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碳酸钾,白色结晶粉末。密度2.428g/cm3。熔点891℃,沸点时分解,相对分子量138.21。溶于水,水溶液呈碱性,不溶于乙醇、丙酮和乙醚。吸湿性强,暴露在空气中能吸收二氧化碳和水分,转变为碳酸氢钾,应密封包装。水合物有一水物、二水物、三水物。碳酸钾水溶液呈碱性。不溶于乙醇及醚。

分子式

化学式

K 2CO 3

结构式

碳酸钾结构式

碳酸钾结构式

用途

碳酸钾可用于玻璃、印染、肥皂、搪瓷、制备钾盐、合成氨脱羰,也用于彩色电视机工业,主要用于食品中作膨松剂。
主要用于分析试剂。如高纯分析、发射光谱分析等。也可用于硅酸盐和不溶性硫酸盐助熔剂,有机液体的吸水剂及电镀、化肥、照相行业。
用于玻璃、印染、肥皂、搪瓷、制备钾盐、合成氨脱羰,彩色电视机工业,食品中作膨松剂;作气体吸附剂、干粉灭火剂、橡胶防老剂等;用于已曝光的感光材料的冲洗加工。
用于电子工业显像管玻壳的制造、化肥生产脱碳、钾盐制造,用作分析试剂、助熔剂,也用于各种钾盐的制备;用于分析试剂、基准试剂及熔融硅酸盐和不溶性硫酸盐的助熔剂。
化学实验中做干燥剂。其吸水能力中等,能形成带两个结晶水的碳酸钾(K2CO3·2H2O),但是与水作用较慢。适用于干燥醇、酯等中性有机物以及一般的碱性有机物如胺、生物碱等。但不能作为酸类、酚类或其他酸性物质的干燥剂。
碱性剂和面团改良剂,且可抑制面条发酸,可用于面制食品,按生产需要适量使用。用于生产光学玻璃,可提高玻璃透明度、强度和折光系数。

溶解度

碳酸钾在水中的溶解度
0
10
20
30
40
60
80
100
107.0
109.0
110.0
114.0
117.0
126.0
139.0
156.0

制取方法

碳酸钾的生产方法:碳酸钾生产有草木灰法、吕布兰法、电解法、离子交换法等。常用的是电解法和离子交换法。

草木灰法

草木灰法是最古老的方法,即从各种植物壳(如棉籽壳、茶子壳、桐子壳、葵花子壳)烧成的草木灰中提取。草木灰中含有碳酸钾、硫酸钾、氯化钾等可溶性盐,用沉淀、过滤的方法可加以分离。此法由于产品质量低、不经济,且受原料来源限制而很少采用。吕布兰法是将硫酸钾与煤粉、石灰混合,还原焙烧,得黑灰(含碳酸钾、硫化钙等烧成物),经浸取、过滤、蒸发、碳化,得碳酸氢钾,再经过滤、煅烧得产品。此法由于工艺流程长等原因已被其他方法所取代。

电解法

将氯化钾电解后得到的氢氧化钾溶液,在碳化塔中以二氧化碳碳化。经多效蒸发器蒸发、过滤得碳酸氢钾,再经煅烧制得产品。此法因原料易得、钾利用率高、无三废产生而得到广泛应用,但耗电较多。

离子交换法

阳离子交换树脂与氯化钾交换。再用碳酸氢铵洗脱成碳酸氢钾稀溶液,经多效蒸发、碳化、结晶、分离、煅烧得产品。此法产品质量好,工艺流程短、适用于小规模生产。

生产方法

碳酸钾生产有草木灰法、吕布兰法电解法、离子交换法等。常用的是电解法和离子交换法。草木灰法是最古老的方法,即从各种植物壳(如棉籽壳、茶子壳、桐子壳、葵花子壳)烧成的草木灰中提取。草木灰中含有碳酸钾、硫酸钾氯化钾等可溶性盐,用沉淀、过滤的方法可加以分离。此法由于产品质量低、不经济,且受原料来源限制而很少采用。吕布兰法是将硫酸钾与煤粉、石灰混合,还原焙烧,得黑灰(含碳酸钾、硫化钙等烧成物),经浸取、过滤、蒸发、碳化,得碳酸氢钾,再经过滤、煅烧得产品。此法由于工艺流程长等原因已被其他方法所取代。

鉴别试验

10%试样液的钾试验(IT-27)和碳酸盐试验(IT-11)呈阳性。

含量分析

在一带塞的已称重称量瓶中,精确称取按"干燥失重"测定法获得的干燥试样1g,溶于50ml水中。加甲基红试液(TS-149)2滴后,在不断搅拌下用1mol/L盐酸缓慢滴定至溶液变为浅粉红色。加热此溶液至沸后冷却,继续滴定至沸腾后浅粉红色不再消失为止。每mL 1mol/L盐酸相当于碳酸钾(K 2CO 3)69.10mg。
质量指标分析:
1.砷:取试样1g,小心地溶于约5ml稀盐酸试液(TS-117)中,以此作为试样液,按GT-3方法测定。
2.重金属:取试样1g,加水2ml和稀盐酸试液(TS-117)6ml,煮沸1min后,用水稀释至25ml。以此作为试样液按GT-16方法测定。用含20μg铅离子的对照液(溶液A)。
3.水不溶性物质:取试样1g溶于20ml水中,应无残渣剩留。
4.铅:取试样1g,小心地溶于稀盐酸试液约5ml中,以此作为试样液,按GT-18方法测定:对照液中的铅离子量取10μg。
5.干燥失重:精确称取试样约3g,按GT-19方法测定。条件为在180℃下干燥4h。

ACS级

项目名称:ACSGrade(American Chemical SocietyGrade,美国化学协会标准)
项目(中文)
项目(外文)
结果
含量(K<SUB>2</SUB>CO<SUB>3</SUB>)
Assay
≥99.0%
水不溶物
Insoluble matter
≤0.01%
氯化物(Cl)
Chloride
≤0.003%
磷酸盐(PO<SUB>4</SUB>)
Phosphate
≤0.001%
二氧化硅(以SiO<SUB>2</SUB>计)
Silica
≤0.005%
硫化合物(以SO<SUB>4</SUB>计)
Sulfur compounds
≤0.004%
重金属(以Pb计)
Heavy metals
≤5ppm
铁(Fe)
Iron
≤5ppm
钙(Ca)
Calcium
≤0.005%
镁(Mg)
Magnesium
≤0.002%
钠(Na)
Sodium
≤0.02%
基准试剂
 
PT
纯度
Assay
99.95-100.05%
贮存
 
密封干燥保存
化学实验中做干燥剂。其吸水能力中等,能形成带两个结晶水的碳酸钾(K2CO3·2H2O),但是与水作用较慢。适用于干燥醇、酯等中性有机物以及一般的碱性有机物如胺、生物碱等。但不能作为酸类、酚类或其他酸性物质的干燥剂。

性状

基本性质

白色颗粒或粉末。无气味。有吸湿性。溶于水,溶于1份冷水、0.7份沸水,几乎不溶于醇。水溶液呈强碱性(pH11.6)。低毒,半数致死量(大鼠,经口)1.87g/kg。有刺激性。密度:2.29*10^3kg/m 3。熔点:891℃。

纯度标准

项目 Item
优级纯 (GR)
分析纯 (AR)
化学纯 (CP)
含量(K2CO3):Assay%≥
99.5
99.0
98.0
澄清度试验Clarity
合格
合格
合格
干燥失重loss on drying,% ≤
0.8
1.0
2.0
水不溶物Insoluble matter in water,% ≤
0.005
0.005
0.03
氯化物(Cl)Chloride,% ≤
0.001
0.003
0.01
硫化合物(以SO4计)
Sulfur compounds,% ≤
0.003
0.002
0.01
总氮量(N)Total nitrogen,% ≤
0.001
0.001
0.01
磷酸盐及硅酸盐(以SiO<SUB>2</SUB>计)
Phosphate and silicate,% ≤
0.004
0.005
0.02
钠(Na)Sodium,% ≤
0.02
0.05
0.10
钙(Ca)Calcium,% ≤
0.002
0.02
0.02
镁(Mg)Magnesium,% ≤
0.0005
0.002
0.005
铝(Al)Aluminum,% ≤
0.005
0.005
0.005
铁(Fe)Iron,% ≤
0.0005
0.0005
0.002
铅(Pb)Lead,% ≤
0.0005
0.0005
0.001
铜(Cu))Copper,% ≤
0.0005
0.0005
0.001
砷(As)Arsenic,% ≤
0.00005
0.00005
0.00005

应用领域

无机工业用于制造酒石酸钾钠、铝氟酸钾、硫氰酸钾、钛白粉。医药工业用于制造长效磺胺、黄体酮、可的松、知阿可尔、苯甲酸雌二醇等药。玻搪工业用于珐琅粉配制,以增强其流平性,加入玻璃中起助熔作用,并提高玻璃透明度和折光系数。染料工业用于制造阴丹土林、分散红3B还原灰M等。印染工业用于还原染料的印染和冰染的拔白。橡胶工业用于制造4010防老剂。毛麻棉工业用于棉布煮炼和羊毛的脱脂。
碳酸钾是重要的基本无机化工、医药、轻工原料之一,主要用于光学玻璃、电焊条、电子管、电视显像管、灯泡、印染、染料、油墨、照相药品、泡花碱、聚酯、炸药、电镀、制革、陶瓷、建材、水晶、钾肥皂及药物的生产。用作气体吸附剂,干粉灭火剂,橡胶防老剂。还用于脱除化肥合成气中二氧化碳。也可用作含钾肥料。随着高新技术的不断开发,碳酸钾在洗涤助剂和味精、食品等领域的应用也日趋扩大。
碳酸钾主要用于制造钾玻璃、钾肥皂和其他无机化学品,以及用于脱除工业气体中的硫化氢和二氧化碳,也用于电焊条、油墨制造、印染工业等方面。
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