Гидроксид калия получение. Гидроокись калия. Реакции с кислотами

Дата написания: 26.04.2023

Время на чтение: 14 минут

представляет собой бесцветные, очень гигроскопичные кристаллы, но гигроскопичность меньше, чем у гидроксида натрия , хорошо растворяется в воде (выделяет большое количество тепла), этаноле, метаноле, не растворим в диэтиловом эфире. Является сильным основанием, относится к щелочам. Водные растворы имеют сильнощелочную реакцию.
Плотность 2,044 г/см³. Температура плавления 380° C, температура кипения 1327° C.

Технический гидрат окиси калия (кали едкое) получают диафрагменным электролизом раствора хлористого калия, обычно с применением ртутных катодов, что дает продукт высокой чистоты, не содержащий примеси хлоридов.

Гидрокись калия применяется для производства удобрений, синтетического каучука, пластмасс, электролитов для аккумуляторов, реактивов, ксантогенатов, для выщелачивания отливок стального литья, для поддержания в заданных пределах щелочности буровых растворов, в производстве биодизельного топлива в качестве катализатора, используется в фармацевтической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки (регулятор кислотности) E525.
Также используется для получения метана, поглощения кислотных газов и обнаружения некоторых катионов в растворах.
Его применяют в производстве жидких мыл, как исходный продукт для получения различных солей калия и т. д.
В циркониевом производстве используется для получения обесфторенной гидроокиси циркония.
В сфере промышленной мойки продукты на основе гидроксида калия, нагретые до 50-60° C, применяются для очистки изделий из нержавеющей стали от жира и других масляных веществ, а также остатков механической обработки.
Используется в качестве электролита в щелочных (алкалиновых) батарейках.

Физико-химические показатели гидроксида калия ГОСТ 9285-78:

Наименование показателя	Норма для марки и сорта
	Твердый		Жидкий
	Высший	Первый	Высший	Первый
Внешний вид	Чешуйки зеленого, сиреневого или серого цвета	Чешуйки или плав зеленого, сиреневого или серого цвета	Раствор голубого, зеленого или серого цвета, допускается осадок
Массовая доля едких щелочей (KOH + NaOH) в пересчете на KOH, %, не менее	95,0	95,0	54,0	52,0
Массовая доля углекислого калия (K 2 CO 3), %, не более	1,4	1,5	0,4	0,8
Массовая доля хлоридов в пересчете на Cl - , %, не более	0,7	0,7	0,7	0,8
Массовая доля сульфатов (SO 4 2-), %, не более	0,025	0,05	0,03	0,1
Массовая доля железа (Fe 2+), %, не более	0,03	0,03	0,004	0,01
Массовая доля хлорноватистого калия (KClO 3), %, не более	0,1	0,2	0,15	0,3
Массовая доля кремния (Si), %, не более	0,01	0,02	0,015	-
Массовая доля натрия в пересчете на NaOH, %, не более	1,5	2,0	1,7	2,0
Массовая доля кальция (Ca 2+), %, не более	0,01	0,01	0,005	-
Массовая доля алюминия (Al 3+), %, не более	0,003	0,005	0,003	-
Массовая доля нитратов и нитритов в пересчете на азот (N), %, не более	0,003	0,003	0,003	-

Требование безопасности гидроксида калия.
Гидрат окиси калия негорюч и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам 2-го класса.

Степень токсичности	2
Основные свойства и виды опасности
Основные свойства	Твердый продукт - чешуйки или плав зеленого, сиреневого или серого цвета, жидкий - раствор голубого, зеленого или серого цвета, допускается выкристаллизованный осадок. Гигроскопичный продукт, хорошо растворим в воде и спирте; быстро поглощает углекислоту и воду из воздуха и постепенно переходит в углекислый калий.
Взрыво- и пожароопасность	Негорюч, взрывобезопасен.
Опасность для человека	Едкое вещество, при попадании на кожу и слизистые оболочки, особенно глаза, вызывает тяжелые химические ожоги и хронические заболевания кожных покровов. Особенно опасно попадание в глаза. В виде раствора или пыли прижигающе на кожные покровы и слизистые оболочки. Опасно при вдыхании, попадании на кожу и в глаза. Кашель, стеснение в груди, насморк, слезотечение, ожог кожи, отек век, резкое покраснение конъюнктивы, поражение радужной оболочки. Химический ожог.
Средства индивидуальной защиты	Изолирующий защитный костюм КИХ-5 в комплекте с изолирующим противогазом ИП-4М или защитный общевойсковой костюм Л-1 или Л-2 в комплекте с промышленным противогазом с патроном В, перчатки из дисперсии бутилкаучука, специальная обувь. При малых концентрациях в воздухе (при повышении ПДК до 100 раз) - спецодежда, автономный защитный индивидуальный комплект с принудительной подачей в зону дыхания очищенного воздуха с патронами ПЗУ, ПЗ-2, фильтрующий респиратор "ФОРТ-П", универсальный респиратор "Снежок-КУ-М", защитные очки.
Необходимые действия в аварийных ситуациях
Общего характера	Отвести вагон в безопасное место. Изолировать опасную зону в радиусе не менее 50 м. Откорректировать указанное расстояние по результатам химразведки. Удалить посторонних. В опасную зону входить в защитных средствах. Пострадавшим оказать первую помощь.
При утечке, разливе и россыпи	Сообщить в ЦСЭН. Не прикасаться к просыпанному веществу. Просыпания оградить земляным валом, засыпать сухим инертным материалом, собрать в защищенные от коррозии сухие емкости, герметично закрыть.
При пожаре	Надеть полную защитную одежду. Не использовать воду. Тушить только порошковыми средствами, сухим песком, содой кальцинированной.
Нейтрализация	Россыпь засыпать сухим песком, собрать в сухие, защищенные от коррозии емкости с соблюдением мер предосторожности. Место россыпи промыть большим количеством воды с максимального расстояния, обваловать и не допускать попадания вещества в поверхностные воды. Промытые поверхности подвижного состава и территории обработать слабым раствором кислоты.
Меры первой помощи	При попадании на кожные покровы следует немедленно промыть большим количеством воды, затем пораженный участок обработать 1-2%-ным раствором борной кислоты. При попадании в глаза необходимо немедленно и длительно промыть их обильной струей воды, затем 1-2%-ным раствором борной кислоты. Тереть глаза не следует. После оказания первой помощи необходимо обратиться в лечебное учреждение.

Упаковка, транспортировка и хранение.
Раствор гидрата окиси калия заливают в чистые стальные контейнеры или бочки вместимостью 100, 200 и 275 дм³. Твердый гидрат окиси калия упаковывают в чистые сухие стальные барабаны вместимостью 50-180 дм³. Продукт в виде чешуек допускается упаковывать в стальные барабаны вместимостью 50-180 дм³ с полиэтиленовыми вкладышами или в полиэтиленовые мешки.
Гидрат окиси калия транспортируют железнодорожным, автомобильным и водным транспортом в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозок грузов, действующих на данном виде транспорта. По железной дороге продукцию упакованную в бочки, мешки и барабаны транспортируют повагонно и мелкими отправками или наливом в цистернах. Гидроксид калия, упакованный в стальные контейнеры, транспортируют только автомобильным транспортом.
Раствор гидрат окиси калия хранят в специальных стальных герметичных емкостях. Барабаны с твердым продуктом хранят в крытых неотапливаемых складских помещениях или под навесом.
Гарантийный срок хранения - 3 года со дня изготовления.

ООО “Компани “Плазма”® осуществляет поставки химической продукции со склада в Харькове в сроки и по доступным ценам, на выгодных для Вас условиях.

Синонимы: кали едкое, гидроксид калия, potassium hydroxide, каустический поташ, «калиевый щёлок», КОН, E525.
Это бесцветное твердое вещество, сильное основание. Имеет много промышленных и специфических применений, но в большинстве случаев используется его способность реактивно осаждать кислоты, а также используются его коррозионные свойства. Гигроскопичен. Его растворение в воде экзотермично - выделяется большое количество тепла.

Получение гидроокиси калия

Исторически КОН готовили с добавлением карбоната калия (поташа) в концентрированном растворе гидроксида кальция (гашеной извести), что приводит к реакции обмена, в результате чего карбонат кальция выпадает в осадок, а гидроксид калия остается в растворе:
Ca (OH) 2 + K 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + 2КОН
Фильтрование осажденного карбоната кальция и кипячение раствора дает гидроксид калия («кальцинированный или едкое кали»). Это был самый важный метод производства гидроксида калия до конца 19 века, потом он был в значительной степени заменен текущим методом электролиза растворов хлорида калия (аналогичный способ получения гидроксида натрия):
2 KCl + 2 H 2 O → 2 КОН + Cl 2 + H 2

Применение гидроокиси калия

Омыление жиров с помощью КОН используется для получения соответствующего "калиевого мыла", которое является более мягкими. Из-за своей мягкости и большей растворимости, калиевые мыла требуют меньше воды для сжижения, и таким образом могут содержать больше моющего средства, чем сжиженные мыла натрия.
В качестве электролита. Водный раствор гидроксида калия применяется в качестве электролита в щелочных батареях. Гидроксид калия является предпочтительным по сравнению с гидроксидом натрия, потому что имеет более высокие свойства проводимости. Никель-металл-гидридные батареи используют смесь гидроксида калия и гидроксида натрия, никель-железные батареи также используют в качестве электролита гидроксид калия.
Гидроксид калия используется для идентификации некоторых видов грибов. 3-5% водный раствор КОН наносится на ткань гриба и исследователь отмечает, появляется ли изменение цвета мякоти. Некоторые виды - боровики, Polypores и многие другие грибы выявляются на основе этой реакции.
В нефтеперерабатывающих заводах гидроксид калия используется при переработке и для удаления органических кислот и соединений серы из нефти и природного газа.

Примечание

Гидроксид калия разрушает бумагу, кожу, ткани органического происхождения. При работе с веществом необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

Характеристики гидроокиси калия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Едкий калий (гидроксид калия) в обычных условиях представляет собой весьма гигроскопичные кристаллы белого цвета (рис. 1), которые плавятся и кипят без разложения.

Хорошо растворяется в воде (с сильным экзо-эффектом), создает сильнощелочную среду. Проявляет свойства основных гидроксидов (относится к щелочам),нейтрализуется кислотами, реагирует с оксидами неметаллов, амфотерными оксидами и гидроксидами. Энергично поглощает из воздуха влагу и углекислый газ.

Рис. 1. Едкий калий. Внешний вид.

Химическая формула едкого калия

Химическая формула едкого калия KOH. Она показывает, что в состав данной молекулы входят один атом калия (Ar = 39 а.е.м.), один атом водорода (Ar = 1 а.е.м.) и один атом кислорода (Ar= 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу едкого калия:

Mr(KOH) = Ar(K) + Ar(H) + Ar(O);

Mr(KOH) = 39 + 1 + 16 = 56.

Графическая (структурная) формула едкого калия

Структурная (графическая) формула едкого калия является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы:

K - O — H .

Ионная формула

Едкий калий представляет собой электролит, который диссоциирует на ионы в водном растворе согласно следующему уравнению реакции:

KOH ↔ K + + OH — .

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Найдите химическую формулу вещества, в состав которого входит 5 массовых частей кальция и 4 массовых части серы.

Решение

Найдем молярные массы кальция и серы (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(Ca)= 40 г/моль, а М(S) = 32 г/моль.

n (Ca) = m (Ca) / M (Ca);

n (Ca) = 5 / 40 = 0,125 моль.

n (S) = m (S) / M (S);

n (S) = 4 / 32 = 0,125 моль.

Найдем мольное отношение:

n(Ca) :n(O) = 0,125: 0,125= 1: 1,

т.е. формула соединения кальция с серой имеет вид CaS.Это сульфид кальция.

Ответ

CaS

ПРИМЕР 2

Задание

Найдите химическую формулу вещества, в состав которого входит 31 массовая часть фосфора и 40 массовых частей кислорода.

Решение

Для того, чтобы узнать, в каких отношениях находятся химические элементы в составе молекулы необходимо найти их количество вещества. Известно, что для нахождения количества вещества следует использовать формулу:

Найдем молярные массы фосфора и кислорода (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(P)= 31 г/моль, а М(O) = 16 г/моль.

Тогда, количество вещества этих элементов равно:

n (P) = m (P) / M (P);

n (P) = 31 / 31 = 1 моль.

n (O) = m (O) / M (O);

n (O) = 40 / 16 = 2,5 моль.

Найдем мольное отношение:

n(P) :n(O) = 1: 2,5= 2: 5,

т.е. формула соединения кальция с серой имеет вид P 2 O 5 .Это оксид фосфора (V).

Ответ

P 2 O 5

Всего в природе существует три класса неорганических соединений: соли, оксиды и гидроксиды. Также в отдельный класс выделяют такие вещества, как СІ2, І2 и подобные им, состоящие только из одного химического элемента.

Классификация гидроксидов

Это один из трех существующих классов неорганических соединений. Они делятся на кислоты, основания и амфотерные вещества. Первые состоят из катиона Н+ и аниона в виде кислотного остатка, к примеру, СІ-. Структура вторых включает в себя катион какого-либо металла, например, Са+, а также анион в виде гидроксильной группы ОН-. Последние характеризуются тем, что одновременно обладают химическими свойствами, присущими кислотам и основаниям. К таким гидроксидам можно отнести соединения алюминия и железа. Основания, как и другие неорганические вещества, можно разделить на группы в зависимости от их химической активности. Самыми сильными в этом плане считаются гидроксид калия и натрия, которые еще называют щелочами. Они быстро вступают в реакцию с различными веществами.

Физические свойства

Данное вещество в нормальных условиях (при комнатной температуре и невысоком давлении) пребывает в твердом агрегатном состоянии. Оно выглядит как небольшого размера кристаллы, которые не имеют цвета и запаха, хорошо растворимы в воде. Эти кристаллы обладают чрезвычайно высокой гигроскопичностью. Пребывая долго на открытом воздухе, они расплываются и превращаются в раствор, поглощая из атмосферы влагу. Такое же явление наблюдается и с гидроксидом натрия, гигроскопичность которого еще выше.

Другие названия гидроксида калия

В просторечье данное вещество именуется едким калием, а также каустическим поташем и калиевым щёлоком.

Химические свойства

Рассматриваемое вещество обладает всеми особенностями, которые характерны для оснований. Его щелочные свойства очень ярко выражены, как и у гидроксида натрия. При горении гидроксид калия выделяется оксид данного металла и вода. К2О имеет светло-желтую окраску.

Взаимодействие с солями

Соли — вещества, состоящие из катиона какого-либо металла и аниона, представленного кислотным остатком. Образуются они в основном при взаимодействии активных металов с кислотами. Происходит реакция замещения, при которой кроме соли образуется водород, выделяющийся в виде газа. При реакции с веществами данного класса образуется уже другая соль с содержанием калия, а также гидроксид какого-либо металла. Например, при взаимодействии данного вещества с хлоридом меди образуется гидроксид меди и хлорид калия, выпадающий в осадок. Для того чтобы провести такого рода реакцию, необходимо взять щелочь и хлорид меди в таких пропорциях, чтобы на две молекулы первого вещества приходилась одна второго, то есть соотношение полученных веществ будет таким: на одну молекулу гидроксида купрума две хлорида калия. Такого рода взаимодействия называются реакциями обмена. Чтобы они могли осуществляться, нужно соблюсти следующие условия: один из продуктов взаимодействия должен либо выпадать в осадок, либо испаряться в виде газа, либо становиться водой. Металл, входящий в состав соли, должен быть менее химически активным, нежели калий (все, кроме лития).

Реакции с кислотами

Все основания, в том числе и гидроксид калия, способны взаимодействовать с кислотами. Самая распространенная и часто используемая реакция — та, в которой участвует рассматриваемое вещество и серная кислота. Гидроксид калия в таком случае нужен в таком количестве, чтобы на одну молекулу кислоты приходилось две — данного соединения. При подобного рода реакции образуются такие вещества, как сульфат калия и вода в молярном соотношении один к двум. Подобный химический процесс активно используется в промышленности, так как полученный продукт широко применяется повсеместно.

Что будет, если добавить его к оксиду?

В таком случае также произойдет, по сути, реакция обмена. К примеру, если смешать гидроксид калия и диоксид железа в молярном соотношении два к одному, можно получить гидроксид (ІІ) ферума, выпадающий в темно-зеленый осадок, а также оксид калия в таких пропорциях, что на одну молекулу первого вещества будет приходиться одна второго.

Основные способы получения гидроксида калия

В промышленности чаще всего его добывают путем электролиза раствора калий хлорида. Получение гидроксид калия — это процесс, при котором кроме добываемого вещества образуются Н 2 и СІ 2 .

Использование в промышленности

В основном данное вещество используется в сфере изготовления мыла и других чистящих средств. В этом процессе используется реакция рассматриваемого соединения с каким-либо жиром. Для такой же цели можно использовать и гидроксид натрия. Также рассматриваемое в этой статье вещество широко применяется в химической промышленности для получения разнообразных соединений калия, в первую очередь — его сульфата.

Реакция, при которой он образуется, была рассмотрена нами выше. В этой же сфере его используют как соединение, поглощающее газы, такие как сероводород, диоксид серы, углекислый газ. Также он выступает в роли осушителя благодаря своим высоким гигроскопическим свойствам. Его можно использовать для определения уровня концентрации кислот в растворе. Кроме того, гидроксид применяется и в пищевой промышленности. Здесь его используют в качестве пищевой добавки Е525. Он выступает регулятором кислотности. Встретить его можно в составе какао, шоколада и других аналогичных продуктов. Применяют гидроксид калия при обработке целлюлозы, для получения вискозы, используют в щелочных аккумуляторах, добавляют в состав средств для мытья посуды или очистки разных поверхностей, для обработки хлопковой ткани и придания ей большей гигроскопичности.

Соединения калия, получаемые из его гидроксида, и их применение

Чаще всего рассматриваемое вещество используется для того, чтобы добыть сульфат калия, который применяется в качестве удобрения. Им подкармливают растения во время вегетационного периода. Также он применяется как эмульгатор в пищевой промышленности — он дает возможность получить однородную массу, состоящую из компонентов, которые не смешиваются при обычных условиях. Для его обозначения используют маркировку Е515. Также он может, как и гидроксид калия, выступать в качестве регулятора кислотности. Сульфат часто используют как заменитель соли. Кроме того, данное вещество находит свое применение в фармакологии при производстве биологически активных добавок, а также при изготовлении красителей. Кроме этого, его используют и в стекольной промышленности.

Гидроксид калия и человеческий организм

В виде концентрированного раствора данное химическое соединение является опасным для живых организмов. Попадание его на кожу или слизистые оболочки может привести к серьезным поражениям. Концентрированный раствор гидроксида калия причиняет более сильные ожоги, чем кислоты. Также он способен растворять многие органические соединения. Данное вещество относят ко второму классу опасности, то есть при работе с ним необходимо соблюдать особые правила. Избыточное количество гидроксид калия в организме приводит к возникновению новых кожных заболеваний или обострению хронических.

Гидроксид калия представляет собой вещество в форме кристаллов, не обладающее ни запахом, ни цветом. В сфере химической промышленности есть несколько названий пищевой добавки Е525, которые считаются равноправными. Среди них можно выделить пару наиболее встречающихся наименований – это едкий калий и каустический поташ. Одним из свойств гидроксида калия является его высокая степень гигроскопичности. Ввиду поглощения влаги кристаллы этого вещества на воздухе расплываются. Следующим свойством является его хорошая степень растворимости в метиловом спирте и этаноле при 28 градусах, а также в воде при 0 градусов, в результате чего выделяется достаточно много теплоты.

При условии воздействия на добавку Е525 высокими температурами она проявляет свойства, используемые с целью очистки материалов из нержавейки от загрязнений разного вида, например, масла и иных веществ с содержанием жира.

Еще одним свойством гидроксида калия является его взрывоопасность и негорючесть. Данное соединение с легкостью способно разрушить такие органические материалы, как кожа, бумага, стекло и дерево.

Сферы применения

Гидроксид калия в качестве пищевой добавки разрешен в Российской Федерации в количествах, которые согласованы с технологической инструкцией.

Свое распространение добавка нашла в производстве продуктов питания благодаря таким свойствам, как способность воздействовать на уровень кислотности, то есть Е525 является регулятором кислотности.

Если конкретно затрагивать только сферу производства пищи, то гидроксид калия чаще всего можно обнаружить в какао, шоколаде и продукции из данных двух составляющих. Кроме этого, добавка не обошла стороной и продукты детского питания. Она принимает участие в обработке замороженного картофеля. Может применяться как вспомогательный элемент во время производства фруктовой и овощной продукции: с ее помощью очищаются овощи, фрукты, корнеплоды.

Если не зацикливаться лишь на продуктах питания, то гидроксид калия имеет довольно широкий спектр применения:

с целью кратковременной обработки древесной целлюлозы во время получения вискозных нитей и волокон;
для получения мыла в жидком виде – гидроксид в ходе взаимодействия со стеариновой и пальмитиновой кислотами дает на выходе жидкие аддукты;
в качестве электролита в щелочных аккумуляторах;
для обработки тканей из хлопка с той целью, чтобы повысить уровень гигроскопичности;
как осушающий элемент для жидкостей в такой области, как органическая синтетическая химия;
как вещество, способное поглощать кислые газы, например, диоксид серы, сероводород, углекислый газ и др.;
в качестве осушающего вещества для газов, которые не взаимодействуют с гидроксидом, например, закиси азота, аммиака, фосфина;
входит в перечень компонентов бытовых средств для чистки посуды, сделанной из нержавеющей стали;
с целью определения уровня концентрации кислот;
с целью анизотропного травления кремния в кристаллах;
как агент, который препятствует образованию пены, во время производства бумаги.

Вред гидроксида калия

Судя по предостережениям специалистов, избыток гидроксида калия приводит к очень неблагоприятным воздействиям. Это сигнализирует о том, что необходимо соблюдать повышенные меры безопасности во время работы с данным соединением.

Это вещество относится ко второму классу опасности. В случае попадания на кожные покровы может спровоцировать ожоги химического характера. А избыток гидроксида калия и вовсе вызывает появление кожных заболеваний хронической формы. Особенно опасен контакт данного соединения с человеческими глазами, поскольку были зафиксированы случаи потери зрения.

Популярные статьи Читать больше статей

02.12.2013