- estructura
- Nomenclatura
- propietats
- estat físic
- pes molecular
- Punt de fusió
- Punt d'ebullició
- densitat
- solubilitat
- pH
- propietats químiques
- obtenció
- usos
- En l'absorció de CO
- A la remoció d'H
- En laboratoris de química
- En la indústria de productes de neteja
- En la indústria dels aliments
- en fertilitzants
- En diverses aplicacions
- referències
El carbonat de potassi és un compost inorgànic format per dos ions potassi K + i un ion carbonat CO 3 2-. La seva fórmula química és K 2 CO 3. Es tracta d'un sòlid blanc higroscòpic, és a dir, absorbeix fàcilment l'aigua de l'ambient. Per això en els laboratoris s'usa per absorbir aigua d'altres substàncies.
És molt soluble en aigua formant solucions alcalines, les quals són riques en ions OH - i per tant amb un alt valor de pH. Les seves solucions aquoses, per ser alcalines, s'empren en diversos processos industrials per absorbir gasos àcids com el diòxid de carboni CO 2 i el sulfur d'hidrogen H 2 S, ja que els neutralitza fàcilment.
Carbonat de potassi K 2 CO 3 sòlid. Ondřej Mangl. Font: Wikimedia Commons.
El K 2 CO 3 s'empra per preparar sabons, productes de neteja, detergents per rentar roba i mescles per rentar plats. També és utilitzat en el processament d'algunes fibres tèxtils com la llana.
És molt utilitzat en laboratoris de química, per exemple per absorbir aigua d'altres compostos o per alcalinitzar barreges de reaccions químiques i també en anàlisis químiques.
A més s'afegeix a alguns aliments, per exemple, per eliminar el gust amarg de les llavors de cacau durant la producció de la xocolata.
estructura
El carbonat de potassi està format per dos cations potassi K + i un anió carbonat CO 3 2-. L'anió carbonat posseeix una estructura plana i simètrica, mentre els tres àtoms d'oxigen envolten a l'carboni formant un triangle pla.
Estructura de l'carbonat de potassi K 2 CO 3. User: Edgar181. Font: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Carbonat de potassi
- Carbonat potàssic
- Carbonat de dipotasio
- Potassa
- Sal de potassi de l'àcid carbònic.
propietats
estat físic
Sòlid cristal·lí incolor a blanc.
pes molecular
138,205 g / mol.
Punt de fusió
899 ºC.
Punt d'ebullició
Es descompon.
densitat
2,29 g / cm 3
solubilitat
Molt soluble en aigua: 111 g / 100 g d'aigua a 25 ° C. Insoluble en etanol i en acetona.
pH
Una solució aquosa pot tenir un pH de 11,6, és a dir, és bastant alcalina.
propietats químiques
El carbonat de potassi és deliqüescent o higroscòpic, és a dir, absorbeix humitat de l'ambient. Posseeix un hidrat estable, el K 2 CO 3.2H 2 O.
El K 2 CO 3 en solució aquosa s'hidrolitza, és a dir, reacciona amb l'aigua alliberant grups OH - els quals són els que li donen alcalinitat a les solucions:
CO 3 2- + H 2 O ⇔ OH - + HCO 3 -
HCO 3 - + H 2 O ⇔ OH - + H 2 CO 3
obtenció
Es pot obtenir de les cendres que queden a l'cremar plantes. També per carbonatació de l'hidròxid de potassi KOH, és a dir, afegint excés de diòxid de carboni CO 2 a l'KOH:
KOH + CO 2 → KHCO 3
2 KHCO 3 + calor → K 2 CO 3 + H 2 O
Una altra forma d'obtenir-és escalfant el clorur de potassi KCl amb carbonat de magnesi MgCO 3, aigua i CO 2 sota pressió. S'obté primer una sal doble hidratada de magnesi i potassi MgCO 3.KHCO 3.4H 2 O, anomenada sal d'Engels:
2 KCl +3 MgCO 3 + CO 2 + 5 H 2 O → MgCO 3.KHCO 3.4H 2 O ↓ + MgCl 2
La sal doble hidratada d'Engels precipita i es separa de la solució per filtració. Després s'escalfa i es forma el carbonat de potassi K 2 CO 3 que a l'afegir aigua es dissol mentre que el carbonat de magnesi MgCO 3 roman insoluble i s'elimina per filtració.
MgCO 3.KHCO 3.4H 2 O + calor → MgCO 3 ↓ + 2 K + + CO 3 2- + CO 2 ↑ + 9 H 2 O
usos
En l'absorció de CO
La solució de carbonat de potassi és el tractament clàssic per a la remoció de diòxid de carboni CO 2 en diversos processos, especialment en aplicacions d'altes pressions i temperatures.
Les solucions de K 2 CO 3 s'utilitzen per absorbir CO 2 en diversos processos industrials. Autor: Nicola Giordano. Font: Pixabay.
La remoció de CO 2 passa segons la següent reacció:
K 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O ⇔ 2 KHCO 3
Aquest mètode s'empra per exemple per tractar gas natural. També en plantes de generació d'energia, per evitar l'emissió de CO 2 a l'atmosfera, i en la producció de gel sec.
Les solucions de K 2 CO 3 s'utilitzen per obtenir el CO 2 que serveix per fabricar gel sec. ProjectManhattan. Font: Wikimedia Commons.
La solució de K 2 CO 3 es pot regenerar tèrmicament, és a dir, per escalfament a temperatures al voltant de 100 ° C.
Perquè la solució de carbonat de potassi pugui absorbir el CO2 a una bona velocitat s'afegeixen promotors que acceleren el procés com la dietanolamina (DEA).
A la remoció d'H
Les solucions de carbonat de potassi també s'empren per remoure gas de sulfur d'hidrogen H 2 S de corrents de procés. De vegades s'afegeix trifosfat de potassi K 3 PO 4 per accelerar el procés.
En laboratoris de química
El K 2 CO 3 permet realitzar síntesis orgàniques, per exemple, en reaccions de condensació i per neutralitzar. Serveix per remoure aigua de líquids orgànics, com a agent deshidratant o dessecant al laboratori.
També s'empra en reaccions de química analítica i per alcalinitzar en la indústria farmacèutica.
En la indústria de productes de neteja
El K 2 CO 3 s'empra per a fabricar sabó, fórmules de neteja, productes per a rentat de roba i rentat de plats i també per preparar xampú i altres productes de cura personal.
El K 2 CO 3 s'utilitza en la preparació de sabó. Lacrimosus. Font: Wikimedia Commons.
En la indústria dels aliments
El carbonat de potassi és afegit a diversos aliments amb diversos propòsits.
Per exemple, s'agrega a les llavors de cacau per eliminar el seu sabor amarg i utilitzar-les en la producció de xocolata. S'afegeix al raïm en el procés d'assecat per obtenir panses.
Les llavors de cacau es tracten amb K 2 CO 3 per disminuir el seu sabor amarg a l'fabricar xocolata. Autor: Magali Couret. Font: Pixabay.
En pastisseria s'usa com leudante (que actua de llevat) de la farina per preparar aliments al forn.
El K 2 CO 3 es pot utilitzar com leudante en pastissos doncs a l'desprendre CO 2 durant la cocció aquests augmenten de volum. Autor: Pixel1. Font: Pixabay.com
en fertilitzants
El K 2 CO 3 s'empra per fertilitzar sòls àcids, ja que l'ió carbonat CO 3 2- en contacte amb aigua produeix ions OH - que augmenten el pH de terra. A més el potassi K + és un nutrient per a les plantes.
El carbonat de potassi també ha estat utilitzat per fabricar fertilitzants d'alliberament lent.
Un fertilitzant d'alliberament lent allibera o deixa anar els nutrients de manera pausada perquè no siguin dissolts i arrossegats per l'aigua. Gràcies a això, podran passar més temps disponible per a les arrels de la planta.
En diverses aplicacions
El carbonat de potassi K 2 CO 3 també s'utilitza per a:
- Processos de tintoreria, blanquejat i neteja de llana crua i altres activitats de la indústria tèxtil
- L'obtenció d'altres sals de potassi orgàniques i inorgàniques, com cianur de potassi KCN.
- Funcionar com a regulador de l'acidesa en diversos processos.
- Fabricar ceràmica i terrissa.
- Processos de gravat i litografia.
- Adobat i acabat de cuirs.
- Preparar tintes per imprimir, pigments.
- Fabricar vidres especialment per a la televisió, ja que el K 2 CO 3 és més compatible que el de carbonat de sodi Na 2 CO 3 amb els òxids de plom, bari i estronci que contenen aquests vidres.
- El tractament d'aigües.
- Retardar el foc (en forma de solucions aquoses).
- Inhibir la corrosió i com a agent anti-incrustacions en equips de processos.
referències
- US National Library of Medicine. (2019). Potassium carbonate. Recuperat de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Steele, D. (1966). The Chemistry of the Metallic Elements. Pergamon Press Ltd London.
- Mokhatab, S. et al. (2019). Natural Gas Treating. The Potassium Carbonate Solution. In Handbook of Natural Gas Transmission and Processing (Fourth Edition). Recuperat de sciencedirect.com.
- Kakaras, E. et al. (2012). Pressurized fluidized bed combustió (PFBC) combined cycle systems. Pressurized fluidized bed combustió with carbon capture and storage. In Combined Cycle Systems for Near-Zero Emission Power Generation. Recuperat de sciencedirect.com.
- Speight, JG (2019). Hydrogen Production. Wet scrubbing. In Heavy Oil Recovery and Upgrading. Recuperat de sciencedirect.com.
- Branan, CR (2005). Gas treating: Chapter updated by Chris Higman. Hot Carbonate Processes. In Rules of Thumb for Chemical Engineers (Fourth Edition). Recuperat de sciencedirect.com.
- Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
- Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Fifth Edition. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
- Li, I. and Cheng, F. (2016). Synthesis of a novell slow-release potassium fertilizer from modified Pidgeon magnesium Slag by potassium carbonate. J Air Waste Manag Assoc, 2016 Aug; 66 (8): 758-67. Recuperat de ncbi.nlm.nih.gov.