании Samsung)
зарегистрирован в качестве пищевой добавки E501.

Безопасность

Карбонат калия считается «общепризнанным безопасным» (GRAS) в США в качестве пищевой добавки для человека Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). Он используется в качестве ароматизатора и адъюванта, питательной добавки, средства контроля рН или вспомогательного средства для обработки пищевых продуктов без каких-либо ограничений^[9]. В Европейском союзе карбонат калия указан в Постановлении Комиссии (ЕС) № 231/2012 в качестве разрешённой безопасной пищевой добавки и отнесён к категории «добавки, отличные от красителей и подсластителей»^[10]^[11]. Объединённый экспертный комитет ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам в 1965 году не стал устанавливать допустимое суточное потребление (ДСП) для карбоната калия, присвоив добавке статус «ДСП не определён»^[12]. Это происходит в тех случаях, когда в ходе исследований за животными и людьми не удаётся определить вредный уровень для здоровья, а значит нет необходимости регулировать количество добавки в пищевых продуктах.

См. также

Соляной рыбный двор

Примечания

↑ Карбонат калия (неопр.). Дата обращения: 18 апреля 2014. Архивировано 19 апреля 2014 года.
↑ *Андреевъ П. П. = P. P. ANDRÉEFF. Поташъ // РУССКІЙ ТОВАРНЫЙ СЛОВАРЬ. ПОСОБІЕ КЪ ТОВАРОВѢДѢНІЮ, ЗАКЛЮЧАЮЩЕЕ НАЗВАНІЯ ОБРАЩАЮЩИХСЯ ВЪ ТОРГОВЛѢ ТОВАРОВЪ, ПРОДУКТОВЪ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ, А ТАКЖЕ ПРЕДМЕТОВЪ, ОТНОСЯЩИХСЯ КЪ ТЕХНОЛОГІИ ВОЛОКНИСТЫХЪ И ПИТАТЕЛЬНЫХЪ ВЕЩЕСТВЪ, СЪ УКАЗАНІЕМЪ СИНОНИМОВЪ, КАК НА РУССКОМЪ, ТАКЪ И НА ИНОСТРАННЫХЪ ЯЗЫКАХЪ = DICTIONNAIRE RUSSE DES MARCHANDISES AVEC la table alphabétique des termes étrangers. — Russisches Waaren-Lexikon mit alphabetischem Register der Fremdwörter. — RUSSIAN GOODS-DICTIONARY with ALPHABETICAL TABLE OF FOREIGN TERMS / СОСТАВИЛЪ ДѢЙСТВИТЕЛЬНЫЙ ЧЛЕНЪ ИМПЕРАТОРСКАГО РУССКАГО ТЕХНИЧЕСКАГО ОБЩЕСТВА, ИНЖЕНЕРЪ-ТЕХНОЛОГЪ П. П. Андреевъ. — С.-ПЕТЕРБУРГЪ = S.-PÉTERSBOURG: Изданіе книжнаго магазина А. Ф. Цинзерлинга. Невскій пр., № 46 = Librairie A. Zinserling Perspective Nevsky 46, 1889. — С. 153. — 231, 166 с.
↑ Историческое описание российской коммерции при всех портах и границах : От древних времян до ныне настоящаго и всех преимущественных узаконений по оной государя имп. Петра Великаго и ныне благополучно царствующей государыни имп. Екатерины Великия, / Сочиненное Михайлом Чулковым Т.6, кн.2. — 1786. Архивировано 21 февраля 2019 года.
↑ Майданы как место сбора поташа (неопр.). Дата обращения: 10 июня 2022. Архивировано 1 марта 2021 года.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Ксензенко, 1990.
↑ Лидин Р.А. Справочник по общей и неорганической химии. — М., 1997. — С. 120.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ Кнунянц, 1983, с. 233.
↑ Гурлев, 1988, с. 290.
↑ CFR - Code of Federal Regulations Title 21 (неопр.). Food and Drug Administration. Дата обращения: 14 августа 2022.
↑ Regulation (EC) No 1333/2008 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2008 on food additives, Europe Commission.
↑ EUR-Lex - 02008R1333-20200702 - EN - EUR-Lex (англ.). EUR-Lex. Дата обращения: 14 августа 2022.
↑ Potassium carbonate (неопр.). World Health Organization. Дата обращения: 14 августа 2022. Архивировано 14 августа 2022 года.

Литература

Гурлев Д. С. Справочник по фотографии (обработка фотоматериалов). — К.: Тэхника, 1988.
Калия карбонат // Химический энциклопедический словарь / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М. : Сов. энциклопедия, 1983. — 792 с.
Ксензенко В. И., Стасиневич Д. С. Калия карбонат // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2: Даффа — Меди. — С. 288. — 671 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-035-5.

Ссылки

ГОСТ Р 55053-2012. Добавки пищевые. Калия карбонаты Е501. Общие технические условия
ГОСТ 10690-73.

[1] Карбонат калия (неопр.). Дата обращения: 18 апреля 2014. Архивировано 19 апреля 2014 года.

[Andreev_P_P_1899-2] *Андреевъ П. П. = P. P. ANDRÉEFF. Поташъ // РУССКІЙ ТОВАРНЫЙ СЛОВАРЬ. ПОСОБІЕ КЪ ТОВАРОВѢДѢНІЮ, ЗАКЛЮЧАЮЩЕЕ НАЗВАНІЯ ОБРАЩАЮЩИХСЯ ВЪ ТОРГОВЛѢ ТОВАРОВЪ, ПРОДУКТОВЪ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ, А ТАКЖЕ ПРЕДМЕТОВЪ, ОТНОСЯЩИХСЯ КЪ ТЕХНОЛОГІИ ВОЛОКНИСТЫХЪ И ПИТАТЕЛЬНЫХЪ ВЕЩЕСТВЪ, СЪ УКАЗАНІЕМЪ СИНОНИМОВЪ, КАК НА РУССКОМЪ, ТАКЪ И НА ИНОСТРАННЫХЪ ЯЗЫКАХЪ = DICTIONNAIRE RUSSE DES MARCHANDISES AVEC la table alphabétique des termes étrangers. — Russisches Waaren-Lexikon mit alphabetischem Register der Fremdwörter. — RUSSIAN GOODS-DICTIONARY with ALPHABETICAL TABLE OF FOREIGN TERMS / СОСТАВИЛЪ ДѢЙСТВИТЕЛЬНЫЙ ЧЛЕНЪ ИМПЕРАТОРСКАГО РУССКАГО ТЕХНИЧЕСКАГО ОБЩЕСТВА, ИНЖЕНЕРЪ-ТЕХНОЛОГЪ П. П. Андреевъ. — С.-ПЕТЕРБУРГЪ = S.-PÉTERSBOURG: Изданіе книжнаго магазина А. Ф. Цинзерлинга. Невскій пр., № 46 = Librairie A. Zinserling Perspective Nevsky 46, 1889. — С. 153. — 231, 166 с.

[3] Историческое описание российской коммерции при всех портах и границах : От древних времян до ныне настоящаго и всех преимущественных узаконений по оной государя имп. Петра Великаго и ныне благополучно царствующей государыни имп. Екатерины Великия, / Сочиненное Михайлом Чулковым Т.6, кн.2. — 1786. Архивировано 21 февраля 2019 года.

[4] Майданы как место сбора поташа (неопр.). Дата обращения: 10 июня 2022. Архивировано 1 марта 2021 года.

[_461adfb20db0b051-5] ¹ ² ³ ⁴ Ксензенко, 1990.

[6] Лидин Р.А. Справочник по общей и неорганической химии. — М., 1997. — С. 120.

[_6c52f3ee6644f45e-7] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ Кнунянц, 1983, с. 233.

[_1e4ac4f19483faf8-8] Гурлев, 1988, с. 290.

[9] CFR - Code of Federal Regulations Title 21 (неопр.). Food and Drug Administration. Дата обращения: 14 августа 2022.

[10] Regulation (EC) No 1333/2008 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2008 on food additives, Europe Commission.

[11] EUR-Lex - 02008R1333-20200702 - EN - EUR-Lex (англ.). EUR-Lex. Дата обращения: 14 августа 2022.

[12] Potassium carbonate (неопр.). World Health Organization. Дата обращения: 14 августа 2022. Архивировано 14 августа 2022 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]