碳酸鉀
鎖定
本詞條由“科普中國(guó)”百科科學(xué)詞條編寫與應(yīng)用工作項(xiàng)目 審核 。
碳酸鉀，白色結(jié)晶粉末。密度2.428g/cm3。熔點(diǎn)891℃，沸點(diǎn)時(shí)分解，相對(duì)分子量138.21。溶于水，水溶液呈堿性，不溶于乙醇、丙酮和乙醚。吸濕性強(qiáng)，暴露在空氣中能吸收二氧化碳和水分，轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟溻?，?yīng)密封包裝。水合物有一水物、二水物、三水物。碳酸鉀水溶液呈堿性。不溶于乙醇及醚。
中文名碳酸鉀英文名Potassium carbonate別 稱鉀堿化學(xué)式K2CO3
分子量138.21CAS登錄號(hào)584-08-7熔 點(diǎn)891 ℃沸 點(diǎn)333.6 °C
水溶性易溶于水密 度2.43g/cm3外 觀白色粉末或顆粒應(yīng) 用面食制品
危險(xiǎn)性符號(hào)Xn:Harmful危險(xiǎn)性描述ADI不作特殊規(guī)定危險(xiǎn)品運(yùn)輸編號(hào)3262
管制信息本品不受公安部門管制
理化性質(zhì)
碳酸鉀有無(wú)水物或含1.5分子的結(jié)晶品。無(wú)水物為白色粒狀粉末，結(jié)晶品為白色半透明小晶體或顆粒，無(wú)臭，有強(qiáng)堿味，相對(duì)密度2.428（19℃），熔點(diǎn)891℃，在水中溶解度為114.5g/l00mL(25℃)，在濕空氣中易吸濕潮解。溶于lmL水(25℃)和約0.7mL沸水，飽和水溶液冷卻后有玻璃狀單斜晶體水合物析出，相對(duì)密度2.043，在100℃時(shí)失去結(jié)晶水，10%水溶液的pH值約為11.6，不溶于乙醇和乙醚 。
呈酸性能
加于面制品中，能產(chǎn)生特殊風(fēng)味、色澤和韌性。本品為堿性劑 。
毒性
大鼠經(jīng)口LD50為1870mg/kg 。
應(yīng)用
我國(guó)《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB2760-2014)規(guī)定：可在面制食品中按生產(chǎn)需要適量使用。通常在制造面條、餛飩時(shí)適量加入，可賦予產(chǎn)品以特有的風(fēng)味、色澤和韌性(常與碳酸鈉等并用)。
碳酸鉀可用于玻璃、印染、肥皂、搪瓷、制備鉀鹽、合成氨脫羰，也用于彩色電視機(jī)工業(yè),主要用于食品中作膨松劑。
主要用于分析試劑。如高純分析、發(fā)射光譜分析等。也可用于硅酸鹽和不溶性硫酸鹽的助熔劑，有機(jī)液體的吸水劑及電鍍、化肥、照相行業(yè)。
用于玻璃、印染、肥皂、搪瓷、制備鉀鹽、合成氨脫羰，彩色電視機(jī)工業(yè),食品中作膨松劑;作氣體吸附劑、干粉滅火劑、橡膠防老劑等;用于已曝光的感光材料的沖洗加工。
用于電子工業(yè)顯像管玻殼的制造、化肥生產(chǎn)脫碳、鉀鹽制造，用作分析試劑、助熔劑，也用于各種鉀鹽的制備;用于分析試劑、基準(zhǔn)試劑及熔融硅酸鹽和不溶性硫酸鹽的助熔劑。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)中做干燥劑。其吸水能力中等，能形成帶兩個(gè)結(jié)晶水的碳酸鉀(K2CO3·2H2O），但是與水作用較慢。適用于干燥醇、酯等中性有機(jī)物以及一般的堿性有機(jī)物如胺、生物堿等。但不能作為酸類、酚類或其他酸性物質(zhì)的干燥劑。
堿性劑和面團(tuán)改良劑，且可抑制面條發(fā)酸，可用于面制食品，按生產(chǎn)需要適量使用。用于生產(chǎn)光學(xué)玻璃，可提高玻璃透明度、強(qiáng)度和折光系數(shù)。
溶解度
碳酸鉀在水中的溶解度
| 溫度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| 溶解度 | 107.0 | 109.0 | 110.0 | 114.0 | 117.0 | 126.0 | 139.0 | 156.0 |
制取方法
碳酸鉀的生產(chǎn)方法：碳酸鉀生產(chǎn)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，用沉淀、過(guò)濾的方法可加以分離。此法由于產(chǎn)品質(zhì)量低、不經(jīng)濟(jì)，且受原料來(lái)源限制而很少采用。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(jīng)浸取、過(guò)濾、蒸發(fā)、碳化，得碳酸氫鉀，再經(jīng)過(guò)濾、煅燒得產(chǎn)品。此法由于工藝流程長(zhǎng)等原因已被其他方法所取代。
電解法
將氯化鉀電解后得到的氫氧化鉀溶液，在碳化塔中以二氧化碳碳化。經(jīng)多效蒸發(fā)器蒸發(fā)、過(guò)濾得碳酸氫鉀，再經(jīng)煅燒制得產(chǎn)品。此法因原料易得、鉀利用率高、無(wú)三廢產(chǎn)生而得到廣泛應(yīng)用，但耗電較多。
離子交換法
用陽(yáng)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(jīng)多效蒸發(fā)、碳化、結(jié)晶、分離、煅燒得產(chǎn)品。此法產(chǎn)品質(zhì)量好，工藝流程短、適用于小規(guī)模生產(chǎn)。
生產(chǎn)方法
碳酸鉀生產(chǎn)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，用沉淀、過(guò)濾的方法可加以分離。此法由于產(chǎn)品質(zhì)量低、不經(jīng)濟(jì)，且受原料來(lái)源限制而很少采用。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(jīng)浸取、過(guò)濾、蒸發(fā)、碳化，得碳酸氫鉀，再經(jīng)過(guò)濾、煅燒得產(chǎn)品。此法由于工藝流程長(zhǎng)等原因已被其他方法所取代。
鑒別試驗(yàn)
10%試樣液的鉀試驗(yàn)(IT-27)和碳酸鹽試驗(yàn)(IT-11)呈陽(yáng)性。
含量分析
在一帶塞的已稱重稱量瓶中，精確稱取按"干燥失重"測(cè)定法獲得的干燥試樣1g，溶于50ml水中。加甲基紅試液(TS-149)2滴后，在不斷攪拌下用1mol/L鹽酸緩慢滴定至溶液變?yōu)闇\粉紅色。加熱此溶液至沸后冷卻，繼續(xù)滴定至沸騰后淺粉紅色不再消失為止。每mL 1mol/L鹽酸相當(dāng)于碳酸鉀(K2CO3)69.10mg。
質(zhì)量指標(biāo)分析：
1．砷：取試樣1g，小心地溶于約5ml稀鹽酸試液(TS-117)中，以此作為試樣液，按GT-3方法測(cè)定。
2．重金屬：取試樣1g，加水2ml和稀鹽酸試液(TS-117)6ml，煮沸1min后，用水稀釋至25ml。以此作為試樣液按GT-16方法測(cè)定。用含20μg鉛離子的對(duì)照液(溶液A)。
3．水不溶性物質(zhì)：取試樣1g溶于20ml水中，應(yīng)無(wú)殘?jiān)Ａ簟?br>4．鉛：取試樣1g，小心地溶于稀鹽酸試液約5ml中，以此作為試樣液，按GT-18方法測(cè)定：對(duì)照液中的鉛離子量取10μg。
5．干燥失重：精確稱取試樣約3g，按GT-19方法測(cè)定。條件為在180℃下干燥4h。
ACS級(jí)
項(xiàng)目名稱：ACS Grade（American Chemical SocietyGrade，美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）
| 項(xiàng)目（中文） | 項(xiàng)目（外文） | 結(jié)果 |
| 含量(K2CO3) | Assay | ≥99.0% |
| 水不溶物 | Insoluble matter | ≤0.01% |
| 氯化物(Cl) | Chloride | ≤0.003% |
| 磷酸鹽(PO4) | Phosphate | ≤0.001% |
| 二氧化硅（以SiO2計(jì)） | Silica | ≤0.005% |
| 硫化合物（以SO4計(jì)） | Sulfur compounds | ≤0.004% |
| 重金屬（以Pb計(jì)） | Heavy metals | ≤5ppm |
| 鐵(Fe) | Iron | ≤5ppm |
| 鈣(Ca) | Calcium | ≤0.005% |
| 鎂(Mg) | Magnesium | ≤0.002% |
| 鈉(Na) | Sodium | ≤0.02% |
| 基準(zhǔn)試劑 | PT | |
| 純度 | Assay | 99.95-100.05% |
| 貯存 | 密封干燥保存 |
化學(xué)實(shí)驗(yàn)中做干燥劑。其吸水能力中等，能形成帶兩個(gè)結(jié)晶水的碳酸鉀(K2CO3·2H2O），但是與水作用較慢。適用于干燥醇、酯等中性有機(jī)物以及一般的堿性有機(jī)物如胺、生物堿等。但不能作為酸類、酚類或其他酸性物質(zhì)的干燥劑。
性狀
基本性質(zhì)
白色顆?；蚍勰o(wú)氣味。有吸濕性。溶于水，溶于1份冷水、0.7份沸水，幾乎不溶于醇。水溶液呈強(qiáng)堿性(pH11.6)。低毒，半數(shù)致死量（大鼠，經(jīng)口）1.87g/kg。有刺激性。密度：2.29*10^3kg/m3。熔點(diǎn)：891℃。
純度標(biāo)準(zhǔn)
| 項(xiàng)目Item | 優(yōu)級(jí)純(GR) | 分析純(AR) | 化學(xué)純(CP) |
| 含量(K2CO3)：Assay%≥ | 99.5 | 99.0 | 98.0 |
| 澄清度試驗(yàn)Clarity | 合格 | 合格 | 合格 |
| 干燥失重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(jì)） Sulfur compounds,% ≤ | 0.003 | 0.002 | 0.01 |
| 總氮量(N)Total nitrogen,% ≤ | 0.001 | 0.001 | 0.01 |
| 磷酸鹽及硅酸鹽（以SiO2計(jì)） 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 |
應(yīng)用領(lǐng)域
無(wú)機(jī)工業(yè)用于制造酒石酸鉀鈉、鋁氟酸鉀、硫氰酸鉀、鈦白粉。醫(yī)藥工業(yè)用于制造長(zhǎng)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(yè)用于琺瑯?lè)叟渲?，以增?qiáng)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數(shù)。染料工業(yè)用于制造陰丹土林、分散紅3B、還原灰M等。印染工業(yè)用于還原染料的印染和冰染的拔白。橡膠工業(yè)用于制造4010防老劑。毛麻棉工業(yè)用于棉布煮煉和羊毛的脫脂。
碳酸鉀是重要的基本無(wú)機(jī)化工、醫(yī)藥、輕工原料之一，主要用于光學(xué)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、泡花堿、聚酯、炸藥、電鍍、制革、陶瓷、建材、水晶、鉀肥皂及藥物的生產(chǎn)。用作氣體吸附劑，干粉滅火劑，橡膠防老劑。還用于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(shù)的不斷開(kāi)發(fā)，碳酸鉀在洗滌助劑和味精、食品等領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨擴(kuò)大。
碳酸鉀主要用于制造鉀玻璃、鉀肥皂和其他無(wú)機(jī)化學(xué)品，以及用于脫除工業(yè)氣體中的硫化氫和二氧化碳，也用于電焊條、油墨制造、印染工業(yè)等方面。
林海球