Новости Нефтегазовая пром.
Выставки Наука и технология


Сульфат калия

Сульфат калия


Сульфат калия

Сульфат калия
Сульфат калия
Сульфат калия
Систематическое
наименование
сульфат калия
Традиционные названиясернокислый калий
Хим. формулаK2SO4
Состояниебелое кристаллическое вещество
Молярная масса174.259 г/моль
Плотность2.66 г/см³
Т. плав.1069 °C
Т. кип.1689 °C
Т. всп.негорюч °C
Мол. теплоёмк.131,4 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования−1437,7 кДж/моль
Растворимость в воде

(20 °C) 11.1 г/100 мл


(25 °C) 12 г/100 мл


(100 °C) 24 г/100 мл
Растворимость в остальных веществахслабо растворим в глицерине, нерастворим в ацетоне, спирте, CS2
Кристаллическая структураромбическая
ГОСТГОСТ 4568-95 ГОСТ 4145-74
Рег. номер CAS7778-80-5
PubChem
Рег. номер EINECS231-915-5
SMILES
InChI
Кодекс АлиментариусE515(i)
RTECSTT5900000
ChEBI32036
ChemSpider
ЛД506600 мг/кг
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.


Сульфат калия — неорганическое соединение. Химическая формула K2SO4.



Сульфат калия

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.

Нахождение в природе

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

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
 K2SO4 ⋅ MgSO4  + 2KCl ⇄ 2K2SO+ MgCl2
 2KCl + Na2SO4K2SO4+ 2NaCl
 2KCl+ CaSO4 ⋅ 2H2O ⇄ K2SO4 + CaCl2 + 2H2O
 2KCl + FeSO4K2SO4 + FeCl2

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

 2KCl + H2SO4>100oC K2SO4 + 2HCl↑

Прокаливанием с углём минерала лангбейнита:

 K2SO4 ⋅ 2MgSO4 + 2C →>T K2SO4 + 2Mg↓ + 2CO2↑ + 2SO2

В лабораторной практике применяют следующие методы:

  • из оксида калия:
 K2O + H2SO4 → K2SO4 + H2O
  • вытеснением из слабых или неустойчивых кислот:
 K2CO3 + H2SO4 → K2SO4 + CO2↑ + H2O
  • из щёлочи и разбавленной кислоты:
 2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O
  • из гидросульфата калия:
 2KHSO4240oC K2SO4 + H2SO4 
 KHSO4 + KOH → K2SO4 + H2O
 2KHSO4 + KCl →500oC K2SO4 + HCl↑
  • окислением сульфида калия:
 K2S + 2O2>500oC K2SO4
  • из надперекиси калия:
 2KO2 + S →140oC K2SO4
 2KO+ SO2100oC K2SO4 + O2 

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

 4K2SO3600oC K2S + 3K2SO4 

Окисление серы бихроматом калия:

 K2Cr2O7 + S →800−1000oC  Cr2O3 + K2SO4

Взаимодействием сульфата аммония и гидроксид калия:

 (NH4)2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2NH3↑ + 2H2O
Сульфат калия

Химические свойства

Как соль двухосновной кислоты образует кислые соли:

 K2SO4 + H2SO4 ⇄ 2KHSO4

Как все сульфаты взаимодействует с растворимыми соединениями бария:

 K2SO4 + BaCl2 → 2KCl + BaSO4

Восстанавливается до сульфида:

 K2SO4 + 4H2600oC,Fe2O3 K2S + 4H2O
 K2SO4 + 4C →900oC K2S + 4CO

С оксидом серы образует пиросульфат:

 K2SO4+ SO3 → K2S2O7

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

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.