Сульфат калия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Сульфат калия
Сульфат калия
Potassium-sulfate-chemical.pngArcanite.jpg
Общие
Систематическое
наименование
сульфат калия
Традиционные названия сернокислый калий
Хим. формула K2SO4
Физические свойства
Состояние белое кристаллическое вещество
Молярная масса 174.259 г/моль
Плотность 2.66 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 1069 °C
Т. кип. 1689 °C
Т. всп. негорюч °C
Мол. теплоёмк. 131,4 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования −1437,7 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде (20 °C) 11.1 г/100мл

(25 °C) 12 г/100мл


(100 °C) 24 г/100 мл

Растворимость в остальных веществах слабо растворим в глицерине, нерастворим в ацетоне, спирте, CS2
Структура
Кристаллическая структура ромбическая
Классификация
Рег. номер CAS [http://www.chemnet.com/cas/supplier.cgi?exact=dict&terms=7778-80-5 7778-80-5 7778-80-5 7778-80-5]
PubChem 24507
SMILES
RTECS TT5900000
ChemSpider 22915
Безопасность
ЛД50 6600 мг/кг
Токсичность
NFPA 704.svg
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Сульфат калия — неорганическое соединение. Химическая формула K2SO4.

История[править | править вики-текст]

Сульфат калия был известен с начала 14-го века, изучен Глаубером, Бойлом и Тахеусом. В 17 веке он был назван arcanuni или sal duplicatum — эти названия были для кислот и щелочных солей.

Нахождение в природе[править | править вики-текст]

В природе находится на месторождениях калийных солей. Присутствует в водах солёных озёр.

Физические свойства[править | править вики-текст]

Бесцветные кристаллы, ромбическая сингония (a = 0,742 нм, b = 1,001 нм, c = 0,573 нм, Z = 4, пространственная группа Pnam). При температуре выше 584 °C переходит в гексагональную модификацию (a = 0,5947 нм, c = 0,8375 нм, Z = 2, пространственная группа P63/mmc).

Хорошо растворим в воде, не подвергается гидролизу. Нерастворим в концентрированных растворах щелочей или в чистом этаноле.

Вкус горько-солёный[1].

Получение[править | править вики-текст]

Минеральные формы чистого сульфата калия относительно редки. Минерал арканит (англ. Arcanite) состоит из чистого K2SO4, представляет собой белые или прозрачные кристаллы, встречается в Калифорнии (США).

Есть много минералов, содержащих соли калия:

Промышленные методы получения основаны на обменных реакциях KCl с различными сульфатами и в результате сульфат калия, как правило, сильно загрязнён побочными продуктами:

~\mathsf{2KCl+2MgSO_4 \rightleftarrows K_2SO_4\cdot MgSO_4+MgCl_2}
~\mathsf{K_2SO_4\cdot MgSO_4+2KCl \rightleftarrows 2K_2SO_4+MgCl_2}
~\mathsf{2KCl+Na_2SO_4 \rightleftarrows K_2SO_4+2NaCl}
~\mathsf{2KCl+CaSO_4\cdot 2H_2O \rightleftarrows K_2SO_4+CaCl_2+2H_2O}
~\mathsf{2KCl+FeSO_4 \rightleftarrows K_2SO_4+FeCl_2}

Наиболее чистый продукт получают, обрабатывая твёрдый хлорид калия концентрированной серной кислотой:

~\mathsf{2KCl+H_2SO_4 \xrightarrow{>100^oC} K_2SO_4+2HCl\uparrow}

Прокаливанием с углём минерала лангбейнита:

~\mathsf{K_2SO_4\cdot 2MgSO_4 + C \xrightarrow{>T} K_2SO_4+2Mg\uparrow+CO_2+SO_2}

В лабораторной практике применяют следующие методы:

~\mathsf{K_2O + H_2SO_4 \xrightarrow{} K_2SO_4+H_2O}
  • вытеснением из слабых или неустойчивых кислот:
~\mathsf{K_2CO_3 + H_2SO_4 \xrightarrow{} K_2SO_4+CO_2\uparrow+H_2O}
  • из щёлочи и разбавленной кислоты:
~\mathsf{2KOH + H_2SO_4 \xrightarrow{} K_2SO_4+2H_2O}
~\mathsf{2KHSO_4 \xrightarrow{240^oC} K_2SO_4+H_2SO_4}
~\mathsf{2KHSO_4 + KOH \xrightarrow{} K_2SO_4+H_2O}
~\mathsf{2KHSO_4 + KCl \xrightarrow{500^oC} K_2SO_4+HCl\uparrow}
~\mathsf{K_2S + 2O_2 \xrightarrow{>500^oC} K_2SO_4}
~\mathsf{2KO_2 + S \xrightarrow{140^oC} K_2SO_4}
~\mathsf{2KO_2 + SO_2 \xrightarrow{100^oC} K_2SO_4+O_2}

Сульфат калия получается при нагреве сульфита калия до температуры в 600 °C:

~\mathsf{4K_2SO_3 \xrightarrow{600^oC} K_2S+3K_2SO_4}

Окисление серы бихроматом калия:

~\mathsf{K_2Cr_2O_7+S \xrightarrow{800-1000^oC} \ Cr_2O_3+K_2SO_4}


Химические свойства[править | править вики-текст]

Как соль двухосновной кислоты образует кислые соли:

~\mathsf{K_2SO_4+H_2SO_4 \rightleftarrows 2KHSO_4}

Как все сульфаты взаимодействует с растворимыми соединениями бария:

~\mathsf{K_2SO_4 + BaCl_2 \xrightarrow{} 2KCl+BaSO_4\downarrow}

Восстанавливается до сульфида:

~\mathsf{K_2SO_4 + 4H_2 \xrightarrow{600^oC, Fe_2O_3} K_2S+4H_2O}
~\mathsf{K_2SO_4 + 4C \xrightarrow{900^oC} K_2S+4CO}

С оксидом серы образует пиросульфат:

~\mathsf{K_2SO_4 + SO_3 \xrightarrow{} K_2S_2O_7}

Применение[править | править вики-текст]

Основной потребитель сульфата калия — сельское хозяйство. Сульфат калия является ценным бесхлорным удобрением. Эффективность сульфата калия лучше проявляется на бедных калием дерново-подзолистых почвах гранулометрического состава и торфяных почвах. На черноземных почвах он применяется обычно под культуры, которые усваивают много калия и натрия (сахарная свёкла, подсолнечники, плодовые, для корнеплодов, овощей). На каштановых и серозёмных почвах используют в зависимости от вида культуры, технологии выращивания и содержания калия в почве. Сульфат калия намного эффективнее влияет на величину урожая и его качество, если его применять в комплексе с азотными и фосфорными удобрениями. На кислых почвах действие сульфата калия повышается на фоне использования извести.

Калий повышает содержание сахаров и витаминов в выращиваемой продукции, а подкормки в конце августа-сентября способствуют лучшему зимованию плодово-ягодным и декоративным деревьям и кустарникам. Используется на различных почвах, под все культуры, а также для комнатного и балконного цветоводства. Сульфат калия пригоден для всех способов внесения: основного (при перекопке почвы весной или осенью) и для подкормки в течение вегетационного периода.[2]

Применяется в первую очередь под культуры, чувствительные к хлору (картофель, табак, лён, виноград, цитрусовые и др.). Наличие в удобрении сульфат-иона положительно влияет на урожай растений семейства крестоцветных (капуста, брюква, турнепс и др.) и бобовых, потребляющих много серы.

Также сульфат калия используется в производстве стекла, различных квасцов и других соединений калия, как флюс в металлургии.[3] В Европейском союзе допущен в качестве использования как пищевая добавка E515.

Сведения о безопасности[править | править вики-текст]

Следующие действия сульфатом калия на части тела могут вызвать:

  • Глаза: попадание пыли может вызвать механическое раздражение,
  • Кожа: попадание на кожу может вызвать раздражение,
  • Проглатывание: употребление в пищу больших количеств может вызвать раздражение желудочно-кишечного тракта,
  • Вдыхание: при вдыхании может вызвать раздражение дыхательных путей,
  • При хроническом употреблении сульфата калия: отравления могут возникать в редких случаях длительного воздействия.

Примечания[править | править вики-текст]