碳酸鉀

碳酸鉀

碳酸鉀,白色結晶粉末。密度2.428g/cm3。熔點891℃,沸點時分解,相對分子量138.21。溶於水,水溶液呈鹼性,不溶於乙醇丙酮乙醚吸濕性強,暴露在空氣中能吸收二氧化碳和水分,轉變為碳酸氫鉀,應密封包裝。水合物有一水物、二水物、三水物。碳酸鉀水溶液呈鹼性。不溶於乙醇及醚。

基本介绍

  • 中文名:碳酸鉀
  • 英文名:Potassium carbonate
  • 別稱:鉀鹼
  • 化學式:K2CO3 
  • 分子量:138.21
  • CAS登錄號:584-08-7
  • 熔點:891 ℃
  • 沸點:333.6 °C
  • 水溶性:易溶於水
  • 密度:2.43g/cm3
  • 外觀:白色粉末或顆粒
  • 套用:麵食製品
  • 危險性符號:Xn:Harmful
  • 危險性描述:ADI不作特殊規定
  • 危險品運輸編號:3262
  • 管制信息:本品不受公安部門管制
理化性質,呈酸性能,毒性,套用,溶解度,製取方法,草木灰法,電解法,離子交換法,生產方法,鑑別試驗,含量分析,ACS級,性狀,基本性質,純度標準,套用領域,

理化性質

碳酸鉀有無水物或含1.5分子的結晶品。無水物為白色粒狀粉末,結晶品為白色半透明小晶體或顆粒,無臭,有強鹼味,相對密度2.428(19℃),熔點891℃,在水中溶解度為114.5g/l00mL(25℃),在濕空氣中易吸濕潮解。溶於lmL水(25℃)和約0.7mL沸水,飽和水溶液冷卻後有玻璃狀單斜晶體水合物析出,相對密度2.043,在100℃時失去結晶水,10%水溶液的pH值約為11.6,不溶於乙醇和乙醚。

呈酸性能

加於麵製品中,能產生特殊風味、色澤和韌性。本品為鹼性劑。

毒性

大鼠經口LD50為1870mg/kg。

套用

我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760-2014)規定:可在面制食品中按生產需要適量使用。通常在製造麵條、餛飩時適量加入,可賦予產品以特有的風味、色澤和韌性(常與碳酸鈉等並用)。
碳酸鉀可用於玻璃、印染、肥皂、搪瓷、製備鉀鹽、合成氨脫羰,也用於彩色電視機工業,主要用於食品中作膨鬆劑。
主要用於分析試劑。如高純分析、發射光譜分析等。也可用於矽酸鹽和不溶性硫酸鹽助熔劑,有機液體的吸水劑及電鍍化肥、照相行業。
用於玻璃、印染、肥皂、搪瓷、製備鉀鹽、合成氨脫羰,彩色電視機工業,食品中作膨鬆劑;作氣體吸附劑、乾粉滅火劑、橡膠防老劑等;用於已曝光的感光材料的沖洗加工。
碳酸鉀結構式碳酸鉀結構式
用於電子工業顯像管玻殼的製造、化肥生產脫碳、鉀鹽製造,用作分析試劑、助熔劑,也用於各種鉀鹽的製備;用於分析試劑、基準試劑及熔融矽酸鹽和不溶性硫酸鹽的助熔劑。
化學實驗中做乾燥劑。其吸水能力中等,能形成帶兩個結晶水的碳酸鉀(K2CO3·2H2O),但是與水作用較慢。適用於乾燥醇、酯等中性有機物以及一般的鹼性有機物如胺、生物鹼等。但不能作為酸類、酚類或其他酸性物質的乾燥劑。
鹼性劑和麵團改良劑,且可抑制麵條發酸,可用於面制食品,按生產需要適量使用。用於生產光學玻璃,可提高玻璃透明度、強度和折光係數。

溶解度

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

製取方法

碳酸鉀的生產方法:碳酸鉀生產有草木灰法、呂布蘭法、電解法、離子交換法等。常用的是電解法和離子交換法。

草木灰法

草木灰法是最古老的方法,即從各種植物殼(如棉籽殼、茶子殼、桐子殼、葵花子殼)燒成的草木灰中提取。草木灰中含有碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀等可溶性鹽,用沉澱、過濾的方法可加以分離。此法由於產品質量低、不經濟,且受原料來源限制而很少採用。呂布蘭法是將硫酸鉀與煤粉、石灰混合,還原焙燒,得黑灰(含碳酸鉀、硫化鈣等燒成物),經浸取、過濾、蒸發、碳化,得碳酸氫鉀,再經過濾、煅燒得產品。此法由於工藝流程長等原因已被其他方法所取代。

電解法

將氯化鉀電解後得到的氫氧化鉀溶液,在碳化塔中以二氧化碳碳化。經多效蒸發器蒸發、過濾得碳酸氫鉀,再經煅燒製得產品。此法因原料易得、鉀利用率高、無三廢產生而得到廣泛套用,但耗電較多。

離子交換法

陽離子交換樹脂與氯化鉀交換。再用碳酸氫銨洗脫成碳酸氫鉀稀溶液,經多效蒸發、碳化、結晶、分離、煅燒得產品。此法產品質量好,工藝流程短、適用於小規模生產。

生產方法

碳酸鉀生產有草木灰法、呂布蘭法電解法、離子交換法等。常用的是電解法和離子交換法。草木灰法是最古老的方法,即從各種植物殼(如棉籽殼、茶子殼、桐子殼、葵花子殼)燒成的草木灰中提取。草木灰中含有碳酸鉀、硫酸鉀氯化鉀等可溶性鹽,用沉澱、過濾的方法可加以分離。此法由於產品質量低、不經濟,且受原料來源限制而很少採用。呂布蘭法是將硫酸鉀與煤粉、石灰混合,還原焙燒,得黑灰(含碳酸鉀、硫化鈣等燒成物),經浸取、過濾、蒸發、碳化,得碳酸氫鉀,再經過濾、煅燒得產品。此法由於工藝流程長等原因已被其他方法所取代。

鑑別試驗

10%試樣液的鉀試驗(IT-27)和碳酸鹽試驗(IT-11)呈陽性。

含量分析

在一帶塞的已稱重稱量瓶中,精確稱取按"乾燥失重"測定法獲得的乾燥試樣1g,溶於50ml水中。加甲基紅試液(TS-149)2滴後,在不斷攪拌下用1mol/L鹽酸緩慢滴定至溶液變為淺粉紅色。加熱此溶液至沸後冷卻,繼續滴定至沸騰後淺粉紅色不再消失為止。每mL 1mol/L鹽酸相當於碳酸鉀(K2CO3)69.10mg。
質量指標分析:
1.砷:取試樣1g,小心地溶於約5ml稀鹽酸試液(TS-117)中,以此作為試樣液,按GT-3方法測定。
2.重金屬:取試樣1g,加水2ml和稀鹽酸試液(TS-117)6ml,煮沸1min後,用水稀釋至25ml。以此作為試樣液按GT-16方法測定。用含20μg鉛離子的對照液(溶液A)。
3.水不溶性物質:取試樣1g溶於20ml水中,應無殘渣剩留。
4.鉛:取試樣1g,小心地溶於稀鹽酸試液約5ml中,以此作為試樣液,按GT-18方法測定:對照液中的鉛離子量取10μg。
5.乾燥失重:精確稱取試樣約3g,按GT-19方法測定。條件為在180℃下乾燥4h。

ACS級

項目名稱:ACS Grade(American Chemical SocietyGrade,美國化學協會標準)
項目(中文)
項目(外文)
結果
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%
磷酸鹽(PO<SUB>4</SUB>)
Phosphate
≤0.001%
二氧化矽(以SiO<SUB>2</SUB>計)
Silica
≤0.005%
硫化合物(以SO<SUB>4</SUB>計)
Sulfur compounds
≤0.004%
重金屬(以Pb計)
Heavy metals
≤5ppm
鐵(Fe)
Iron
≤5ppm
鈣(Ca)
Calcium
≤0.005%
鎂(Mg)
Magnesium
≤0.002%
鈉(Na)
Sodium
≤0.02%
基準試劑
PT
純度
Assay
99.95-100.05%
貯存
密封乾燥保存
化學實驗中做乾燥劑。其吸水能力中等,能形成帶兩個結晶水的碳酸鉀(K2CO3·2H2O),但是與水作用較慢。適用於乾燥醇、酯等中性有機物以及一般的鹼性有機物如胺、生物鹼等。但不能作為酸類、酚類或其他酸性物質的乾燥劑。

性狀

基本性質

白色顆粒或粉末。無氣味。有吸濕性。溶於水,溶於1份冷水、0.7份沸水,幾乎不溶於醇。水溶液呈強鹼性(pH11.6)。低毒,半數致死量(大鼠,經口)1.87g/kg。有刺激性。密度:2.29*10^3kg/m3。熔點:891℃。

純度標準

項目Item
優級純(GR)
分析純(AR)
化學純(CP)
含量(K2CO3):Assay%≥
99.5
99.0
98.0
澄清度試驗Clarity
合格
合格
合格
乾燥失重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計)
Sulfur compounds,% ≤
0.003
0.002
0.01
總氮量(N)Total nitrogen,% ≤
0.001
0.001
0.01
磷酸鹽及矽酸鹽(以SiO<SUB>2</SUB>計)
Phosphate and silicate,% ≤
0.004
0.005
0.02
鈉(Na)Sodium,% ≤
0.02
0.05
0.10
鈣(Ca)Calcium,% ≤
0.002
0.02
0.02
鎂(Mg)Magnesium,% ≤
0.0005
0.002
0.005
鋁(Al)Aluminum,% ≤
0.005
0.005
0.005
鐵(Fe)Iron,% ≤
0.0005
0.0005
0.002
鉛(Pb)Lead,% ≤
0.0005
0.0005
0.001
銅(Cu))Copper,% ≤
0.0005
0.0005
0.001
砷(As)Arsenic,% ≤
0.00005
0.00005
0.00005

套用領域

無機工業用於製造酒石酸鉀鈉、鋁氟酸鉀、硫氰酸鉀、鈦白粉。醫藥工業用於製造長效磺胺、黃體酮、可的松、知阿可爾、苯甲酸雌二醇等藥。玻搪工業用於琺瑯粉配製,以增強其流平性,加入玻璃中起助熔作用,並提高玻璃透明度和折光係數。染料工業用於製造陰丹土林、分散紅3B還原灰M等。印染工業用於還原染料的印染和冰染的拔白。橡膠工業用於製造4010防老劑。毛麻棉工業用於棉布煮煉和羊毛的脫脂。
碳酸鉀是重要的基本無機化工、醫藥、輕工原料之一,主要用於光學玻璃、電焊條、電子管、電視顯像管、燈泡、印染、染料、油墨、照相藥品、泡花鹼、聚酯、炸藥、電鍍、製革、陶瓷、建材、水晶、鉀肥皂及藥物的生產。用作氣體吸附劑,乾粉滅火劑,橡膠防老劑。還用於脫除化肥合成氣中二氧化碳。也可用作含鉀肥料。隨著高新技術的不斷開發,碳酸鉀在洗滌助劑和味素、食品等領域的套用也日趨擴大。
碳酸鉀主要用於製造鉀玻璃、鉀肥皂和其他無機化學品,以及用於脫除工業氣體中的硫化氫和二氧化碳,也用於電焊條、油墨製造、印染工業等方面。

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