Определение и формула гидроксида калия
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Гидроксид калия (едкий калий) - это сложное химическое соединение, принадлежащее к классу оснований.
Формула – \(\ K O H \)
Молярная масса равна 56,11 г/моль.
Физические свойства – твердое вещество белого цвета, весьма гигроскопичный.
Плавится и кипит без разложения.
Хорошо растворяется в воде, с сильным экзотермическим эффектом, создает сильнощелочную среду.
Химические свойства гидроксида калия
Гидроксид калия проявляет свойства основных гидроксидов (относится к щелочам), поэтому он реагирует с кислотами:
\(\ 2 K O H+H N O_{3}=K N O_{3}+H_{2} O \)
Реагирует с оксидами неметаллов:
\(\ 2 K O H+C O_{2}=K_{2} C O_{3}+H_{2} O \)
Гидроксид калия также реагирует с амфотерными соединениями с образованием комплексных солей:
\(\ K O H+A l(O H)_{3}=K\left \)
Реагирует при сплавлении \(\ \left(900-1100^{\circ} \mathrm{C}\right) \) с оксидом алюминия:
\(\ 2 K O H+A l_{2} O_{3}=2 K A l O_{2}+H_{2} O \)
Реагирует с несолеобразующими оксидами азота:
\(\ 2 K O H+N O+N O_{2}=2 K N O_{2}+H_{2} O \)
Получение
Гидроксид калия можно получить непосредственно из самого калия:
\(\ 2 K+2 H_{2} O=2 K O H+H_{2} \uparrow \)
\(\ 4 K+O_{2}+2 H_{2} O=4 K O H \)
При взаимодействии карбоната калия с гидроксидом кальция:
\(\ K_{2} C O_{3}+C a(O H)_{2}=C a C O_{3} \downarrow+2 K O H \)
Применение
Применяется в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки E525.
Используется в химическом синтезе.
Находит применение в качестве электролита в щелочных батарейках.
Примеры решения задач
Определите массовую долю гидроксида в растворе, который имеет осмотическое давление 1 атм при \(\ 25^{\circ } \)
Гидроксид калия - сильный электролит и диссоциирует нацело с образованием двух частиц:
Запишем выражение для определения осмотического давления для сильного электролита:
\(\ \pi=i \cdot C_{M} \cdot R \cdot T \)
где i - изотонический коэффициент, равный числу ионов, на которые распадается сильный электролит.
\(\ i(K O H)=2 \)
\(\ T=25^{\circ} \mathrm{C}=298 K \)
\(\ \pi=1 \mathrm{aTM}=101325 \mathrm{ПА} \)
\(\ R=3,314 Дж/(Моль\cdot K) \)
\(\ C_{M}(K O H)=\frac{\pi}{i \cdot R \cdot T}=\frac{101325}{2 \cdot 8,314 \cdot 298}=20,45 моль/м^{3} =0,02045 моль/л \)
Пересчитаем молярную концентрацию в массовую долю, приняв плотность раствора за единицу, так как концентрация мала:
\(\ \omega(K O H)=\frac{C_{M}(K O H) \cdot M(K O H)}{\rho_{s o l u t i o n} \cdot 1000} \)
Подставим численные значения:
\(\ \omega(K O H)=\frac{0,02045 \cdot 56,11}{1 \cdot 1000}=1,147 \cdot 10^{-3} \)
\(\ \omega(K O H)=0,115 \% \)
Вычислите pH 0, 001 M раствора KOH в приближении идеального раствора.
Запишем уравнение электролитической диссоциации KOH в водном растворе:
\(\ K O H \rightarrow K^{+}+O H^{-} \)
Из уравнения диссоциации следует, что:
\(\ C_{M}\left(K^{+}\right)=C_{M}\left(O H^{-}\right)=C_{M}(K O H)=0,001 \) моль/л
Рассчитаем pH в приближении идеального раствора:
\(\ p H=14-p O H=14+\lg C_{M}\left(O H^{-}\right)=14+\lg 0,001=11 \)
pH (идеальный раствор) = 11
Едкое кали, он же каустический поташ, он же калиевый щелок, он же гидроксид калия KOH.
Это — щелочь, и щелочь очень сильная. При этом — первая, которая стала доступна человечеству. На самом деле редкий случай, когда сначала доступно именно сильное соединение, и я подозреваю это вообще уникальный случай…
Для его получения в древности нужно всего два основных ингредиента — это K 2 CO 3 и гашенная известь Ca(OH) 2 . И первое и второе — очень древние соединения.
Ну что тут еще сказать?
Ca(OH) 2 + K 2 CO 3 → CaCO 3 + 2 KOH
Процесс ядовитый и совсем неприятный. Едкое кали так и названо потому что очень едкое. Недаром его используют для ресомации (такой себе химической альтернативы кремации) для растворения трупов. Очень эффективно разрушает любую органику (у кого там были проблемы с драконами? :D).
Но давайте посмотрим где его применяют, ведь в современном мире его производят миллионами тонн в год.
1. Производство мыла. Обычно для этого используется едкий натр, но если взять вместо него едкое кали, то мыло получается жидким. Но, может стоит продвигать в древности современные жидкие моющие средства? Они определенно имеют применение, а это не только мытье посуды, это и шампуни, и кремы для бритья.
2. Нейтрализация кислот. Количество производств, где это необходимо очень длинное, так и не перечислить. Включая лечение кислотных ожогов. Да и регуляция кислотности тоже тут (в том числе — регуляция кислотности пищевых продуктов).
3. Производство пермарганата калия (марганцовки).
4. Применяется в производстве бумаги, предотвращает образование пены.
5. Электролит. Сейчас он — электролит в алкалайновых батарейках (все помним ту гадость, которая сочится когда «батарейка потекла»?), но подходит и как электролит для производства гальванических покрытий (хоть и не во всех процессах).
6. Сырье для удобрений, сырье для красителей, сырье для пестицидов, сырье для производства метана.
7. Очистка металлических изделий от жира — для той же гальваники.
8. Очистка сточных вод от взвешенных частиц и очистка отработанных газов (нейтрализация).
9. Для химической активации (но, правду сказать, там много всего надо).
10. Буровые растворы.
11. Применяется в производстве штукатурки, гипсовых растворов, побелки.
12. Производство биодизеля.
Но, надо сказать, сейчас применение едкого кали не настолько широкое. Дело в том, что в настоящее время едкое кали дороже, чем едкий натр и его применяют не просто там, где нужна щелочь, а именно там, где нужны соединения калия.
Ну и, конечно, в современном мире никто едкое кали из поташа не получает. Его получают несколькими методами (чаще электролитическими) из калийной соли, разведанные залежи которых очень немаленькие.
Попаданец, помни! Если в древности тебе нужна щелочь — ищи едкое кали!
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Гидроксид калия (едкое кали) представляет собой твердое вещество белого цвета (рис. 1). Весьма гигроскопичный, плавится и кипит без разложения.
Хорошо растворяется в воде с сильным экзо-эффектом, создает сильнощелочную среду.
Рис. 1. Гидроксид калия. Внешний вид.
Основные характеристики гидроксида калия приведены в таблице ниже:
Получение гидроксида калия
Основным способом получения гидроксида калия является электролиз водного раствора хлорида калия. В ходе электролиза на катоде разряжаются ионы водорода и одновременно вблизи катода накапливаются ионы калия и гидроксид-ионы, т.е. получается гидроксид калия; на аноде выделяется хлор.
2KCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2KOH.
Химические свойства гидроксида калия
Гидроксид калия реагирует с кислотами с образованием солей и воды (реакция нейтрализации):
KOH + HCl = KCl + H 2 O;
2 KOH + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + H 2 O.
Раствор гидроксида калия изменяет цвет индикаторов, так, например, при добавлении лакмуса, фенолфталеина или метилового оранжевого в раствор этой щелочи их окраска станет синей, малиновой и желтой соответственно.
Гидроксид калия реагирует с растворами солей (если в их состав входит металл, способный образовать нерастворимое основание) и кислотными оксидами:
Fe 2 (SO 4) 3 + 6KOH = 2Fe(OH) 3 ↓ + 3K 2 SO 4 ;
2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O.
Применение гидроксида калия
Гидроксид калия нашел широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Так, его используют в красильном деле, производстве бытовой химии, удобрений, бумаги, пестицидов, в фармации и пищевой промышленности, органическом и неорганическом синтезе и т.д.
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
| Задание | Вычислите массу гидроксида калия, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 300 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168 кг/л). |
| Решение | Запишем уравнение реакции:
KOH + HCl = KCl + H 2 O. Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем: m solution =V solution × ρ; m solution =0,3 × 1,168 = 0,3504 кг = 350,4г. ω = m solute / m solution × 100%; m solute = ω / 100% ×m solution ; m solute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×m solution ; m solute (HCl) = 34 / 100% × 350,4= 11,91 г. Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль): n(HCl) = m (HCl) / M (HCl); n (HCl) = 11,91 / 36,5 = 0,34 моль. Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (KOH) = 1: 1. Значит, n(KOH) = n(HCl) = 0,34моль. Тогда масса гидроксида калия, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса - 56 г/моль): m (KOH) = n (KOH)× M (KOH); m (KOH) = 0,34× 56 = 19,04г. |
| Ответ | Масса гидроксида калия равна 19,04 г. |
Химические свойства
- Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации) :
texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{KOH + HCl \longrightarrow KCl + H_2O}
Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2KOH + H_2SO_4 \longrightarrow \ K_2SO_4 + 2H_2O}
- Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием соли и воды :
texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2KOH + CO_2 \longrightarrow \ K_2CO_3 + H_2O}
Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файл texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2KOH + SO_3 \longrightarrow \ K_2SO_4 + H_2O}
- Взаимодействие с некоторыми непереходными металлами в растворе с образованием комплексной соли и водорода :
texvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2Al + 2KOH + 6H_2O \longrightarrow 2K + 3H_2 \uparrow}
Также гидроксид калия получают электролизом растворов KCl , обычно с применением , что дает продукт высокой чистоты, не содержащий примеси хлоридов :
Невозможно разобрать выражение (Выполняемый файлtexvc не найден; См. math/README - справку по настройке.): \mathsf{2KCl + 2H_2O \longrightarrow 2KOH + H_2 \uparrow + Cl_2 \uparrow }
Применение
Гидроксид калия является практически универсальным химическим соединением. Ниже приведены примеры материалов и процессы в которых он используется:
Также используется для получения метана , поглощения кислотных газов и обнаружения некоторых катионов в растворах.
Популярное средство в производстве косметической продукции, вступая в реакцию с жирными маслами расщепляется и омыливает при этом масла.
В циркониевом производстве используется для получения обесфторенного гидроксида циркония .
Производство
В промышленном масштабе гидроксид калия получают электролизом хлористого калия.
Возможны три варианта проведения электролиза:
- электролиз с твердым асбестовым катодом (диафрагменный метод производства),
- электролиз с полимерным катодом (мембранный метод производства),
- электролиз с жидким ртутным катодом (ртутный метод производства).
В ряду электрохимических методов производства самым легким и удобным способом является электролиз с ртутным катодом, но этот метод наносит значительный вред окружающей среде в результате испарения и утечек металлической ртути. Мембранный метод производства самый эффективный, но и самый сложный.
В то время как диафрагменный и ртутный методы были известны соответственно с 1885 и 1892 гг., мембранный метод появился сравнительно недавно - в 1970 гг.
Основной тенденцией в мировом производстве гидроксида калия в последние 10 лет является переход производителей на мембранный метод электролиза. Ртутный электролиз является устаревшей, экономически невыгодной и негативно действующей на окружающую среду технологией. Мембранный электролиз полностью исключает использование . Экологическая безопасность мембранного метода заключается в том, что сточные воды после очистки вновь подаются в технологический цикл, а не сбрасываются в канализацию .
При использовании данного метода решаются следующие задачи:
- исключается стадия сжижения и испарения хлора ,
- водород используется для технологического пара, исключаются газовые выбросы хлора и его соединений.
Мировым лидером в области мембранных технологий является японская компания «Асахи Касэй».
В России производство гидроксида калия осуществляется ртутным (ЗП КЧХК) и диафрагменным (Сода-Хлорат) методами.
Особенностью технологического оформления производства гидроксида калия является тот факт, что на аналогичных установках электролиза можно выпускать как едкое кали, так и каустическую соду . Это позволяет производителям без существенных капиталовложений переходить на производство гидроксида калия взамен каустической соды, производство которой не столь рентабельно, а сбыт в последние годы усложняется. При этом в случае изменений на рынке возможен безболезненный перевод электролизёров на производство ранее выпускавшегося продукта.
Примером перевода части мощностей с производства гидроксида натрия на гидроксид калия может служить ОАО «Завод полимеров КЧХК», начавший промышленный выпуск едкого кали на пяти электролизерах в 2007 году.
Опасность
Отрывок, характеризующий Гидроксид калия
Раздался стук в дверь – на пороге стоял Караффа...– Как вам почивалось, дорогая Изидора? Надеюсь, близость вашей дочери не доставила хлопот вашему сну?
– Благодарю за заботу, ваше святейшество! Я спала на удивление великолепно! Видимо, именно близость Анны меня успокоила. Смогу ли я сегодня пообщаться со своей дочерью?
Он был сияющим и свежим, будто уже меня сломил, будто уже воплотилась в жизнь его самая большая мечта... Я ненавидела его уверенность в себе и своей победе! Даже если он имел для этого все основания... Даже если я знала, что очень скоро, по воле этого сумасшедшего Папы, уйду навсегда... Я не собиралась ему так просто сдаваться – я желала бороться. До последнего моего вздоха, до последней минуты, отпущенной мне на Земле...
– Так что же вы решили, Изидора? – весело спросил Папа. – Как я уже говорил вам ранее, именно от этого зависит, как скоро вы увидите Анну. Я надеюсь, вы не заставите меня принимать самые жестокие меры? Ваша дочь стоит того, чтобы её жизнь не оборвалась так рано, не правда ли? Она и впрямь очень талантлива, Изидора. И мне искренне не хотелось бы причинять ей зла.
– Я думала, вы знаете меня достаточно давно, ваше святейшество, чтобы понять – угрозы не изменят моего решения... Даже самые страшные. Я могу умереть, не выдержав боли. Но я никогда не предам то, для чего живу. Простите меня, святейшество.
Караффа смотрел на меня во все глаза, будто услышал что-то не совсем разумное, что очень его удивило.
– И вы не пожалеете свою прекрасную дочь?!. Да вы более фанатичны, чем я, мадонна!..
Воскликнув это, Караффа резко встал и удалился. А я сидела, совершенно онемевшая. Не чувствуя своего сердца, и не в состоянии удержать разбегавшиеся мысли, будто все мои оставшиеся силы ушли на этот короткий отрицательный ответ.
Я знала, что это конец... Что теперь он возьмётся за Анну. И не была уверенна, смогу ли выжить, чтобы всё это перенести. Не было сил думать о мести... Не было сил думать вообще ни о чём... Моё тело устало, и не желало более сопротивляться. Видимо, это и был предел, после которого уже наступала «другая» жизнь.
Я безумно хотела увидеть Анну!.. Обнять её хотя бы раз на прощание!.. Почувствовать её бушующую силу, и сказать ей ещё раз, как сильно я её люблю...
И тут, обернувшись на шум у двери, я её увидела! Моя девочка стояла прямая и гордая, как негнущаяся тростинка, которую старается сломать надвигающийся ураган.
– Что ж, побеседуйте с дочерью, Изидора. Может быть, она сможет внести хоть какой-то здравый смысл в ваше заблудившееся сознание! Я даю вам на встречу один час. И постарайтесь взяться за ум, Изидора. Иначе эта встреча будет для вас последней...
Караффа не желал более играть. На весы была поставлена его жизнь. Так же, как и жизнь моей милой Анны. И если вторая для него не имела никакого значение, то за первую (за свою) он был готов пойти на всё.
– Мамочка!.. – Анна стояла у двери, не в состоянии пошевелиться. – Мама, милая, как же мы его уничтожим?.. Не сумеем ведь, мамочка!
Вскочив со стула, я подбежала к моему единственному сокровищу, моей девочке и, схватив в объятия, сжала что было сил...
– Ой, мамочка, ты меня так задушишь!.. – звонко засмеялась Анна.
А моя душа впитывала этот смех, как приговорённый к смерти впитывает тёплые прощальные лучи уже заходящего солнца...
– Ну что ты, мамочка, мы ведь ещё живы!.. Мы ещё можем бороться!.. Ты ведь мне сама говорила, что будешь бороться, пока жива... Вот и давай-ка думать, можем ли мы что-то сделать. Можем ли мы избавить мир от этого Зла.
Она снова меня поддерживала своей отвагой!.. Снова находила правильные слова...
Эта милая храбрая девочка, почти ребёнок, не могла даже представить себе, каким пыткам мог подвергнуть её Караффа! В какой зверской боли могла утонуть её душа... Но я-то знала... Я знала всё, что её ждало, если я не пойду ему навстречу. Если не соглашусь дать Папе то единственное, что он желал.
– Хорошая моя, сердце моё... Я не смогу смотреть на твои мучения... Я тебя не отдам ему, моя девочка! Севера и ему подобных, не волнует, кто останется в этой ЖИЗНИ... Так почему же мы должны быть другими?.. Почему нас с тобой должна волновать чья-то другая, чужая судьба?!.
Я сама испугалась своих слов... хотя в душе прекрасно понимала, что они вызваны всего лишь безысходностью нашего положения. И, конечно же, я не собиралась предавать то, ради чего жила... Ради чего погиб мой отец и бедный мой Джироламо. Просто, всего на мгновение захотелось поверить, что мы можем вот так взять и уйти из этого страшного, «чёрного» караффского мира, забыв обо всём... забыв о других, незнакомых нам людях. Забыв о зле...
Это была минутная слабость усталого человека, но я понимала, что не имела право допускать даже её. И тут, в довершении всего, видимо не выдержав более насилия, жгучие злые слёзы ручьём полились по моему лицу... А ведь я так старалась этого не допускать!.. Старалась не показывать моей милой девочке, в какие глубины отчаяния затягивалась моя измученная, истерзанная болью душа...
Анна грустно смотрела на меня своими огромными серыми глазами, в которых жила глубокая, совсем не детская печаль... Она тихо гладила мои руки, будто желая успокоить. А моё сердце криком кричало, не желая смиряться... Не желая её терять. Она была единственным оставшимся смыслом моей неудавшейся жизни. И я не могла позволить нелюди, звавшимся римским Папой, её у меня отнять!
– Мамочка, не волнуйся за меня – как бы прочитав мои мысли, прошептала Анна. – Я не боюсь боли. Но даже если это будет очень больно, дедушка обещал меня забрать. Я говорила с ним вчера. Он будет ждать меня, если нам с тобой не удастся... И папа тоже. Они оба будут меня там ждать. Вот только тебя оставлять будет очень больно... Я так люблю тебя, мамочка!..
Анна спряталась в моих объятиях, будто ища защиты... А я не могла её защитить... Не могла спасти. Я не нашла «ключа» к Караффе...
– Прости меня, солнышко моё, я подвела тебя. Я подвела нас обеих... Я не нашла пути, чтобы уничтожить его. Прости меня, Аннушка...
Час прошёл незаметно. Мы говорили о разном, не возвращаясь более к убийству Папы, так как обе прекрасно знали – на сегодняшний день мы проиграли... И не имело значения, чего мы желали... Караффа жил, и это было самое страшное и самое главное. Нам не удалось освободить от него наш мир. Не удалось спасти хороших людей. Он жил, несмотря ни на какие попытки, ни на какие желания. Несмотря ни на что...
– Только не сдавайся ему, мамочка!.. Прошу тебя, только не сдавайся! Я знаю, как тебе тяжело. Но мы все будем с тобой. Он не имеет права жить долго! Он убийца! И даже если ты согласишься дать ему то, что он желает – он всё равно уничтожит нас. Не соглашайся, мама!!!
Дверь открылась, на пороге снова стоял Караффа. Но теперь он казался очень чем-то недовольным. И я примерно могла предположить – чем... Караффа более не был уверен в своей победе. Это тревожило его, так как оставался у него только лишь этот, последний шанс.
– Итак, что же вы решили, мадонна?
Я собрала всё своё мужество, чтобы не показать, как дрожит мой голос, и совершенно спокойно произнесла:
– Я уже столько раз отвечала вам на этот вопрос, святейшество! Что же могло измениться за такое короткое время?
Приходило ощущение обморока, но, посмотрев в сияющие гордостью глаза Анны, всё плохое вдруг куда-то исчезло... Как же светла и красива была в этот страшный момент моя дочь!..
– Вы сошли с ума, мадонна! Неужели вы сможете так просто послать свою дочь в подвал?.. Вы ведь прекрасно знаете, что её там ждёт! Опомнитесь, Изидора!..
Вдруг, Анна вплотную подошла к Караффе и звонким ясным голосом произнесла:
– Ты не судья и не Бог!.. Ты всего лишь – грешник! Потому и жжёт Перстень Грешников твои грязные пальцы!.. Думаю, он одет на тебя не случайно... Ибо ты самый подлый из них! Ты не испугаешь меня, Караффа. И моя мать никогда не подчинится тебе!
Анна выпрямилась и... плюнула Папе в лицо. Караффа смертельно побледнел. Я никогда не видела, чтобы кто-то бледнел так быстро! Его лицо буквально в долю секунды стало пепельно-серым... а в его жгучих тёмных глазах вспыхнула смерть. Всё ещё стоя в «столбняке» от неожиданного поведения Анны, я вдруг всё поняла – она нарочно провоцировала Караффу, чтобы не тянуть!.. Чтобы скорее что-то решить и не мучить меня. Чтобы самой пойти на смерть... Мою душу скрутило болью – Анна напомнила мне девочку Дамиану... Она решала свою судьбу... а я ничем не могла помочь. Не могла вмешаться.
Гидроксид калия (лат. Potassium hydroxide, «калиевый щёлок») — KOH. Тривиальные названия: едкое кали, каустический поташ, а также гидрат окиси калия, гидроокись калия, гидроксид калия, кали едкое, калиевая щелочь.
Свойства гидроксида калия
Бесцветные, очень гигроскопичные кристаллы. Водные растворы КОН имеют сильнощелочную реакцию. Гидрат окиси калия (кали едкое) получают диафрагменным электролизом раствора хлористого калия. Физические константы: Mr = 56,11, r = 2,04 г/см3, tпл = 404 °C, tкип = 1324 °C
Гидроксид калия продается в виде массивных блоков, хлопьевидной массы, гранул или небольших кусков, а также 40-50%-х растворов. Соединения калия менее распространены и поэтому более дороги, чем соответствующие соединения натрия. Они применяются только в тех случаях, когда необходим присущий им комплекс физико-химических свойств, не обеспечиваемый соединениями натрия.
Гидрат окиси калия негорюч и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам 2-го класса. Едкое вещество, при попадании на кожу и слизистые оболочки, особенно глаза, вызывает тяжелые химические ожоги и хронические заболевания кожных покровов. Особенно опасно попадание в глаза.
Раствор гидрата окиси калия заливают в чистые стальные контейнеры или бочки вместимостью 100, 200 и 275 л. Твердый гидрат окиси калия упаковывают в чистые сухие стальные барабаны вместимостью 50-180 дм³. Продукт в виде чешуек допускается упаковывать в стальные барабаны вместимостью 50-180 дм³ с полиэтиленовыми вкладышами или в полиэтиленовые мешки.
В России технический гидрат окиси калия выпускают по ГОСТ 9285-78, химически чистый продукт выпускается согласно ГОСТ 24363-80. Иностранному продукту соответствует CAS 1310-58-3.
Ниже приведены технические характеристики жидкого и чешуированного гидроксида калия российского производства, а также характеристики импортного продукта.
Физико-химические показатели гидроксида калия российского производства
Наименование показателя | Норма для марки и сорта | |||
| Твердый | Жидкий | |||
| Высший | Первый | Высший | Первый | |
| 1. Внешний вид | Чешуйки зеленого, сиреневого или серого цвета | Чешуйки или плав зеленого, сиреневого или серого цвета | Раствор голубого, зеленого или серого цвета, допускается осадок |
|
| 2. Массовая доля едких щелочей (KOH + NaOH) в пересчете на KOH, %, не менее | 95.0 | 95.0 | 54.0 | 52.0 |
| 3. Массовая доля углекислого калия (K 2 CO 3), %, не более | 1.4 | 1.5 | 0.4 | 0.8 |
| 4. Массовая доля хлоридов в пересчете на Cl - , %, не более | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.8 |
| 5. Массовая доля сульфатов (SO 4 ²־), %, не более | 0.025 | 0.05 | 0.03 | 0.1 |
| 6. Массовая доля железа (Fe 2+), %, не более | 0.03 | 0.03 | 0.004 | 0.01 |
| 7. Массовая доля хлорноватистого калия (KClO 3), %, не более | 0.1 | 0.2 | 0.15 | 0.3 |
| 8. Массовая доля кремния (Si), %, не более | 0.01 | 0.02 | 0.015 | - |
| 9. Массовая доля натрия в пересчете на NaOH, %, не более | 1.5 | 2.0 | 1.7 | 2.0 |
| 10. Массовая доля кальция (Ca 2+), %, не более | 0.01 | 0.01 | 0.005 | - |
| 11. Массовая доля алюминия (Al 3+), %, не более | 0.003 | 0.005 | 0.003 | - |
| 12. Массовая доля нитратов и нитритов в пересчете на азот (N), %, не более | 0.003 | 0.003 | 0.003 | - |
Примеры физико-химических показателей гидроксида калия зарубежного производства
| Наименование | Potassium hydroxide CAS 1310-58-3 | ||
| Происхождение | Пр-во Франция | Пр-во Ю.Корея | Пр-во Китай |
| Внешний вид | Белые чешуйки | ||
| 1. Мас. доля гидроокиси калия (KOH), % не менее | 90,0 | 90,0 | 90 .0; 95.0 |
| 2. Мас. доля углекислого калия (K2CO3), % не более | 0,5 | 0,5 | 2,0 |
| 3. Мас. доля хлоридов (Cl) % не более | 0,001 | 0,005 | 1,0 |
| 4. Мас. доля железа (Fe), % не более | 0,0003 | 0,0003 | 0.0005 |
| 5. Мас. доля сульфатов (SO4), % не более | 0,001 | 0,003 | 0.005 |
| 6. Мас. доля нитратов и нитритов в перерасчете на азот (N), %не более | 0,0005 | 0,0005 | 0.0005 |
| 7. Мас. доля хлорноватокислого калия (KClO3). % не более | Не опр. | Не опр. | Не опр. |
| 8. Мас. доля кремния (Si), %, не более | Не опр. | Не опр. | Не опр. |
| 9. Мас. доля натрия (Na) в пересчете на NaOH, % не более | 1.0 | 1,0 | 0.8 |
| 10.Мас. доля фосфатов (PO4), % не более | 0,0002 | 0,001 | 0.005 |
| 11. Мас. доля кремнекислоты (SiO2), %, не более | 0,002 | 0,002 | 0.01 |
| 12. Мас.доля алюминия (Al) % не более | 0,0001 | 0,001 | 0.002 |
| 13. Мас доля кальция (Ca), %, не более | 0,001 | 0,001 | 0.005 |
| 14. Мас. доля никеля (Ni), %, не более | 0,0005 | 0,0005 | 0.0005 |
| 15. Мас. доля тяжелых металлов (Pb). % не более | 0,0005 | 0,0005 | 0.002 |
Основные области потребления
Гидроксид калия является практически универсальным химическим соединением. Ниже приведены примеры материалов и процессы в которых он используется:
- нейтрализация кислот,
- алкалиновые батареи,
- катализ,
- моющие средства,
- буровые растворы,
- красители,
- удобрения,
- производство пищевых продуктов,
- газоочистка,
- металлургическое производство,
- перегонка нефти,
- различные органические и неорганические вещества,
- производство бумаги,
- пестициды,
- фармацевтика,
- регулирование pH,
- карбонат калия и другие калийные соединения,
- мыла,
- синтетический каучук.
Одна из важнейших областей применения гидроксида калия — производство мягкого мыла. Смеси калиевых и натриевых мыл используются для получения жидких мыл, моющих средств, шампуней, кремов для бритья, отбеливателей и некоторых фармацевтических препаратов. Другая важная область применения— производство различных солей калия. Например, перманганат калия получают путем сплавления диоксида марганца с каустическим поташем и последующего окисления образовавшегося манганата калия в электролизной камере. Дихромат калия можно получить аналогичным способом, хотя чаще его изготовляют сплавлением тонко измельченной хромитной руды с карбонатом или гидроксидом калия и воздействием на полученный хромат кислотой с образованием дихромата калия. Гидроксид калия также применяют вместе с каустической содой в производстве многих красителей и других органических соединений, а также как адсорбент газов, дегидратирующий агент, осадитель нерастворимых гидроксидов металлов, в щелочных аккумуляторах, для получения различных соединений калия.
Кроме того, гидроксид калия используется для обеззараживания сточных вод, в азотной промышленности для осушки газов, в резинотехнической промышленности в качестве «калийного мыла», предотвращающего слипание крошки каучука и др.
Жидкий технический гидроксид калия применяется при производстве удобрений, синтетического каучука, электролитов, реактивов, в медицинской промышленности.
Чешуированный гидроксид калия используется в производстве удобрений и синтетического каучука, в фармацевтической промышленности и в других отраслях.
Гидроокись калия техническая применяется для выщелачивания отливок стального литья, для поддержания в заданных пределах щелочности буровых растворов, для производства удобрений, синтетического каучука и в других отраслях.
Особенности и тенденции технологий производства
В промышленном масштабе гидроксид калия получают электролизом хлористого калия. Возможны три варианта проведения электролиза: электролиз с твердым асбестовым или полимерным катодом (диафрагменный и мембранный методы производства), электролиз с жидким ртутным катодом (ртутный метод производства). В ряду электрохимических методов производства самым легким и удобным способом является электролиз с ртутным катодом, но этот метод наносит значительный вред окружающей среде в результате испарения и утечек металлической ртути. Мембранный метод производства самый эффективный, но и самый сложный. В то время как диафрагменный и ртутный методы были известны соответственно с 1885 и 1892 гг., мембранный метод появился сравнительно недавно - в 1970 гг.
|
| Рис. 1.1. Мембранная ячейка |
Основной тенденцией в мировом производстве гидроксида калия в последние 10 лет является переход производителей на мембранный метод электролиза. Ртутный электролиз является устаревшей, экономически невыгодной и негативно действующей на окружающую среду технологией. Мембранный электролиз полностью исключает использование ртути. Экологическая безопасность мембранного метода заключается в том, что сточные воды после очистки вновь подаются в технологический цикл, а не сбрасываются в канализацию. При использовании данного метода решаются следующие задачи: исключается стадия сжижения и испарения хлора, водород используется для технологического пара, исключаются газовые выбросы хлора и его соединений. Мировым лидером в области мембранных технологий является японская компания «Асахи Касэй».
В России производство гидроксида калия осуществляется ртутным (ЗП КЧХК) и диафрагменным (Сода-Хлорат) методами.
Особенностью технологического оформления производства гидроксида калия является тот факт, что на аналогичных установках электролиза можно выпускать как едкий калий, так и каустическую соду. Это позволяет производителям без существенных капиталовложений переходить на производство гидроксида калия взамен каустической соды, производство которой не столь рентабельно, а сбыт в последние годы усложняется. При этом в случае изменений на рынке возможен безболезненный перевод электролизеров на производство ранее выпускавшегося продукта.
Примером перевода части мощностей с производства гидроксида натрия на гидроксид калия может служить ОАО «Завод полимеров КЧХК», начавший промышленный выпуск едкого кали на пяти электролизерах в 2007 году.
