Русская Википедия:Сульфат калия
Сульфат калия — неорганическое соединение. Химическая формула K2SO4.
История
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
В природе находится на месторождениях калийных солей. Присутствует в водах солёных озёр.
Физические свойства
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
Минеральные формы чистого сульфата калия относительно редки. Минерал арканит (Шаблон:Lang-en) состоит из чистого K2SO4, представляет собой белые или прозрачные кристаллы, встречается в Калифорнии (США).
Есть много минералов, содержащих соли калия:
- Каинит — MgSO4·KCl·H2O
- Глазерит — 2K2SO4·Na2SO4
- Шёнит — K2SO4·MgSO4·6H2O
- Леонит — K2SO4·MgSO4·4H2O
- Лангбейнит — K2SO4·2MgSO4
- Полигалит — K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O
- Сингенит — K2SO4·CaSO4·H2O
Промышленные методы получения основаны на обменных реакциях KCl с различными сульфатами и в результате сульфат калия, как правило, сильно загрязнён побочными продуктами:
- <math>\mathsf{2KCl+2MgSO_4 \rightleftarrows K_2SO_4\cdot MgSO_4+MgCl_2}</math>
- <math>\mathsf{K_2SO_4\cdot MgSO_4+2KCl \rightleftarrows 2K_2SO_4+MgCl_2}</math>
- <math>\mathsf{2KCl+Na_2SO_4 \rightleftarrows K_2SO_4+2NaCl}</math>
- <math>\mathsf{2KCl+CaSO_4\cdot 2H_2O \rightleftarrows K_2SO_4+CaCl_2+2H_2O}</math>
- <math>\mathsf{2KCl+FeSO_4 \rightleftarrows K_2SO_4+FeCl_2}</math>
Наиболее чистый продукт получают, обрабатывая твёрдый хлорид калия концентрированной серной кислотой:
- <math>\mathsf{2KCl+H_2SO_4 \xrightarrow{>100^oC} K_2SO_4+2HCl\uparrow}</math>
Прокаливанием с углём минерала лангбейнита:
- <math>\mathsf{K_2SO_4\cdot 2MgSO_4 + 2C \xrightarrow{>T} K_2SO_4+2Mg\downarrow+2CO_2\uparrow+2SO_2\uparrow}</math>
В лабораторной практике применяют следующие методы:
- из оксида калия:
- <math>\mathsf{K_2O + H_2SO_4 \xrightarrow{} K_2SO_4+H_2O}</math>
- вытеснением из слабых или неустойчивых кислот:
- <math>\mathsf{K_2CO_3 + H_2SO_4 \xrightarrow{} K_2SO_4+CO_2\uparrow+H_2O}</math>
- из щёлочи и разбавленной кислоты:
- <math>\mathsf{2KOH + H_2SO_4 \xrightarrow{} K_2SO_4+2H_2O}</math>
- <math>\mathsf{2KHSO_4 \xrightarrow{240^oC} K_2SO_4+H_2SO_4}</math>
- <math>\mathsf{KHSO_4 + KOH \xrightarrow{} K_2SO_4+H_2O}</math>
- <math>\mathsf{2KHSO_4 + KCl \xrightarrow{500^oC} K_2SO_4+HCl\uparrow}</math>
- окислением сульфида калия:
- <math>\mathsf{K_2S + 2O_2 \xrightarrow{>500^oC} K_2SO_4}</math>
- <math>\mathsf{2KO_2 + S \xrightarrow{140^oC} K_2SO_4}</math>
- <math>\mathsf{2KO_2 + SO_2 \xrightarrow{100^oC} K_2SO_4+O_2\uparrow}</math>
Сульфат калия получается при нагреве сульфита калия до температуры в 600 °C:
- <math>\mathsf{4K_2SO_3 \xrightarrow{600^oC} K_2S+3K_2SO_4}</math>
Окисление серы бихроматом калия:
- <math>\mathsf{K_2Cr_2O_7+S \xrightarrow{800-1000^oC} \ Cr_2O_3+K_2SO_4}</math>
Взаимодействием сульфата аммония и гидроксид калия:
- <math>\mathsf{(NH_4)_2SO_4+2KOH \rightarrow K_2SO_4+2NH_3\uparrow+2H_2O}</math>
Химические свойства
Как соль двухосновной кислоты образует кислые соли:
- <math>\mathsf{K_2SO_4+H_2SO_4 \rightleftarrows 2KHSO_4}</math>
Как все сульфаты взаимодействует с растворимыми соединениями бария:
- <math>\mathsf{K_2SO_4 + BaCl_2 \xrightarrow{} 2KCl+BaSO_4\downarrow}</math>
Восстанавливается до сульфида:
- <math>\mathsf{K_2SO_4 + 4H_2 \xrightarrow{600^oC, Fe_2O_3} K_2S+4H_2O}</math>
- <math>\mathsf{K_2SO_4 + 4C \xrightarrow{900^oC} K_2S+4CO\uparrow}</math>
С оксидом серы образует пиросульфат:
- <math>\mathsf{K_2SO_4 + SO_3 \xrightarrow{} K_2S_2O_7}</math>
Применение
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 чернозёмных 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 к использованию как пищевая добавка E515.
Сведения о безопасности
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
развернутьПартнерские ресурсы |
---|