碳酸钾是一种无机物,化学式为K2CO3,分子量为138.206,呈白色结晶粉末,密度2.428g/cm3,熔点891℃。易溶于水,水溶液呈碱性,不溶于乙醇、丙酮和乙醚。吸湿性强,暴露在空气中能吸收二氧化碳和水分,转变为碳酸氢钾,应密封包装。
中文名碳酸钾
外文名Potassium carbonate
别名钾碱
化学式K2CO3
分子量138.206
熔点891
水溶性易溶于水
密度2.428
外观白色结晶性粉末
闪点111
应用面食制品
安全性描述S26;S36;S37/39
危险性符号Xn
危险性描述R22;R36/37/38
UN危险货物编号3262
管制信息本品不受公安部门管制
计算化学数据1、疏水参数计算参考值(XlogP):无
2、氢键供体数量:0
3、氢键受体数量:3
4、可旋转化学键数量:0
5、互变异构体数量:0
6、拓扑分子极性表面积:63.2
7、重原子数量:6
8、表面电荷:0
9、复杂度:18.8
10、同位素原子数量:0
11、确定原子立构中心数量:0
12、不确定原子立构中心数量:0
13、确定化学键立构中心数量:0
14、不确定化学键立构中心数量:0
15、共价键单元数量:3
毒性大鼠经口LD50为1870mg/kg。
制取方法碳酸钾的生产方法:碳酸钾生产有草木灰法、吕布兰法、电解法、离子交换法等。常用的是电解法和离子交换法。
草木灰法草木灰法是最古老的方法,即从各种植物壳(如棉籽壳、茶子壳、桐子壳、葵花子壳)烧成的草木灰中提取。草木灰中含有碳酸钾、硫酸钾、氯化钾等可溶性盐,用沉淀、过滤的方法可加以分离。此法由于产品质量低、不经济,且受原料来源限制而很少采用。吕布兰法是将硫酸钾与煤粉、石灰混合,还原焙烧,得黑灰(含碳酸钾、硫化钙等烧成物),经浸取、过滤、蒸发、碳化,得碳酸氢钾,再经过滤、煅烧得产品。此法由于工艺流程长等原因已被其他方法所取代。
电解法将氯化钾电解后得到的氢氧化钾溶液,在碳化塔中以二氧化碳碳化。经多效蒸发器蒸发、过滤得碳酸氢钾,再经煅烧制得产品。此法因原料易得、钾利用率高、无三废产生而得到广泛应用,但耗电较多。
离子交换法用阳离子交换树脂与氯化钾交换。再用碳酸氢铵洗脱成碳酸氢钾稀溶液,经多效蒸发、碳化、结晶、分离、煅烧得产品。此法产品质量好,工艺流程短、适用于小规模生产。
鉴别试验10%试样液的钾试验(IT-27)和碳酸盐试验(IT-11)呈阳性。
含量分析在一带塞的已称重称量瓶中,精确称取按"干燥失重"测定法获得的干燥试样1g,溶于50mL水中。加甲基红试液(TS-149)2滴后,在不断搅拌下用1mol/L盐酸缓慢滴定至溶液变为浅粉红色。加热此溶液至沸后冷却,继续滴定至沸腾后浅粉红色不再消失为止。每毫升1mol/L盐酸相当于碳酸钾(K2CO3)69.10mg。
质量指标分析:
1.砷:取试样1g,小心地溶于约5mL稀盐酸试液(TS-117)中,以此作为试样液,按GT-3方法测定。
2.重金属:取试样1g,加水2mL和稀盐酸试液(TS-117)6mL,煮沸1min后,用水稀释至25mL。以此作为试样液按GT-16方法测定。用含20μg铅离子的对照液(溶液A)。
3.水不溶性物质:取试样1g溶于20mL水中,应无残渣剩留。
4.铅:取试样1g,小心地溶于稀盐酸试液约5mL中,以此作为试样液,按GT-18方法测定:对照液中的铅离子量取10μg。
5.干燥失重:精确称取试样约3g,按GT-19方法测定。条件为在180℃下干燥4h。
应用领域无机工业用于制造酒石酸钾钠、铝氟酸钾、硫氰酸钾、钛白粉。医药工业用于制造长效磺胺、黄体酮、可的松、知阿可尔、苯甲酸雌二醇等药。玻搪工业用于珐琅粉配制,以增强其流平性,加入玻璃中起助熔作用,并提高玻璃透明度和折光系数。染料工业用于制造阴丹土林、分散红3B、还原灰M等。印染工业用于还原染料的印染和冰染的拔白。橡胶工业用于制造4010防老剂。毛麻棉工业用于棉布煮炼和羊毛的脱脂。
碳酸钾是重要的基本无机化工、医药、轻工原料之一,主要用于光学玻璃、电焊条、电子管、电视显像管、灯泡、印染、染料、油墨、照相药品、泡花碱、聚酯、炸药、电镀、制革、陶瓷、建材、水晶、钾肥皂及药物的生产。用作气体吸附剂,干粉灭火剂,橡胶防老剂。还用于脱除化肥合成气中二氧化碳。也可用作含钾肥料。随着高新技术的不断开发,碳酸钾在洗涤助剂和味精、食品等领域的应用也日趋扩大。
碳酸钾主要用于制造钾玻璃、钾肥皂和其他无机化学品,以及用于脱除工业气体中的硫化氢和二氧化碳,也用于电焊条、油墨制造、印染工业等方面。
相关研究与传统的浸渍法相比,机械混合法操作简单,具有更高的水转化率、碳转化率、合成气产率、氢气产率,且气化气中合成气的占比更高。
在生物焦催化气化过程中存在饱和K2CO3添加量,水蒸气气化反应活性越低的生物焦的K2CO3饱和添加量越高。在不添加和低K2CO3添加量的条件下,生物焦的气化性能主要取决于其原料的特性,而随着K2CO3添加量的增加,原料气化性能的差异逐渐弱化,K2CO3的催化作用占据主导,当添加量大于所有原料的饱和添加量之后,生物焦原料的差异性不再成为生物焦气化反应性能的影响因素。
在饱和K2CO3添加量下,落叶松焦炭最高的水转化率和碳转化率可分别达到96%和72%,最高的合成气产率和氢气产率分别为每千克生物焦1268g和105g,分别是相同反应条件下未添加K2CO3反应体系的4.7倍和2.1倍。在显著改善生物焦的水蒸气气化活性的同时兼顾反应的经济性,质量分数1.25%~5%是较佳的K2CO3添加量。[1]
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