Властивості сульфату калію (K2SO4), ризики та застосування

The сульфат калію, також відомий як арканіт, це хімічна сполука, формулою якої є K₂SO₄. Його структура представлена ​​на малюнку 1 (EMBL-EBI, 2014).

Ця сполука відома з початку 14 століття і вивчалася Глаубером, Бойлем і Таченієм. У сімнадцятому столітті його називали arcanuni або сіль duplicatum, оскільки це була комбінація кислотної солі з лужною сіллю..

Він також був відомий як купоровий татар і сіль Глейзера або солі Glaseri polychrestum, після того як фармацевтичний хімік Крістофер Глейзер приготував його і використовував його медично..

Калій є відносно багатим елементом земної кори, і виробництво калійних добрив відбувається на кожному населеному континенті. Однак K₂SO₄ Він рідко зустрічається в чистому вигляді в природі. Замість цього вона природно змішується з солями, які містять магній, натрій і хлорид.

Ці мінерали вимагають додаткової обробки для розділення їх компонентів. Історично склалося, що К був підготовлений₂SO₄ шляхом взаємодії KCl з сірчаною кислотою. Однак, пізніше, дослідники виявили, що вони могли б маніпулювати серією мінералів з землі для виробництва K₂SO₄, Найбільш поширений спосіб виробництва в даний час.

Природні K-містять мінерали (такі як каїніт і шеніт) ретельно екстрагуються і промиваються водними і сольовими розчинами для усунення побічних продуктів і отримання K₂SO₄. Гірничодобувна промисловість використовує аналогічний процес для збирання К₂SO₄ Великого солоного озера в Юті і підземних родовищ корисних копалин.

У Нью-Мексико К₂SO₄ він відокремлюється від мінералів лангбеїніту шляхом взаємодії з розчином KCl, який видаляє побічні продукти (такі як Mg) і залишає K₂SO₄. Подібні методи обробки використовуються в багатьох частинах світу, залежно від доступної сировини (Компанія Мозаїка, 2016).

З’єднання також одержують реакцією хлориду калію з сірчаною кислотою або діоксидом сірки, водою і киснем (процес зчеплення) (U.S. National Library of Medicine, 2002).

• 1 Фізико-хімічні властивості сульфату калію
• 2 Реактивність і небезпека
  • 2.1 Контакт зі шкірою
  • 2.2 Вдихання
  • 2.3
  • 3.1 1- Сільське господарство
  • 3.2 2- Виробництво квасцов

  Фізико-хімічні властивості сульфату калію

  Сульфат калію являє собою набір білих орторомбічних кристалів, що не мають характерного аромату і мають трохи гіркий фізіологічний смак (Національний центр біотехнологічної інформації., 2017). Його вигляд показаний на фіг.2.

  Його молекулярна маса становить 174,259 г / моль, а його щільність – 2,662 г / мл. Він має температуру плавлення 1069 ° С і температуру кипіння 1689 ° С. З’єднання дуже добре розчиняється у воді, будучи здатним розчиняти 120 грамів цього з’єднання для кожного літра води. Він також слабо розчинний у гліцерині і нерозчинний у спирті та кетонах.

  Сульфат калієвої кислоти (також відомий як бісульфат калію), KHSO₄, він легко отримується шляхом реагування K₂SO₄ сірчаною кислотою. Утворює ромбічні піраміди, які плавляться при 197 ° С. Розчиняється в трьох частинах води при 0 ° С.

  Рішення веде себе так, як ніби два її конгенера, K₂SO₄ і Н₂SO₄, вони були присутні поруч без комбінування. Надлишок етанолу осаджує нормальний сульфат (з невеликим вмістом бісульфату) з надлишком залишкової кислоти.

  Поведінка розплавленої сухої солі аналогічна при нагріванні до декількох сотень градусів. Діє на силікати, титанати та ін. Так само, як сірчана кислота, яка нагрівається за межами своєї природної температури кипіння.

  Тому він часто використовується в аналітичній хімії як дезінтегруючий агент. При високих температурах вона знижується до сульфіду калію під дією окису вуглецю.

  Реактивність і небезпека

  Сульфат калію класифікується як стабільний, він може викликати серйозне роздратування шлунково-кишкового тракту, якщо його вживають у великих дозах. Речовина токсична для легенів і слизових оболонок. Повторне або тривале вплив речовини може призвести до пошкодження цих органів.

  Якщо з’єднання потрапляє в очі, слід перевірити та видалити контактні лінзи. Очі слід негайно промити великою кількістю води протягом принаймні 15 хвилин холодною водою.

  Контакт зі шкірою

  У разі контакту з шкірою, уражену ділянку необхідно негайно промити великою кількістю води протягом принаймні 15 хвилин, одночасно видаляючи забруднений одяг та взуття. Покриття роздратованої шкіри пом’якшувальним засобом.

  Вимийте одяг і взуття перед тим, як повторно використовувати їх. Якщо контакт важкий, змийте дезінфікуючим милом і накрийте шкіру, забруднену антибактеріальним кремом.

  Вдихання

  У разі інгаляції потерпілого слід перемістити в прохолодне місце. Якщо не дихати, необхідно призначати штучне дихання. Якщо дихання важке, виділіть кисень.

  Прийом всередину

  Якщо з’єднання проковтнуте, блювота не повинна бути викликана, якщо це не призначено медичним персоналом. Ослабте щільний одяг, наприклад, комір сорочки, ремінь або краватку.

  У всіх випадках необхідно негайно отримати медичну допомогу (Паспорт безпеки матеріалу Сульфат калію, 2013).

  Використання

  Сульфат калію використовується в основному в сільському господарстві як добриво. Вона також необхідна для виробництва квасцов.

  1- Сільське господарство

  Калій необхідний для виконання багатьох істотних функцій у рослин, таких як активація ферментативних реакцій, синтез білків, утворення крохмалю і цукрів, регулювання потоку води в клітинах і листях..

  Часто концентрації К в грунті занадто низькі для підтримки здорового росту рослин.

  Сульфат калію є прекрасним джерелом калієвого живлення для рослин. Калієва частина K₂SO₄ не відрізняється від інших поширених калійних добрив.

  Проте він також є цінним джерелом сірки, який вимагає синтезу білка та функції ферменту. Як і калій, сірка також може бути недостатньою для правильного росту рослин.

  Сульфат калію – тільки одна третина, розчинний як хлорид калію (KCl), тому він не так часто розчиняється для додавання через поливну воду, якщо немає додаткової потреби в сірці (Fertilizer Brokerage, 2016) ).

  Однак, однією з переваг сульфату калію є те, що він не є надзвичайно високим рН добривом.

  Хлорид калію, з іншого боку, трохи вище в рН і має тенденцію, коли використовується протягом часу, для підвищення рН і може бути оманливим для людей, які тільки дивляться на цей компонент, а потім не ставлять кальцій або вапняк для його контролю.

  Сульфат калію, завдяки сульфату, фактично не підвищить рН грунту. Це більш нейтральний рН, тому він є продуктом, який значно перевершує тільки появу рН.

  Багато грунтів, особливо дрібних садів, не потрібні. Але багато хто з більш масштабних сільськогосподарських операцій стикаються з потребою в сульфаті калію (Міжнародний інститут харчування рослин, С.Ф.).

  Частковий сольовий індекс K₂SO₄ нижче, ніж у деяких інших звичайних добривах K, тому додається менше загальної солоності на одиницю K.₂SO₄ менше однієї третини аналогічної концентрації розчину KCl (10 мілімолів на літр).

  Коли потрібні високі показники K₂SO₄, Агрономи зазвичай рекомендують застосовувати продукт в декількох дозах. Це допомагає запобігти накопиченню надлишку K рослиною, а також мінімізує можливе пошкодження солі.

  2. Виробництво квасцов

  Розчин сульфату алюмінію і розчин сульфату калію змішують для кристалізації і отримують новий клас солі, який називається сульфатом алюмінію калію К₂SO₄ · Al₂(SO₄)₃ · 24H₂Ця комплексна сіль зазвичай називають галуном.

  З точки зору композиції, вона утворена аддуктом двох простих солей, вона не є простою сумішшю двох солей, а з’єднанням тієї ж кристалічної структури. Різниця між комплексною сіллю і комплексом полягає в тому, що в твердому стані або розчині комплексна сіль представляє прості іони, без складних іонів.

  Галузі мають багато застосувань, але частково витісняються самим сульфатом алюмінію, який легко отримують, обробляючи бокситну руду сірчаною кислотою. Комерційне використання квасцов відбувається в основному за рахунок гідролізу іонів алюмінію, що призводить до осадження гідроксиду алюмінію.

  Ця хімічна речовина має декілька промислових застосувань. Папір розміром, наприклад, нанесенням гідроксиду алюмінію в проміжках волокон целюлози. Гідроксид алюмінію адсорбує суспендовані частинки у воді і, отже, є корисним флокулирующим агентом у водоочисних установках.

  При використанні в якості протрави (сполучного) при фарбуванні барвник закріплюється на бавовняних і інших тканинах, роблячи його нерозчинним. Галички також використовуються в маринуванні, в розпушувачі, в вогнегасниках і як в’яжучі речовини в медицині (Britannica, 2007).

  Список літератури

  1. Britannica, Т. Е. (12 квітня 2007 р.). Отримано з британиці: britannica.com.
  2. EMBL-EBI (28 липня 2014 р.). сульфат калію. Отримано з ebi.ac.uk: ebi.ac.uk.
  3. Торгівля добривами. (2016). Сульфат калію. Отримано з добрива: брокерство: fertiliserbrokerage.com.
  4. Міжнародний інститут харчування рослин. (S.F.). Сульфат калію. Отримано з ipni.net: ipni.net.
  5. Паспорт безпеки матеріалу Сульфат калію. (21 травня 2013 р.) Отримано з sciencelab: sciencelab.com.
  6. Національний центр біотехнологічної інформації . (25 березня 2017 р.). База даних PubChem Compound; CID = 24507 . Отримано з PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  7. Мозаїчна компанія. (2016). Сульфат калію. Отримано з урожаю: cropnutrition.com.
  8. Національна медична бібліотека ім. (8 листопада 2002 р.). Сульфат калію. Отримано з toxnet: toxnet.nlm.nih.gov.

  Сульфат калію (калій сірчанокислий)

  Сульфат калію це концентроване калійне добриво, до складу якого входять 50% калію, 18% сірки, 3% магнію і 0,4% кальцію. На вигляд це білий, іноді з сіруватим відтінком, кристалічний порошок. Сульфат калію не містить хлору та основні його властивості — це хороша розчинність у воді і те, що він при довгому зберіганні не злежується.

  Як використовувати сульфат калію?

  Використання сульфату калію з азотними і фосфатними добривами підсилює позитивний вплив на врожайність, а ось одночасне застосування з сечовиною, крейдою не рекомендується.

  Широке застосування в сільському господарстві сульфат калію як добриво отримав, тому що він:

  • підвищує вміст вітамінів і цукру в плодах;
  • позитивно впливає на обсяг і якість врожаю;
  • сприяє успішній зимівлі плодово-ягідних дерев і чагарників;
  • може використовуватися на різних ґрунтах (дерново-підзолистих, торф’яних, каштанових, сіроземних, кислих).

  Використовувати сульфат калію можна у відкритому і закритому (теплиці) грунті, а також для кімнатних рослин.

  При попаданні в грунт, калій, який входить до складу калійного добрива, переходить у ґрунтовий комплекс, який потім поглинається рослинами. На глинистих і суглинних грунтах сульфат калію закріплюється і майже не пересувається в нижні шари ґрунту, а на легких піщаних ґрунтах — рухливість калію висока. Тому, щоб забезпечити рослини калієм в достатній мірі, його намагаються вносити в той шар, де розташована основна маса коренів. У важких ґрунтах слід вносити калійне добриво восени на велику глибину, а в піщаних – навесні і не закладаючи їх глибоко. Наприклад, при посадці плодового дерева на глинистих і суглинних ґрунтах на дно посадкової ями необхідно внести сульфат калію разом з фосфорним добривом, так як подальше внесення у верхній шар ґрунту калійних добрив не дасть плодовому дереву необхідний рівень калійного живлення.

  Як застосовувати сульфат калію?

  Сульфат калію можна вносити двома способами:

  • навесні або восени під основний перекопуванні грунту;
  • як підживлення в період зростання.

  Застосування сульфату калію можливе для наступних груп рослин:

  • чутливих до хлору (винограду. картоплі, льону, тютюну, цитрусових);
  • сімейства хрестоцвітних (брукви, капусти, турнепсу, ріпи, редьки);
  • споживають багато сірки (бобові);
  • плодово-ягідних дерев і чагарників (аґрусу, вишні, сливи. груші, малини і яблуні).

  Дозування внесення такого добрива залежить від способу внесення та виду рослини:

  • при основному внесенні для суниці, томатів, огірків і квітів – 15-20г/м2, для капусти, буряків, моркви, картоплі – 25-30г/м2;
  • при посадці плодових дерев – 150-200г на посадкову яму;
  • для підживлення овочевих культур і суниці – 10-15г/м2, ягідних чагарників – 15-20г/м2 або зробивши з двох сторін поряд з рослинами борозенки глибиною 6-8см, вносять туди 50-100г/м2.

  Якщо підживлення здійснюється через систему поливу, то слід приготувати розчин сульфату калію з концентрацією 0,05-0,1%, для позакореневого підживлення обприскуванням в будь-яких системах розпилення 1-3% розчином, а для звичайного поливу розводять в 10 л води 30-40 г речовини, і цим розчином поливають 10-20 рослин.

  Сульфат калію не містить отруйних речовин і домішок, але при попаданні на шкіру, в очі або всередину може викликати подразнення слизових оболонок, випадки отруєння вкрай рідкісні, при дуже тривалому впливі.

  В садівництві сульфат калію використовується як добриво дуже часто, оскільки він не містить хлор і з нього добре засвоюється калій, необхідний для отримання продукції високої якості, зниження втрат врожаю при зберіганні, для високої стійкості до хвороб і шкідників.

  Сульфат калію — формула, властивості, отримання, застосування

  Метали першої підгрупи періодичної системи називають лужними. Ці речовини мають високу хімічну активність: взаємодіють з водою, галогенами, кислотами, утворюючи відповідні солі, більшість з яких мають важливе значення для різних галузей промисловості і сільського господарства.

  Наприклад, сульфат калію (формула K₂SO₄) — це добриво, що надає позитивний вплив на рослини.

  Опис речовини

  Це з’єднання було відоме ще в середні віки. Воно являє собою сіль калію і сірчаної кислоти.

  • Молярна маса (чисельно дорівнює відносній молекулярній масі) – 174,26 г/моль.
  • Густина – 2,66 г/см 3 .
  • Температура плавлення – 1069 °C.
  • Розчинність у воді – 12 г/100 г (при нормальних умовах).
  • Структурна формула (графічна будова) — ромбічна сингонія.

  Сингонія – певні елементи симетрії, що описують порядок і розташування атомів в молекулі.

  Сульфат калію (хімічна формула K₂SO₄) — це безбарвні кристали, добре розчинні у воді. У чистому вигляді (без домішок) в природі зустрічається рідко — є тільки кілька родовищ, розташованих в Польщі і США (Каліфорнія). Також в невеликих кількостях його виявляли і в Україні (Крим).

  Калію сульфат міститься у водах солоних озер. Домішки цієї речовини є в багатьох мінералах:

  • леоніт;
  • глазерит;
  • полігаліт, і деяких інших.

  Сірчанокислий калій не схильний до гідролізу. Він не розчиняється в спирті (C₂H₅OH – етанол) і в концентрованих лугах.

  Отримання сульфату калію

  Через те, що речовина в природі зустрічається рідко, але має велике промислове значення, методам отримання K₂SO₄ приділяється значна увага. Основні виробничі способи синтезу полягають в проведенні обмінних реакцій хлориду кальцію з солями сульфатної кислоти:

  Хімічно чисте з’єднання отримують впливом сульфатної кислоти на твердий хлорид:

  У лабораторіях користуються трохи іншими способами, що дозволяють отримати потрібне з’єднання.

  • Взаємодією оксиду і сульфатної кислоти: K₂O + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂O.
  • Впливом на луг розведеної кислоти: 2KOH + H₂SO4 → K₂SO₄ + 2H₂O.
  • Горінням сульфіду: K₂S + 2O₂ → K₂SO₄. Ця реакція окислення проводиться при високих температурах (500°C).
  • Взаємодія кислих солей з сірчаною кислотою (реакція витіснення): K₂CO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + CO₂ (газ) + H₂O.
  • Розкладання гідросульфату калію: 2KHSO₄ → K₂SO₄ + H₂O. Реакція протікає при температурі близько 240 °C.
  • При окисленні солі сірчистої кислоти: 4K₂SO₃ → K₂S + 3K₂SO₄. Реакція проводиться в умовах високих температур (близько 600°C).
  • Реакцією взаємодії діоксиду сірки з надпероксидом калію при температурі 100°C: KO₂ + SO₂ → R₂SO₄.
  • Окислення сірки біхроматом: S + K₂Cr₂O₇ → K₂SO₄ + Cr₂O₃. Реакція протікає при t = 1000 °C.
  • Окислення сульфіту перманганатом калію (марганцівка) і сульфатною кислотою: 5K₂SO₃ + 2KmNO₄ + 3H₂SO₄ → 6K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O.
  • Взаємодія сульфату амонію і гідроксиду калію: (NH₄)₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2NH₃ (газ) + 2H₂O.

  Існує досить велика кількість реакцій, в результаті яких буде утворюватися сірчанокислий калій (інша назва сполуки). Перевагою вибору того чи іншого методу буде хімічна чистота одержуваної речовини і економічна доцільність.

  Хімічна властивість

  З точки зору хімії, сульфат калію поводиться як типова середня сіль.

  Для нього характерні наступні реакції:

  • Взаємодіє з солями барію: BaCl₂ + K₂SO₄ → 2KCL + BaSO₄ (осад).
  • Реагує з кислотами: K₂SO₄ + H₂SO₄ → 2KHSO₄ (гідросульфат калію — кисла сіль).
  • Вступає в реакцію з ангідридом сульфатної кислоти (сульфатним газом — оксидом сірки з валентністю 6): K₂SO₄ + SO₃ → K₂S₂O₇ (піросульфат калію).
  • Бере участь в реакціях відновлення з утворенням сульфіду калію: K₂SO₄ + 4C → K₂S + 4CO (чадний газ), реакція проводиться при високій температурі (900°C); K₂SO₄ + 4H₂ → K₂S + 4H₂O — взаємодія протікає при t = 600 °C і за участю каталізатора, в якості якого використовується залізний сурик (тривалентний оксид заліза Fe₂O₃).

  Примітка: кислотний залишок SO₄ (сульфат-аніон — не плутати з CO₄) є двовалентним, тому, щоб правильно скласти рівняння реакцій потрібно цей момент враховувати — формула сірчанокислого калію пишеться як K₂SO₄, а не KSO₄.

  Промислове застосування

  Аграрна галузь – основний споживач калійної селітри (інша назва сполуки). Вона використовується як добриво для підгодівлі ґрунту. Цінність продукту полягає в його здатності:

  • прискорювати обмінні процеси в клітинах рослин;
  • покращувати їх опірність різним грибковим ураженням.

  Нестача калію (K) призводить до того, що у рослин порушується вуглеводний баланс. Це тягне за собою зменшення утворення крохмалю і цукрів, зниження стійкості рослин до захворювань.

  Визначити нестачу елемента можна і за зовнішніми ознаками:

  • Краї листя набувають жовтуватого забарвлення, втрачають свій природний колір і «вигоряють».
  • На нижній поверхні листя з’являються плями.
  • Стебло рослини стає млявим, пожухлим, крихким.
  • Сповільнюється зростання.
  • Знижується врожайність.
  • Погіршуються смакові якості плода.

  Причому недолік калію може виникнути через самі рослини: деякі з них занадто активно «витягають» його з ґрунту. У таких випадках внесення добрива – необхідність.

  Ще один варіант застосування сірчанокислого калію – як вихідна сировина при отриманні гідросульфату (KHSO₄). Це з’єднання потрібно в багатьох галузях промисловості:

  • Як складовий компонент флюсу в металургії.
  • При виробництві барвників (сульфуючий компонент).
  • В ювелірній справі (відбілювач).

  Незамінний він і для науки: хіміки-аналітики використовують KHSO₄, щоб перевести деякі сполуки в легкорозчинні форми.

  У країнах Європейського Союзу сульфат калію використовують як харчову добавку, біодобавку як регулятор кислотності (стабілізатор) при виробництві алкогольних напоїв, додають в дріжджові закваски при хлібопеченні і навіть іноді замінюють їм сіль в дієтичних продуктах.