- Structuur
- Nomenclatuur
- Eigendommen
- Fysieke toestand
- Molecuulgewicht
- Smeltpunt
- Kookpunt
- Dichtheid
- Oplosbaarheid
- pH
- Chemische eigenschappen
- Het verkrijgen van
- Toepassingen
- Bij de opname van CO
- Bij het verwijderen van H
- In scheikundelaboratoria
- In de schoonmaakproductenindustrie
- In de voedingsindustrie
- In meststoffen
- In verschillende toepassingen
- Referenties
Het kaliumcarbonaat is een anorganische verbinding die bestaat uit twee kaliumionen K + en een carbonaation CO 3 2- . De chemische formule is K 2 CO 3 . 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 een hoge pH-waarde hebben. De waterige oplossingen, die alkalisch zijn, worden in verschillende industriële processen gebruikt om zure gassen zoals kooldioxide CO 2 en waterstofsulfide H 2 S te absorberen , aangezien het deze gemakkelijk neutraliseert.
Vast kaliumcarbonaat K 2 CO 3 . Ondřej Mangl. Bron: Wikimedia Commons.
K 2 CO 3 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 te absorberen uit andere verbindingen 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.
Structuur
Kaliumcarbonaat bestaat uit twee K + kaliumkationen en een CO 3 2- carbonaatanion . Het carbonaatanion heeft een platte en symmetrische structuur, terwijl de drie zuurstofatomen de koolstof omringen en een platte driehoek vormen.
Structuur van kaliumcarbonaat K 2 CO 3 . Gebruiker: Edgar181. Bron: Wikimedia Commons.
Nomenclatuur
- Kaliumcarbonaat
- Kaliumcarbonaat
- Dikaliumcarbonaat
- Potas
- Kaliumzout van koolzuur.
Eigendommen
Fysieke toestand
Kleurloze tot witte kristallijne vaste stof.
Molecuulgewicht
138,205 g / mol.
Smeltpunt
899 ° C.
Kookpunt
Het valt uiteen.
Dichtheid
2,29 g / cm 3
Oplosbaarheid
Zeer goed 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 2 CO 3 .2H 2 O.
K 2 CO 3 in waterige oplossing hydrolyseert, dat wil zeggen, het reageert met water, waarbij OH-groepen vrijkomen - die de alkaliteit van de oplossing geven:
CO 3 2- + H 2 O ⇔ OH - + HCO 3 -
HCO 3 - + H 2 O ⇔ OH - + H 2 CO 3
Het verkrijgen van
Het kan worden verkregen uit de as die overblijft van brandende planten. Ook door carbonatatie van kaliumhydroxide KOH, dat wil zeggen het toevoegen van overtollig koolstofdioxide CO 2 aan KOH:
KOH + CO 2 → KHCO 3
2 KHCO 3 + warmte → K 2 CO 3 + H 2 O
Een andere manier om het te verkrijgen is door het kaliumchloride KCl te verwarmen met magnesiumcarbonaat MgCO 3 , water en CO 2 onder druk. Eerst wordt een gehydrateerd dubbelzout van magnesium en kalium MgCO 3 .KHCO 3 .4H 2 O verkregen, Engels-zout genaamd:
2 KCl + 3 MgCO 3 + CO 2 + 5 H 2 O → MgCO 3 .KHCO 3 .4H 2 O ↓ + MgCl 2
Het gehydrateerde dubbelzout van Engels slaat neer en wordt uit de oplossing gefilterd. Dan wordt verhit en kaliumcarbonaat K 2 CO 3 is gevormd, waarbij bij toevoeging van water oplost terwijl magnesiumcarbonaat MgCO 3 blijft oplosbaar en wordt verwijderd door filtratie.
MgCO 3 .KHCO 3 .4H 2 O + warmte → MgCO 3 ↓ + 2 K + + CO 3 2- + CO 2 ↑ + 9 H 2 O
Toepassingen
Bij de opname van CO
Kaliumcarbonaatoplossing is de klassieke behandeling voor het verwijderen van kooldioxide CO 2 in verschillende processen, vooral bij hogedruk- en temperatuurtoepassingen.
K 2 CO 3 -oplossingen worden gebruikt om CO 2 op te nemen in verschillende industriële processen. Auteur: Nicola Giordano. Bron: Pixabay.
De verwijdering van CO 2 gebeurt volgens de volgende reactie:
K 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O ⇔ 2 KHCO 3
Deze methode wordt bijvoorbeeld gebruikt om aardgas te behandelen. Ook in elektriciteitscentrales, om de uitstoot van CO 2 in de atmosfeer te vermijden , en bij de productie van droogijs.
K 2 CO 3 -oplossingen worden gebruikt om CO 2 te verkrijgen dat wordt gebruikt om droogijs te maken. ProjectManhattan. Bron: Wikimedia Commons.
De K 2 CO 3 -oplossing 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
Kaliumcarbonaat oplossingen worden ook gebruikt om te verwijderen H 2 S waterstofsulfide uit processtromen. Soms wordt kaliumtrifosfaat K 3 PO 4 toegevoegd om het proces te versnellen.
In scheikundelaboratoria
K 2 CO 3 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
K 2 CO 3 wordt gebruikt voor het maken van zeep, schoonmaakproducten, was- en afwasproducten, maar ook voor het bereiden van shampoo en andere producten voor persoonlijke verzorging.
K 2 CO 3 wordt gebruikt bij de bereiding van zeep. Lacrimosus. Bron: Wikimedia Commons.
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.
De cacaobonen worden behandeld met K 2 CO 3 om hun bittere smaak te verminderen bij het maken van chocolade. Auteur: Magali COURET. Bron: Pixabay.
In gebak wordt het gebruikt als rijsmiddel (dat fungeert als gist) voor meel om gebakken goederen te bereiden.
K 2 CO 3 kan worden gebruikt als rijsmiddel in cakes, omdat ze CO 2 vrijgeven tijdens het koken en hun volume verhogen. Auteur: Pixel1. Bron: Pixabay.com
In meststoffen
K 2 CO 3 wordt gebruikt om zure bodems te bemesten, aangezien het carbonaat-ion CO 3 2- in contact met water OH - ionen produceert die de pH van de bodem verhogen. Bovendien is kalium K + een voedingsstof voor planten.
Kaliumcarbonaat is ook gebruikt om meststoffen met langzame afgifte te maken.
Een meststof met langzame afgifte geeft langzaam voedingsstoffen af of geeft deze af, zodat ze niet door het water worden opgelost en weggespoeld. Hierdoor kunnen ze meer tijd besteden aan de wortels van de plant.
In verschillende toepassingen
Kaliumcarbonaat K 2 CO 3 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.
- Vervaardiging van keramiek en aardewerk.
- Gravure en lithografieprocessen.
- Looien en afwerken van leer.
- Bereid inkten voor op afdrukken, pigmenten.
- Maak glazen speciaal voor televisie, aangezien K 2 CO 3 beter compatibel is dan natriumcarbonaat Na 2 CO 3 met de oxiden van lood, barium en strontium die deze glazen bevatten.
- Water behandeling.
- Het vertragen van de brand (in de vorm van waterige oplossingen).
- Remmen corrosie en als aangroeiwerende middel in procesapparatuur.
Referenties
- Amerikaanse National Library of Medicine. (2019). Kaliumcarbonaat. Opgehaald van pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Steele, D. (1966). De chemie van de metalen elementen. Pergamon Press Ltd. Londen.
- Mokhatab, S. et al. (2019). Aardgasbehandeling. De kaliumcarbonaatoplossing. In Handbook of Natural Gas Transmission and Processing (vierde editie). Opgehaald van sciencedirect.com.
- 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.
- Speight, JG (2019). Waterstofproductie. Nat schrobben. Bij zware oliewinning en -upgrades. Opgehaald van sciencedirect.com.
- Branan, CR (2005). Gasbehandeling: hoofdstuk bijgewerkt door Chris Higman. Hete carbonaatprocessen. In Rules of Thumb for Chemical Engineers (vierde editie). Opgehaald van sciencedirect.com.
- Kirk-Othmer (1994). Encyclopedie van chemische technologie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
- Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Vijfde editie. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
- 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.