Карбонат калия химические свойства

Применение.

В промышленности используют следующие виды поташа: кальцинированный и полутароводный. В зависимости от физико-химических свойств поташ подразделяется также на первый, второй и третий сорт. Он используется в химической промышленности, стекольной, в пожарном деле, в легкой промышленности и в других отраслях. В строительстве поташ применяют в качестве противоморозной добавки, в химической промышленности применяют для изготовления красок, а так же, он лучше соды поглощает из газовых смесей сероводород. В легкой промышленности для выделки кож. Также поташ применяется в изготовлении моющих средств. Он служит сырьем для производства оптического стекла. В пожарном деле поташом обрабатывают деревянные строения и конструкции. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E501.

Применение поташа в качестве удобрения.

Калия карбонат (калий углекислый, поташ) — калийное удобрение для дерново – подзолистых кислых почв. Высоконцентрированное щелочное калийное удобрение — содержит 50% окиси калия. Необходимо его применять на кислых почвах в качестве основного калийного удобрения, особенно под культуры, чувствительные к хлору. Кстати, калий в печной (древесной) золе находится именно в форме поташа, что и определяет его щелочные свойства. Рекомендуется внесение под картофель на кислых почвах.

Человек давно заметил, что внесение в почву золы приводит к увеличению урожайности. О том, что ее активным началом является карбонат калия K2CO3 – поташ, стало ясно гораздо позже. До разработки промышленных способов производства соды поташ играл исключительно важную роль в различных производствах: стекольном, текстильном, мыловаренном и др. Его получали сжиганием древесины, обработкой водой золы с последующим выпариванием водного раствора. Из золы сожженного 1 м3 вяза получали 0,76 кг поташа, ивы – 0,63, липы – 0,50 кг. В России лес бездумно сжигали на поташ до середины XIX в. Содержание калия в золе от сгоревших растений обычно очень высокое: в золе соломы злаков от 9 до 22%, гречишной соломы – 25…35, стеблей подсолнечника 36…40, торфа 0,5…4,7%. Само слово “поташ” произошло от древнего немецкого “пот” – горшок и “аш” – зола, так как щелок, получающийся при обработке золы водой, выпаривался в горшках.

В XVI — XVII вв. поташ получали в огромных количествах из древесной золы, которую вываривали в больших котлах. Из поташа приготавливали главным образом литрованную (очищенную) калийную селитру, которая шла на изготовление черного пороха. Особенно много поташа производилось в России, в лесах вблизи Арзамаса и Ардатова на передвижных заводах (майданах), принадлежавших родственнику царя Алексея Михайловича, ближнему боярину Б.И.Морозову. Такие заводики вырабатывали до 770 тн. поташа в год.

В тот же период, производство поташа на Украине было менее концентрировано и сильней рассредоточено – каждый уважающий себя “заможный” казак почитал за честь иметь собственный микрозаводик по его производству – технология то элементарнейшая, и чрезвычайно доходная.

Применение поташа в строительстве.

Применение калия карбоната в строительстве обусловлено, в первую очередь, особенностями гидратации цемента. При пониженных температурах она сильно замедляется, а на морозе прекращается вообще. Добавка поташа помогает устранить этот недостаток – строить становится возможным даже при -50 °С. Поэтому поташ является традиционной противоморозной добавкой-антифризом в строительстве.

Бетонные смеси с добавками поташа можно использовать при возведении в вертикальной скользящей опалубке внутренних стен жесткости (ядер) в крупнопанельных многоэтажных зданиях, приставных и внутренних стен монолитных и лифтовых кирпичных и каркасных зданиях и наружных стен многоэтажных зданий.

Однако, калия карбоната в строительстве имеет ряд ограничений:

— нельзя применять калия карбонат в составе бетонов и растворов, где есть активный кремнезем,

— нельзя использовать там, где возможен контакт с известью и силикатным кирпичом;

— нельзя применять для изделий эксплуатирующихся при повышенной влажности,

— малая эффективность в крупнопористых и беспесчаных бетонных смесях, а также в легких бетонах типа керамзитобетона,

— не рекомендуется калия карбоната в условиях положительных температур либо колебания температуры с переходом через 0 °С.,

— не рекомендуется в местах, где будет проложена скрытая электропроводка, так как имеет место эффект разрушения изоляции проводов,

– при больших дозировках калия карбоната, а также при наличии положительных температур и отсутствии соответствующих добавок бетон схватывается прямо в бетономешалке уже через 10-15 минут. Оригинальный выход был найден Красноярскими учеными из местного филиала Промстройниипроекта. Они предложили добавлять к поташу пластификатор с ярко выраженным замедляющим эффектом. Наиболее подошел для этих целей технический лигносульфонат – бросовый отход лесохимического производства. В итоге получили бетонные смеси повышенной пластичности с ярко выраженным ускоряющее/противоморозным эффектом, но без излишнего ускорения схватывания.

Особенно критичен к воздействию калия карбоната трехкальциевый алюминат. Его схватывание и так начинается практически мгновенно, с момента затворения. Отрегулировать длительность схватывания этого минерала помогает добавка гипса, вводимая при помоле. Но в присутствии даже незначительных добавок поташа этот механизм нарушается – в присутствии поташа образуются гидрокарбоалюминаты кальция, которые обволакивают зерна S3A и снижают активность иона SO4 из состава гипса-замедлителя.

Причиной сокращения сроков схватывания силикатов кальция служит образование при взаимодействии калия карбоната с известью нерастворимого CaCO3 что способствует протеканию реакции в сторону образования извести, снова вступающей во взаимодействие с ионом CO3 с образованием CaCO3 и т.д.

Для замедления схватывания бетонов с добавками поташа были опробованы множество веществ-замедлителей – водорастворимые фосфаты, оксид цинка, муравьиная и бензойные кислоты, жирные кислоты, глицерин, глюкоза, технические лигносульфонаты.
По совокупности полученных результатов, в качестве эффективного замедлителя схватывания бетонов с добавкой поташа, было предложено использовать ЛСТ (технические лигносульфонаты). Помимо замедляющего эффекта ЛСТ оказывает на бетоны ярко выраженное пластифицирующее воздействие. Но в дозировке свыше 0.3% от массы цемента их уже практически не используют – уж слишком сильно начинает сказываться наличие в ЛСТ примесей – редуцированных сахаров, которые сильно замедляют схватывание и твердение. В комплексе с таким эффективным ускорителем схватывания, как поташ становится вполне возможным повысить дозировки ЛСТ до 0.5% — т.е. ускоритель (поташ) и замедлитель (ЛСТ) взаимно нивелируются, при этом пластичность бетона повышается.

Воздействие калия карбоната на основные минералы цементного клинкера на стадии твердения.
Трехкальциевый силикат (C3S) – наиболее активный минерал цемента. Он характеризуется высокой прочностью и быстрым её нарастанием. Введение поташа интенсифицирует процесс твердения, но затем, начиная с 7-дневного возраста, и во все последующие сроки, прочность этого минерала, с добавкой поташа, становится несколько ниже, чем без добавки.

Калия карбонат резко ускоряет твердение двухкальциевого силиката (C2S). Увеличение прочности образцов по сравнению с контрольными пропорционально количеству добавки. В дозировке 10 – 15% поташа, прочность образцов превышает прочность эталона в 2.5 – 4.0 раза и, начиная с 3=месячного возраста, по абсолютным значениям приближается к прочности образцов трехкальциевого силиката, затворенных на чистой воде.

Затворение трехкальциевого алюмината (C3A) на растворах поташа приводит к значительному повышению прочности.

Изменение прочности четырехкальциевого алюмоферита (C4AF) зависит от количества вводимого вместе с водой затворения поташа. Наиболее оптимальной является добавка в 3%

В начальный период твердения наиболее эффективными являются повышенные дозировки добавки поташа. Но с увеличением возраста становятся оптимальными дозировки в 7% и менее.

Из-за ярко выраженной щелочной реакции следует остерегаться попадания поташа на кожу и особенно в глаза. Приготавливать и работать с водными растворами поташа следует в комбинезоне, очках, резиновых сапогах и перчатках, спецодежду хранить в специальных шкафах. В плохо вентилируемых помещениях необходимо использовать респираторы и противогазы.

Применение калия карбоната в пищевой промышленности.

Пищевая добавка Е501 разрешена к применению в качестве стабилизатора в 10 стандартах на пищевые продукты в количестве 2,5 или 50 г/кг. Кроме того Е501 разрешён к применению в продукты из какао и шоколада в количестве до 70 г/кг от сухого обезжиренного вещества в пересчете на карбонаты кальция; в сухое молоко и другие пищевые продукты; в качестве питательного вещества (подкормки) для дрожжей.

Применение калия карбоната для понижения титруемой кислотности сусел и вин.

В отдельные годы из-за неблагоприятных климатических условий кислотность винограда значительно возрастает. Для получения вин с гармоническим вкусом из такого винограда виноделы применяют приемы по снижению титруемой кислотности вин.

Для приёма химического снижения кислотности используют карбонат калия (Е501i, поташ) и бикарбонат (гидрокарбонат) калия (Е501ii). Этот приём основан на нейтрализации избытка кислот сусла или молодого вина. При этом часть органических кислот превращается в труднорастворимые соли и выпадает в осадок, который можно отфильтровать.

Химическое кислотопонижение является сильно действующим средством, и такую обработку рекомендуется использовать только для сусел с кислотностью выше 13 г/л и для вин с кислотностью 10 г/л. При этом снижение кислотности, достигаемое за счет химической обработки, не должно быть больше 3 г/л.

Дозы реагентов, необходимые для понижения титруемой кислотности сусел и вин

Реагент

Количество реагента для понижения кислотности на 1 г/л

Теоретически расчитанная доза

Практическая доза

Для сусел

Для вин

Столовых

Крепленных

карбонат калия (Е501i, поташ)

0,92

0,80

0,50

0,70

бикарбонат калия (Е501ii)

1,33

1,00

0,65

0,95

Применения поташа в истории

Итак, история исследования и использования такого вещества, как поташ, насчитывает не один век. Интересно, что он был известен еще древним римлянам. Они по достоинству оценили свойства данного вещества и использовали его для стирки. Именно они впервые подметили, что зола способна удалить даже сильные жирные пятна с вещей. Только спустя несколько веков этому нашли научное подтверждение. Оказывается, что поташ, попадая в воду, создает щелочную среду. Жирные вещества в ней просто напросто расщепляются.

Примечательно, что в больших объемах научились добывать карбонат калия уже в начале семнадцатого века. Такое производство по праву можно было назвать промышленным. Процесс его получения был трудоемок. Сначала строились большие каменные очаги. В них раздували сильный костер, поддерживая его дровами. Затем в специальном деревянном корыте смешивали сильно горячую воду и приготовленную древесную золу. Получался раствор, которым, как ни странно это звучит, поливали костер, следя, чтобы он не потух. Конечно, здесь требовалось мастерство и умение. Появились даже специальные люди обученные ремеслу, которых называли «поливала». Но как же получали сам поташ? Под костром, который долгое время периодически поливали раствором золы, появлялся слой карбоната калия. И чем больше по времени протекал этот процесс, тем наслоение было толще. Теперь только оставалось дождаться, пока он остынет. Потом его долбили и закатывали по небольшим бочкам. Но экономичным этот процесс нельзя было назвать. Чтобы получить один килограмм поташа уходил кубометр древесины.

Применение

Благодаря своим щелочным свойствам углекислый калий способен регулировать уровень кислотности. Также ему под силу бороться с избытком влаги, перемешивать масляные и водные растворы в однородную массу. Он может применяться в качестве разрыхлителя теста в выпечке. Данное вещество используют в производстве алкогольных напитков. Здесь его применяют как стабилизатор. Естественно, что карбонат калия — вещество опасное, поэтому в пищевой промышленности он используется в малых количествах.

В сельском хозяйстве уже достаточно долгое время поташ известен как удобрение. Он препятствует размножению на культурных растениях насекомых и прочих вредителей. Раствор углекислого калия способен значительно улучшить качество пашни. Его свойства способствуют тому, что из почвы выводится излишняя кислотность. Раствором этого вещества дезинфицируют помещения. Особенно там, где долгое время содержится скот. Это курятники, конюшни, свинарники.

Нашел свое применение карбонат калия и в фармацевтике. Это активное вещество противопаразитарных мазей и суспензий. Они эффективно борются с такими паразитами, как вши и чесоточные клещи.

Поташ

ВСЕ О ПЕНОБЕТОНЕ

Давно замечено, что внесение в почву золы приводит к увеличению уро­жайности. О том, что ее активным началом является карбонат калия K2CO3 — поташ, стало известно гораздо позже. До разработки промышленных способов производства соды поташ играл исключительно важную роль в различных производствах: стекольном, текстильном, мыловаренном и др. Его получали сжиганием древесины, обработкой водой золы с последующим выпаривани­ем водного раствора. Из золы сожженного 1 м3 вяза получали 0,76 кг поташа, ивы — 0,63 кг, липы — 0,50 кг. В России лес бездумно сжигали для производ­ства поташа до середины XIX в. Содержание калия в золе от сгоревших рас­тений обычно очень высокое: в соломе злаков — от 9 до 22 %, гречишной соломе — 25-35 %, стеблях подсолнечника — 36-40 %, в торфе — 0,5-4,7 %. Само слово «поташ» произошло от древне-немецкого «пот» (горшок) и «аш» (зола), так как щелок, получающийся при обработке золы водой, выпаривался в горшках.

В XVI-XVII вв. поташ получали в огромных количествах из древесной золы, которую вываривали в больших котлах. Из поташа приготавливали глав-

Возраст раствора в днях

Добавка соды

0 %

2 %

6 %

10 %

10,6

13,5

29,1

26,9

24,2

25,6

33,4

25,2

64,2

64,2

62,8

60,8

Таблица 6.3.1-2 Влияние добавок соды на прочность в кг/см2 цементно-песчаного раствора про­порции 1:3 и В/Ц= 0.58

Ным образом очищенную калийную селитру, которая шла на изготовление чер­ного пороха. Особенно много поташа производилось в России, в лесах вблизи Арзамаса и Ардатова, на передвижных заводах (майданах), принадлежавших боярину Б. И. Морозову, родственнику царя Алексея Михайловича. Такие заво­дики вырабатывали до 770 т поташа в год.

В тот же период производство поташа в Украине было менее централи­зованным, рассредоточенным по отдельным хозяйствам: каждый уважающий себя зажиточный казак имел собственный микрозаводик по его производству — технология-то элементарная, к тому же чрезвычайно доходная.

Сегодня поташ применяется в основном для получения моющих средств (жидкое мыло). Он также служит сырьем при производстве тугоплавкого стек­ла и хрусталя и в качестве компонента во множестве химических технологий.

Применение поташа в строительстве обусловлено в первую очередь осо­бенностями гидратации цемента. При пониженных температурах она силь­но замедляется, а на морозе и вовсе прекращается. Добавка поташа помогает устранить этот недостаток — строить становится возможным даже при -50 °С. Поэтому поташ является традиционной противоморозной добавкой-антифри­зом в строительстве.

В водной среде поташ мгновенно гидролизуется, образуя сильную едкую щелочь. Она портит одежду и обувь; попадая на открытые участки тела, вы­зывает язвы, а в глаза — верную потерю зрения. Широкое применение поташа в СССР в качестве противоморозной добавки было обусловлено, в том числе, и пренебрежением техникой безопасности — сами знаете, кто у нас строил на Крайнем Севере и в Восточной Сибири.

С пуском Ачинского глиноземного комбината содо-поташная смесь (отход основного производства) стала местной для Восточной Сибири, а ее примене­ние приобрело массовый характер. Сибирские морозы замедляли гидратацию цемента, поташ ускорял ее. Таким образом они компенсировали друг друга.

При положительных температурах ускоряющие свойства поташа выраже­ны настолько сильно, что без соответствующего их замедления химическим путем работать становится просто невозможно — бетон схватывается прямо в бетономешалке. Оригинальный выход нашли красноярские ученые из мест­ного филиала ПромстройНИИпроекта. Они предложили добавлять в поташ пластификатор с ярко выраженным замедляющим эффектом. Наиболее под­ходящим для этих целей оказался технический лигносульфонат — бросовый от­ход лесохимического производства. В итоге удалось получить бетонные смеси повышенной пластичности с противоморозным эффектом, но без излишнего ускорения схватывания.

Если даже не касаться техники безопасности, то и без этого в методологии применении поташа натыкаешься на сплошные НЕЛЬЗЯ.

Нельзя применять в составе бетонов и растворов, где есть активный крем­незем, где возможен контакт с известью и силикатным кирпичом; нельзя при­менять для изделий, эксплуатирующихся при повышенной влажности. Поташ мало эффективен в крупнопористых и беспесчаных бетонных смесях, а также в легких бетонах типа керамзитобетона. Поташ не рекомендуется к приме­нению в условиях положительных температур либо колебания температуры с переходом через 0 °С. Поташ разрушает изоляцию проводов, поэтому его нель­зя применять в местах, где будет проложена скрытая электропроводка.

Из-за ярко выраженной щелочной реакции следует остерегаться попадания поташа на кожу и особенно в глаза. Приготавливать водные растворы поташа и работать с ними следует в комбинезоне, очках, резиновых сапогах и перчатках, спецодежду хранить в специальных шкафах. В плохо вентилируемых помеще­ниях необходимо использовать респираторы и противогазы.

На днях беседовал с технологом одной из фирм (производством тротуар­ных камней занимаются); жаловалась на используемую ими российскую ком­плексную добавку, искала достойную замену. Всем, мол, хороша — и пластифи­цирует отлично, и ускоритель распрекрасный, и дешева. Одно «но» — рабочие отказываются работать с этой добавкой. У самой все руки в язвах, а ее помощ­ница, молодая девушка, и вовсе уволилась, сказав напоследок: «Мне еще детей рожать». Что скрывалось за торговым наименованием этой добавки, она не зна­ла, но подозревала нехорошее. И не зря — после нескольких моих уточняющих вопросов стало очевидно, что давно известную ССП (сода+поташ+пластифи — катор) «переименовали» и «районировали» для условий теплой Украины. По­сле того, как она узнала, что вскоре произойдет с их тротуарными камнями, она вообще в ужас пришла.

Карбонат калия или Поташ — удобрение и раскислитель, порошок белого цвета со структурой кристаллов. Он обладает хорошей степенью растворимости в воде, однако в этаноле абсолютно не растворим. Характерного запаха поташ не имеет, но обладает яркими вкусовыми качествами щелочи. Благодаря таким свойствам карбоната калия, как предотвращение любых изменений под влияние дестабилизирующих факторов и регуляция кислотности, представляет ценность для многих областей деятельности человека, где и находит широкое применение. Одними из свойств карбоната калия в порошке являются противомикробное и кератолитическое. Способность добавки убивать микроорганизмы обусловлены ее щелочными свойствами. И эта способность возрастает с увеличением температуры растворителя.
Согласно своим свойствам, карбонат калия может использоваться как регулятор кислотности, осушитель, вещество, придающее рыхлость и пышность, и предотвращающее изменение параметров под влиянием дестабилизирующих факторов. Применение карбонат калия находит также как вещество, которое способствует созданию однородной консистенции из несмешиваемых ингредиентов, например, вода и жир, масло и вода. В сфере сельского хозяйства карбонат калия применяется как удобрение, а также для проведения дезинфицирующих мероприятий в животноводческих помещениях и коновязях.
Карбонат калия (углекислый калий, поташ) K2CO3 — средняя соль калия и угольной кислоты. Это белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Малотоксичен, относится к III классу опасности. Старое название соли — поташ, от лат. potassa, через нем. Pottasche, фр. potasse. 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 — кое-где в Европе, но, в основном, в России и Северной Америке. На производство поташа ещё Петр I в 1721 году установил монополию: «Нигде никому отнюдь поташа не делать и никому не продавать под страхом ссылки в вечную каторжную работу»
Температура плавления — 891 °C. Растворим в воде, гигроскопичен. Образует гидрат с 1,5 * H2O при кристаллизации из водных растворов и хранении безводной формы на воздухе. Карбонат калия получают:
как побочный продукт получается при переработке нефелинов.
путём электролиза хлорида калия, в результате чего образуется гидроксид калия, который, вступая в реакцию с углекислым газом, образует воду и карбонат калия.
воздействием CO2 на раствор гидроксида калия.
Для использования в качестве удобрения, поташ получают из щёлока при выщелачивании водой золы из злаков или водорослей, так как именно 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. Карбонат калия применяют для выращивания сельскохозяйственных культур (соли калия являются хорошим удобрением для растений).
Карбонат калия еще известен под названием поташ, которое происходит от немецких слов потт и аш, означающие горшок и зола соответственно. Еще в 16 столетии в Росси началось производство поташа. Судя по данным из старых книг, на фабриках по изготовлению данного вещества боярина по фамилии Морозов было выработано более семисот тонн поташа в 1672 году. Согласно тогдашним меркам, это количество довольно весомое. Главными потребителями добавки в то время были красильное дело, мыловарение, стекольное производство. В условиях угрозы со стороны татар, Морозов издал приказ о том, чтобы поташ был спрятан в ямах на высоких местах, где нет воды. Объяснялось это тем, что в другом случае соль может уйти почву.
В те времена поташ изготавливался таким образом: древесная зола насыпалась в деревянные корыта большого размера, где она проходила обработку водой высокой температуры. Далее полученный раствор вливался в горячем виде на горячие дрова в очаге из кирпича. Но сделать это нужно было так, чтобы костер не потух. Таким образом, раствор упаривается, а поташ выпадает в виде кристаллов на дне очага. После он выламывается при помощи ломов и закупоривается по бочкам. Для производства поташа требовались люди обученные, поэтому детей еще в возрасте подростков отдавали для оттачивания мастерства. Поташ получали путем жжения древесины определенных пород. Чаще всего это был клен, сосна, береза, где карбонат калия содержался в наибольшем количестве. Один кубометр древесины давал примерно полкилограмма поташа. Тогда выжигались лесные площади большого размера для получения данного вещества. На сегодняшний день карбонат калия получают путем взаимодействия диоксида углерода и гидроксила калия.

Получение карбоната калия

Древние римляне и греки получали данный продукт из золы. Поташ они использовали преимущественно для стирки, так как он, создавая в растворе щелочную среду, расщепляет жиры, загрязняющие волокна ткани.

На Руси это вещество добывали из золы травянистых растений и деревьев с шестнадцатого века. Золу заливали водой и этим раствором поливали костер. Костер упаривался, а на дне толстым слоем кристаллизовался карбонат калия, который затем выдалбливали ломами. Для получения одного килограмма продукта требовалось более двух кубометров древесины.

Сейчас углекислый калий получают путем выщелачивания водой золы водорослей либо злаков. В промышленных масштабах его получают путем электролиза калия хлорида.

Карбонат калия мгновенно растворяется в воде, но абсолютно не растворяется в этаноле. Углекислый калий плавится при температуре 891°C. Вещество имеет выраженный вкус щелочи и не имеет запаха. Порошок оказывает кератолитическое и противомикробное действие. Бактерицидность объясняется его щелочными свойствами. Чем выше температура растворителя, тем сильнее выражены его бактерицидные свойства.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *