Формула сульфата калия в химии

Формула сульфата калия в химии

Содержание
  1. Определение и формула сульфата калия
  2. История
  3. Физические и химические свойства
  4. История
  5. Нахождение в природе
  6. Химическая формула сульфата калия
  7. Физические свойства
  8. Получение
  9. Влияние на сельскохозяйственные культуры
  10. Промышленное применение
  11. Примеры решения задач
  12. Применение
  13. Еще тесты
  14. Сведения о безопасности
  15. внешняя ссылка
  16. Примечания

Сульфат калия

Определение и формула сульфата калия

Термически устойчив (температура плавления 1074oC, кипения – свыше 2000oC).

Сульфат калия. Внешний вид и формула

Рис. 1. Сульфат калия. Внешний вид.

Хорошо растворяется в воде (не гидролизуется). Кристаллогидратов не образует. Нерастворим в растворах концентрированных растворах щелочей или чистом этаноле. Восстанавливается водородом и углеродом.

История

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.

Физические и химические свойства

Чистое вещество – бесцветные кристаллы плотностью 2,66 г/см3. Температура плавления – +1074°C, температура кипения – +2000°C.

Физические характеристики

  • Растворимость в воде (г в 100г):
    • при 0°C – 7,35,
    • при +20°C – 11,1,
    • при +40°C – 14,8,
    • при + 100°C – 24,2.
  • Температура кипения насыщенного раствора (24,3 г K2SO4 в 100 г воды) –; +101,4°C.[7]

Сегодня промышленность выпускает три типа сернокислого калия: химически чистый, чистый для анализа и чистый. Массовая доля сернокислого калия соответственно 99, 98 и 97 %.

Массовая доля нерастворимых в воде веществ – не более 0,005, 0,010 и 0,020% соответственно.

Уровень РН раствора препаратов с массовой долей 5 % для всех типов сернокислого калия – 5,5–8.

Содержание различных примесей нормируется в зависимости от типа удобрения следующим образом: нитратов – от 0,001 до 0,004 %, аммонийных солей – от 0,001 до 0,004 %, хлоридов – от 0,0005 до 0,0020 %, железа – от 0,0002 до 0,0010 %, мышьяка – от 0,00005 до 0,00040 %, натрия – 0,05 – 0,15%, кальция – от 0,005 до 0,020 %, тяжелых металлов – от 0,0005 до 0,0020 %.[2]

Калий сернокислый не гигроскопичен, не слеживается.[6]

История

Сульфат калия (K 2 SO 4 ) известен с начала 14 века. Его изучали Глаубер , Бойль и Тахениус. В 17 веке его называли arcanuni или sal duplicatum , так как это была комбинация кислой соли с щелочной солью. Он был также известен как купоросный зубной камень и соль Глейзера или sal polychrestum Glaseri в честь химика-фармацевта Кристофера Глейзера, который приготовил его и применил в медицинских целях.

Известный как arcanum duplicatum («двойной секрет») или panacea duplicata в современной медицине , он был приготовлен из остатков ( caput mortuum ), оставшихся от производства aqua fortis (азотная кислота, HNO 3 ) из нитра (нитрат калия, KNO 3 ) и купоросное масло (серная кислота, H 2 SO 4 ) по процессу Глаубера :

2 KNO 3 + H 2 SO 4 → 2 HNO 3 + K 2 SO 4

Остаток растворяли в горячей воде, фильтровали и упаривали до кутикулы. Затем его оставили кристаллизоваться. Его использовали как мочегонное и потогонное средство .

По словам Чемберса игровой Энциклопедии , рецепт был куплен за пятьсот талеров по Чарльзу Фредерик, герцога Гольштейн-Готторпский . Шредер, врач герцога, прекрасно описал его применение в ипохондрических случаях, при длительных и перемежающихся лихорадках , камнях, цинге и многом другом.

Нахождение в природе

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

Химическая формула сульфата калия

Химическая формула сульфата калия K2SO4. Она показывает, что в состав данной молекулы входят один атома калия (Ar = 39 а.е.м.), один атом серы (Ar = 32 а.е.м.) и четыре атома кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу сульфата калия:

Mr(K2SO4) = Ar(K) + Ar(S) + 4×Ar(O);

Mr(K2SO4) = 39 + 32 + 4×16 = 58 + 64 = 174

Физические свойства

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.

Вкус горько-солёный.

Сульфат калия

Получение

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:

  • Каинит — MgSO4·KCl·H2O
  • Глазерит — 2K2SO4·Na2SO4
  • Шёнит — K2SO4·MgSO4·6H2O
  • Леонит — K2SO4·MgSO4·4H2O
  • Лангбейнит — K2SO4·2MgSO4
  • Полигалит — K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O
  • Сингенит — K2SO4·CaSO4·H2O

Промышленные методы получения основаны на обменных реакциях KCl с различными сульфатами и в результате сульфат калия, как правило, сильно загрязнён побочными продуктами:

2KCl+2MgSO4⇄K2SO4⋅MgSO4+MgCl2{displaystyle {mathsf {2KCl+2MgSO_{4}rightleftarrows K_{2}SO_{4}cdot MgSO_{4}+MgCl_{2}}}}{displaystyle {mathsf {2KCl+2MgSO_{4}rightleftarrows K_{2}SO_{4}cdot MgSO_{4}+MgCl_{2}}}}K2SO4⋅MgSO4+2KCl⇄2K2SO4+MgCl2{displaystyle {mathsf {K_{2}SO_{4}cdot MgSO_{4}+2KClrightleftarrows 2K_{2}SO_{4}+MgCl_{2}}}}{displaystyle {mathsf {K_{2}SO_{4}cdot MgSO_{4}+2KClrightleftarrows 2K_{2}SO_{4}+MgCl_{2}}}}2KCl+Na2SO4⇄K2SO4+2NaCl{displaystyle {mathsf {2KCl+Na_{2}SO_{4}rightleftarrows K_{2}SO_{4}+2NaCl}}}{displaystyle {mathsf {2KCl+Na_{2}SO_{4}rightleftarrows K_{2}SO_{4}+2NaCl}}}2KCl+CaSO4⋅2H2O⇄K2SO4+CaCl2+2H2O{displaystyle {mathsf {2KCl+CaSO_{4}cdot 2H_{2}Orightleftarrows K_{2}SO_{4}+CaCl_{2}+2H_{2}O}}}{displaystyle {mathsf {2KCl+CaSO_{4}cdot 2H_{2}Orightleftarrows K_{2}SO_{4}+CaCl_{2}+2H_{2}O}}}2KCl+FeSO4⇄K2SO4+FeCl2{displaystyle {mathsf {2KCl+FeSO_{4}rightleftarrows K_{2}SO_{4}+FeCl_{2}}}}{displaystyle {mathsf {2KCl+FeSO_{4}rightleftarrows K_{2}SO_{4}+FeCl_{2}}}}

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

2KCl+H2SO4→>100oCK2SO4+2HCl↑{displaystyle {mathsf {2KCl+H_{2}SO_{4}{xrightarrow {>100^{o}C}}K_{2}SO_{4}+2HCluparrow }}}{displaystyle {mathsf {2KCl+H_{2}SO_{4}{xrightarrow {>100^{o}C}}K_{2}SO_{4}+2HCluparrow }}}

Прокаливанием с углём минерала лангбейнита:

K2SO4⋅2MgSO4+2C→>TK2SO4+2Mg↓+2CO2↑+2SO2↑{displaystyle {mathsf {K_{2}SO_{4}cdot 2MgSO_{4}+2C{xrightarrow {>T}}K_{2}SO_{4}+2Mgdownarrow +2CO_{2}uparrow +2SO_{2}uparrow }}}{displaystyle {mathsf {K_{2}SO_{4}cdot 2MgSO_{4}+2C{xrightarrow {>T}}K_{2}SO_{4}+2Mgdownarrow +2CO_{2}uparrow +2SO_{2}uparrow }}}

В лабораторной практике применяют следующие методы:

  • из оксида калия:

K2O+H2SO4→K2SO4+H2O{displaystyle {mathsf {K_{2}O+H_{2}SO_{4}{xrightarrow {}}K_{2}SO_{4}+H_{2}O}}}{displaystyle {mathsf {K_{2}O+H_{2}SO_{4}{xrightarrow {}}K_{2}SO_{4}+H_{2}O}}}

  • вытеснением из слабых или неустойчивых кислот:

K2CO3+H2SO4→K2SO4+CO2↑+H2O{displaystyle {mathsf {K_{2}CO_{3}+H_{2}SO_{4}{xrightarrow {}}K_{2}SO_{4}+CO_{2}uparrow +H_{2}O}}}{displaystyle {mathsf {K_{2}CO_{3}+H_{2}SO_{4}{xrightarrow {}}K_{2}SO_{4}+CO_{2}uparrow +H_{2}O}}}

  • из щёлочи и разбавленной кислоты:

2KOH+H2SO4→K2SO4+2H2O{displaystyle {mathsf {2KOH+H_{2}SO_{4}{xrightarrow {}}K_{2}SO_{4}+2H_{2}O}}}{displaystyle {mathsf {2KOH+H_{2}SO_{4}{xrightarrow {}}K_{2}SO_{4}+2H_{2}O}}}

  • из гидросульфата калия:

2KHSO4→240oCK2SO4+H2SO4{displaystyle {mathsf {2KHSO_{4}{xrightarrow {240^{o}C}}K_{2}SO_{4}+H_{2}SO_{4}}}}{displaystyle {mathsf {2KHSO_{4}{xrightarrow {240^{o}C}}K_{2}SO_{4}+H_{2}SO_{4}}}}KHSO4+KOH→K2SO4+H2O{displaystyle {mathsf {KHSO_{4}+KOH{xrightarrow {}}K_{2}SO_{4}+H_{2}O}}}{displaystyle {mathsf {KHSO_{4}+KOH{xrightarrow {}}K_{2}SO_{4}+H_{2}O}}}2KHSO4+KCl→500oCK2SO4+HCl↑{displaystyle {mathsf {2KHSO_{4}+KCl{xrightarrow {500^{o}C}}K_{2}SO_{4}+HCluparrow }}}{displaystyle {mathsf {2KHSO_{4}+KCl{xrightarrow {500^{o}C}}K_{2}SO_{4}+HCluparrow }}}

  • окислением сульфида калия:

K2S+2O2→>500oCK2SO4{displaystyle {mathsf {K_{2}S+2O_{2}{xrightarrow {>500^{o}C}}K_{2}SO_{4}}}}{displaystyle {mathsf {K_{2}S+2O_{2}{xrightarrow {>500^{o}C}}K_{2}SO_{4}}}}

  • из надперекиси калия:

2KO2+S→140oCK2SO4{displaystyle {mathsf {2KO_{2}+S{xrightarrow {140^{o}C}}K_{2}SO_{4}}}}{displaystyle {mathsf {2KO_{2}+S{xrightarrow {140^{o}C}}K_{2}SO_{4}}}}2KO2+SO2→100oCK2SO4+O2↑{displaystyle {mathsf {2KO_{2}+SO_{2}xrightarrow {100^{o}C} K_{2}SO_{4}+O_{2}uparrow }}}{displaystyle {mathsf {2KO_{2}+SO_{2}xrightarrow {100^{o}C} K_{2}SO_{4}+O_{2}uparrow }}}

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

4K2SO3→600oCK2S+3K2SO4{displaystyle {mathsf {4K_{2}SO_{3}{xrightarrow {600^{o}C}}K_{2}S+3K_{2}SO_{4}}}}{displaystyle {mathsf {4K_{2}SO_{3}{xrightarrow {600^{o}C}}K_{2}S+3K_{2}SO_{4}}}}

Окисление серы бихроматом калия:

K2Cr2O7+S→800−1000oC Cr2O3+K2SO4{displaystyle {mathsf {K_{2}Cr_{2}O_{7}+S{xrightarrow {800-1000^{o}C}} Cr_{2}O_{3}+K_{2}SO_{4}}}}{displaystyle {mathsf {K_{2}Cr_{2}O_{7}+S{xrightarrow {800-1000^{o}C}} Cr_{2}O_{3}+K_{2}SO_{4}}}}

Взаимодействием сульфата аммония и гидроксид калия:

(NH4)2SO4+2KOH→K2SO4+2NH3↑+2H2O{displaystyle {mathsf {(NH_{4})_{2}SO_{4}+2KOHrightarrow K_{2}SO_{4}+2NH_{3}uparrow +2H_{2}O}}}{displaystyle {mathsf {(NH_{4})_{2}SO_{4}+2KOHrightarrow K_{2}SO_{4}+2NH_{3}uparrow +2H_{2}O}}}

Влияние на сельскохозяйственные культуры

Сернокислый калий положительно влияет на все культуры. Максимальный положительный эффект наблюдается на хлорофобных культурах: картофеле, гречихе, луке, огурцах, табаке.[1]

Промышленное применение

Аграрная отрасль — основной потребитель калийной селитры (другое название соединения). Оно используется в качестве удобрения для подкормки почвы. Ценность продукта заключается в его способности ускорять обменные процессы в клетках растений, улучшать их сопротивляемость различным грибковым поражениям.

Недостаток калия (K) приводит к тому, что у растений нарушается углеводный баланс, это влечет за собой уменьшение образования крахмала и сахаров, снижение устойчивости растений к заболеваниям. Определить нехватку элемента можно и по внешним признакам:

Сульфат калия
  1. Края листьев приобретают желтоватую окраску, теряют свой естественный цвет и «выгорают».
  2. На нижней поверхности листьев появляются пятна.
  3. Стебель растения становится безжизненным, пожухлым, хрупким.
  4. Замедляется рост.
  5. Снижается урожайность.
  6. Ухудшаются вкусовые качества плода.

Причем недостаток K может возникнуть из-за самих растений: некоторые из них слишком активно «вытягивают» его из почвы. В таких случаях внесение удобрения — необходимость.

Еще один вариант применения сернокислого калия — в качестве исходного сырья при получении гидросульфата (KHSO4). Это соединение требуется во многих отраслях промышленности:

Вносить удобрения
  1. Как составной компонент флюса в металлургии.
  2. При производстве красителей (сульфирующий компонент).
  3. В ювелирном деле (отбеливатель).

Незаменим он и для науки: химики-аналитики используют KHSO4, чтобы перевести некоторые соединения в легкорастворимые формы.

В странах Европейского союза сульфат калия используют как пищевую добавку биодобавку — регулятор кислотности (стабилизатор) при производстве алкогольных напитков, добавляют в дрожжевые закваски при хлебопечении и даже иногда заменяют им соль в диетических продуктах.

Доска почета

Чтобы сюда попасть — пройдите тест

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Применение

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.

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. В Европейском союзе допущен в качестве использования как пищевая добавка E515.

Сульфат калия

Еще тесты

  • Анатомия
  • Английский язык
  • Астрономия
  • Биология
  • Физика
  • История
  • Педсовет
  • Естествознание
  • Финансы и кредит
  • Правоведение
  • Товароведение
  • Экономика
  • Социология
  • Маркетинг
  • Обществознание
  • Культурология
  • Математика
  • Философия
  • Литература
  • Психология
  • Политология
  • Делопроизводство
  • Бухгалтерия
  • ОБЖ
  • Орфография
  • География
  • Биографии
  • Пунктуация
  • Краткие содержания
  • Химия
  • Русский язык
  • Менеджмент

Сведения о безопасности

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

внешняя ссылка

  • mindat.org: Арканит
  • вебминерал: Арканит

Примечания

modif.png Эта страница в последний раз была отредактирована 19 июня 2021 в 07:27.

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

Комментариев нет, будьте первым кто его оставит