Сульфат калия плюс вода

Сульфат калия плюс вода

Сульфат калия

( <<<картинка>>> )
( <<<изображение слева>>> ) ( <<<изображение справа>>> )
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 Температура • плавления 1069 °C • кипения 1689 °C • вспышки 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

(100 °C) 24 г/100 мл

• в остальных веществах слабо растворим в глицерине, нерастворим в ацетоне, спирте, CS2 Структура Кристаллическая структура ромбическая Классификация Рег. номер CAS 7778-80-5 PubChem 24507 Рег. номер EINECS 231-915-5 SMILES Кодекс Алиментариус E515(i) RTECS TT5900000 ChEBI 32036 ChemSpider 22915 Безопасность ЛД50 6600 мг/кг NFPA 704

Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. Медиафайлы на Викискладе

Содержание

История [ править | править код ]

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 код ]

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

Физические свойства [ править | править код ]

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.

Получение [ править | править код ]

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:

2 K C l + 2 M g S O 4 ⇄ K 2 S O 4 ⋅ M g S O 4 + M g C l 2 <displaystyle <mathsf <2KCl+2MgSO_<4>
ightleftarrows K_<2>SO_<4>cdot MgSO_<4>+MgCl_<2>>>> K 2 S O 4 ⋅ M g S O 4 + 2 K C l ⇄ 2 K 2 S O 4 + M g C l 2 <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>cdot MgSO_<4>+2KCl
ightleftarrows 2K_<2>SO_<4>+MgCl_<2>>>> 2 K C l + N a 2 S O 4 ⇄ K 2 S O 4 + 2 N a C l <displaystyle <mathsf <2KCl+Na_<2>SO_<4>
ightleftarrows K_<2>SO_<4>+2NaCl>>> 2 K C l + C a S O 4 ⋅ 2 H 2 O ⇄ K 2 S O 4 + C a C l 2 + 2 H 2 O <displaystyle <mathsf <2KCl+CaSO_<4>cdot 2H_<2>O
ightleftarrows K_<2>SO_<4>+CaCl_<2>+2H_<2>O>>> 2 K C l + F e S O 4 ⇄ K 2 S O 4 + F e C l 2 <displaystyle <mathsf <2KCl+FeSO_<4>
ightleftarrows K_<2>SO_<4>+FeCl_<2>>>>

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

100^C>>K_<2>SO_<4>+2HCluparrow >>>"> 2 K C l + H 2 S O 4 → > 100 o C K 2 S O 4 + 2 H C l ↑ <displaystyle <mathsf <2KCl+H_<2>SO_<4><xrightarrow <>100^C>>K_<2>SO_<4>+2HCluparrow >>> 100^C>>K_<2>SO_<4>+2HCluparrow >>>"/>

Прокаливанием с углём минерала лангбейнита:

T>>K_<2>SO_<4>+2Mgdownarrow +2CO_<2>uparrow +2SO_<2>uparrow >>>"> K 2 S O 4 ⋅ 2 M g S O 4 + 2 C → > T K 2 S O 4 + 2 M g ↓ + 2 C O 2 ↑ + 2 S O 2 ↑ <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>cdot 2MgSO_<4>+2C<xrightarrow <>T>>K_<2>SO_<4>+2Mgdownarrow +2CO_<2>uparrow +2SO_<2>uparrow >>> T>>K_<2>SO_<4>+2Mgdownarrow +2CO_<2>uparrow +2SO_<2>uparrow >>>"/>

Читайте также:  Питомник бретонский эпаньоль

В лабораторной практике применяют следующие методы:

  • из оксида калия:

K 2 O + H 2 S O 4 → K 2 S O 4 + H 2 O <displaystyle <mathsf <2>O+H_<2>SO_<4><xrightarrow <>>K_<2>SO_<4>+H_<2>O>>>

  • вытеснением из слабых или неустойчивых кислот:

K 2 C O 3 + H 2 S O 4 → K 2 S O 4 + C O 2 ↑ + H 2 O <displaystyle <mathsf <2>CO_<3>+H_<2>SO_<4><xrightarrow <>>K_<2>SO_<4>+CO_<2>uparrow +H_<2>O>>>

  • из щёлочи и разбавленной кислоты:

2 K O H + H 2 S O 4 → K 2 S O 4 + 2 H 2 O <displaystyle <mathsf <2KOH+H_<2>SO_<4><xrightarrow <>>K_<2>SO_<4>+2H_<2>O>>>

  • из гидросульфата калия:

2 K H S O 4 → 240 o C K 2 S O 4 + H 2 S O 4 <displaystyle <mathsf <2KHSO_<4><xrightarrow <240^C>>K_<2>SO_<4>+H_<2>SO_<4>>>>K H S O 4 + K O H → K 2 S O 4 + H 2 O <displaystyle <mathsf <4>+KOH<xrightarrow <>>K_<2>SO_<4>+H_<2>O>>>2 K H S O 4 + K C l → 500 o C K 2 S O 4 + H C l ↑ <displaystyle <mathsf <2KHSO_<4>+KCl<xrightarrow <500^C>>K_<2>SO_<4>+HCluparrow >>>

  • окислением сульфида калия:

500^C>>K_<2>SO_<4>>>>"> K 2 S + 2 O 2 → > 500 o C K 2 S O 4 <displaystyle <mathsf <2>S+2O_<2><xrightarrow <>500^C>>K_<2>SO_<4>>>>500^C>>K_<2>SO_<4>>>>"/>

  • из надперекиси калия:

2 K O 2 + S → 140 o C K 2 S O 4 <displaystyle <mathsf <2KO_<2>+S<xrightarrow <140^C>>K_<2>SO_<4>>>>2 K O 2 + S O 2 → 100 o C K 2 S O 4 + O 2 <displaystyle <mathsf <2KO_<2>+SO_<2><xrightarrow <100^C>>K_<2>SO_<4>+O_<2>>>>

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

4 K 2 S O 3 → 600 o C K 2 S + 3 K 2 S O 4 <displaystyle <mathsf <4K_<2>SO_<3><xrightarrow <600^C>>K_<2>S+3K_<2>SO_<4>>>>

K 2 C r 2 O 7 + S → 800 − 1000 o C C r 2 O 3 + K 2 S O 4 <displaystyle <mathsf <2>Cr_<2>O_<7>+S<xrightarrow <800-1000^C>> Cr_<2>O_<3>+K_<2>SO_<4>>>>

Взаимодействием сульфата аммония и гидроксид калия:

( N H 4 ) 2 S O 4 + 2 K O H → K 2 S O 4 + 2 N H 3 ↑ + 2 H 2 O <displaystyle <mathsf <(NH_<4>)_<2>SO_<4>+2KOH
ightarrow K_<2>SO_<4>+2NH_<3>uparrow +2H_<2>O>>>

Химические свойства [ править | править код ]

Как соль двухосновной кислоты образует кислые соли:

K 2 S O 4 + H 2 S O 4 ⇄ 2 K H S O 4 <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>+H_<2>SO_<4>
ightleftarrows 2KHSO_<4>>>>

Как все сульфаты взаимодействует с растворимыми соединениями бария:

K 2 S O 4 + B a C l 2 → 2 K C l + B a S O 4 ↓ <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>+BaCl_<2><xrightarrow <>>2KCl+BaSO_<4>downarrow >>>

Восстанавливается до сульфида:

K 2 S O 4 + 4 H 2 → 600 o C , F e 2 O 3 K 2 S + 4 H 2 O <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>+4H_<2><xrightarrow <600^C,Fe_<2>O_<3>>>K_<2>S+4H_<2>O>>> K 2 S O 4 + 4 C → 900 o C K 2 S + 4 C O <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>+4C<xrightarrow <900^C>>K_<2>S+4CO>>>

С оксидом серы образует пиросульфат:

K 2 S O 4 + S O 3 → K 2 S 2 O 7 <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>+SO_<3><xrightarrow <>>K_<2>S_<2>O_<7>>>>

Применение [ править | править код ]

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]

Читайте также:  Как нарисовать водяной орех

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 код ]

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 раздражениежелудочно-кишечного тракта,
  • Вдыхание: при вдыхании может вызвать раздражение дыхательных путей,
  • При хроническом употреблении сульфата калия: отравления могут возникать в редких случаях длительного воздействия.

Фармацевтика, медицина, биология

Сульфат калия

Сульфат калия — неорганическое соединение, калиевая соль серной кислоты состава K 2 SO 4. Вещество является белыми орторомбической кристаллами.

Используется как калийные удобрения. Также применяется в производстве квасцов, стекла.

История

Сульфат калия известен с 14 века, впервые его изучал немецкий алхимик Иоганн Рудольф Ґляубер (1604-1670), Роберт Бойль и Тахениус.

Нахождение в природе

В свободном состоянии сульфат калия не встречается; он входит в состав минералов, которые являются двойными солями

В природе встречается в месторождениях калийных солей. Присутствует в водах соленых озер.

Физические свойства

Сульфат калия хорошо растворяется в воде, нерастворимый в этаноле.

Растворимость K 2 SO 4 в воде (в процентах)

0 ° C 10 ° C 20 ° C 25 ° C 30 ° C 40 ° C 50 ° C 60 ° C 70 ° C 80 ° C 90 ° C 100 ° C
7,11 8,46 9,95 10,7 11,4 12,9 14,2 15,5 16,7 17,7 18,6 19,36

Получение

Производство сульфата калия возможно несколькими способами в зависимости от доступности и стоимости выбранной сырья.

Одним из самых распространенных методов является добыча соли из минерала лангбейнит K 2 SO 4 · 2 MgSO 4. После пидрибнення из минерального сырья вымывают водой супутньогоий хлорида натрия, а затем магнитной сепарацией отделяют другую примесь — магнетит. Впоследствии очищенную соль обрабатывают водным раствором хлорида калия:

После фильтрования нерастворимых примесей, сульфат калия выделяют из раствора кристаллизацией благодаря его меньшей, чем у хлорида магния, растворимости.

Аналогичными являются методы синтеза путем взаимодействия хлорида калия с серной кислотой и другими сульфатами: Na 2 SO 4, CaSO 4 · 2H 2 O, FeSO 4.

Читайте также:  Маленькую собачку покусала большая

Также сульфат калия может быть получен реакцией обмена между гидроксидом калия и серной кислотой (метод Мангейма):

По методу Гаргривза K 2 SO 4 можно синтезировать нагреванием смеси из хлорида калия, диоксида серы, воздуха и воды:

Химические свойства

Как соль двухосновной кислоты образует кислые соли

Как все сульфаты взаимодействует с растворимыми соединениями бария:

Восстанавливается до сульфида:

С оксидом серы образует пиросульфат:

Применение

Применяется как калийное удобрение, для получения квасцов, в производстве стекла, для получения кислого сульфата калия (гидросульфата), используемый как отбеливатель в ювелирном деле. Кроме того, применяют как компонент флюса в металлургии, сульфуючий агент в производстве красителей, в аналитической химии — для перевода труднорастворимых соединений в легкорастворимые.

В Европейском Союзе допущен как пищевой приложение — регулятор кислотности Е515.

Общие сведения о гидролизе сульфата калия

Формула – K2SO4. Представляет собой мелкодисперсный порошок белого цвета. Молярная масса – 174 г/моль.

Рис. 1. Внешний вид сульфата калия.

Гидролиз сульфата калия

Гидролизу не подвергается, т.к. в составе нет «слабого иона»:

Характер среды водного раствора – нейтральный.

Примеры решения задач

Задание Установите соответствие между формулой соли и окраской индикаторов в её водном растворе.

Лакмус красный, фенолфталеин красный

Лакмус красный, фенолфталеин бесцветный

Лакмус синий, фенолфталеин красный

Лакмус синий, фенолфталеин бесцветный

Лакмус фиолетовый, фенолфталеин красный

Лакмус фиолетовый, фенолфталеин бесцветный

Ответ а) фторид калия представляет собой соль, образованную сильной кислотой (фтороводородной) и сильным основанием (гидроксидом калия):

Гидролизу не подвергается. Реакция среды водного раствора фторида калия нейтральная, значит окраска лакмуса будет фиолетовой, а фенолфталеин будет бесцветным. Вариант 6.

б) сульфат алюминия представляет собой соль, образованную сильной кислотой (серной) и слабым основанием (гидроксидом алюминия):

Гидролизуется по катиону:

Наличие ионов водорода свидетельствует о том, что реакция среды водного раствора сульфата алюминия кислая, а значит окраска и лакмуса, и фенолфталеина будет красной. Вариант 1.

в) фенолят калия представляет собой соль, образованную слабой кислотой (фенолом) и сильным основанием (гидроксидом калия):

Гидролизуется по аниону:

Наличие гидроксид-ионов свидетельствует о том, что реакция среды водного раствора фенолята калия щелочная, а значит окраска лакмуса будет синей, а фенолфталеин останется бесцветным. Вариант 4.

г) фосфат натрия представляет собой соль, образованную слабой кислотой (фосфорной) и сильным основанием (гидроксидом натрия):

Гидролизуется по аниону:

Наличие гидроксид-ионов свидетельствует о том, что реакция среды водного раствора фосфата натрия щелочная, а значит окраска лакмуса будет синей, а фенолфталеин останется бесцветным. Вариант 4.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector