Estrutura, propriedades, usos, produção do carbonato de potássio (K2CO3)

O Carbonato de potássio é um composto inorgânico formado por dois íons potássio K⁺ e um íon carbonato CO₃^dois-. Sua fórmula química é K_doisCO₃. É um sólido branco higroscópico, ou seja, absorve facilmente a água do meio ambiente. Por isso, em laboratórios, é utilizado para absorver água de outras substâncias..

É muito solúvel em água, formando soluções alcalinas, ricas em íons OH.^-e, portanto, com um alto valor de pH. Suas soluções aquosas, sendo alcalinas, são utilizadas em diversos processos industriais para absorver gases ácidos como o dióxido de carbono CO_dois e sulfeto de hidrogênio H_doisSim, neutraliza-os facilmente.

O K_doisCO₃ É usado para preparar sabonetes, produtos de limpeza, detergentes para a roupa e misturas para lavar louça. Também é usado no processamento de algumas fibras têxteis, como a lã..

É amplamente utilizado em laboratórios de química, por exemplo, para absorver água de outros compostos ou para alcalinizar misturas de reações químicas e também em análises químicas.

Também é adicionado a alguns alimentos, por exemplo, para eliminar o sabor amargo dos grãos do cacau durante a produção do chocolate..

Índice do artigo

• 1 Estrutura
• 2 Nomenclatura
• 3 propriedades
  • 3.1 Estado físico
  • 3.2 Peso molecular
  • 3.3 Ponto de fusão
  • 3.4 Ponto de ebulição
  • 3,5 Densidade
  • 3.6 Solubilidade
  • 3,7 pH
  • 3.8 Propriedades químicas
• 4 Obtendo
• 5 usos
  • 5.1 Na absorção de CO2 em processos industriais
  • 5.2 Na remoção de H2S de certos processos
  • 5.3 Em laboratórios de química
  • 5.4 Na indústria de produtos de limpeza
  • 5.5 Na indústria de alimentos
  • 5.6 Em fertilizantes
  • 5.7 Em várias aplicações
• 6 referências

Estrutura

O carbonato de potássio é composto por dois cátions de potássio⁺ e um ânion carbonato CO₃^dois-. O ânion carbonato tem uma estrutura plana e simétrica, enquanto os três átomos de oxigênio circundam o carbono formando um triângulo achatado..

Nomenclatura

- Carbonato de potássio

- Carbonato de potássio

- Carbonato dipotássico

- Potassa

- Sal de potássio de ácido carbônico.

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino incolor a branco.

Peso molecular

138,205 g / mol.

Ponto de fusão

899 ºC.

Ponto de ebulição

Se decompõe.

Densidade

2,29 g / cm³

Solubilidade

Muito solúvel em água: 111 g / 100 g de água a 25 ° C. Insolúvel em etanol e acetona.

pH

Uma solução aquosa pode ter um pH de 11,6, ou seja, é bastante alcalina.

Propriedades quimicas

O carbonato de potássio é deliquescente ou higroscópico, ou seja, absorve a umidade do meio ambiente. Possui um hidrato estável, K_doisCO₃.2h_doisOU.

O K_doisCO₃ em solução aquosa hidrolisa, ou seja, reage com a água liberando grupos OH^- quais são os que dão alcalinidade às soluções:

CO₃^dois- + H_doisO ⇔ OH^- + HCO₃^-

HCO₃^- + H_doisO ⇔ OH^- + H_doisCO₃

Obtendo

Pode ser obtido a partir das cinzas que permanecem durante a queima das plantas. Também por carbonatação de hidróxido de potássio KOH, ou seja, adição de excesso de dióxido de carbono CO_dois para KOH:

KOH + CO_dois → KHCO₃

2 KHCO₃ + calor → K_doisCO₃ + H_doisOU

Outra forma de obtê-lo é aquecendo cloreto de potássio KCl com carbonato de magnésio MgCO₃, água e CO_dois sob pressão. Um sal duplo hidratado de magnésio e potássio é obtido primeiro MgCO₃.KHCO₃.4h_doisOu, chamado de sal de Engels:

2 KCl + 3 MgCO₃ + CO_dois + 5 h_doisO → MgCO₃.KHCO₃.4h_doisO ↓ + MgCl_dois

O sal duplo hidratado de Engels precipita e é filtrado da solução. Em seguida, é aquecido e o carbonato de potássio K é formado_doisCO₃ que ao adicionar água se dissolve enquanto o carbonato de magnésio MgCO₃ permanece insolúvel e é removido por filtração.

MgCO₃.KHCO₃.4h_doisO + calor → MgCO₃↓ + 2K⁺ + CO₃^dois- + CO_dois↑ + 9 H_doisOU

Formulários

Na absorção de CO_dois em processos industriais

A solução de carbonato de potássio é o tratamento clássico para a remoção de dióxido de carbono CO_dois em vários processos, especialmente em aplicações de alta pressão e alta temperatura.

Remoção de CO_dois ocorre de acordo com a seguinte reação:

K_doisCO₃ + CO_dois + H_doisO ⇔ 2 KHCO₃

Este método é usado, por exemplo, para tratar gás natural. Também em usinas de geração de energia, para evitar a emissão de CO_dois na atmosfera, e na produção de gelo seco.

Solução de K_doisCO₃ pode ser regenerado termicamente, ou seja, por aquecimento a temperaturas em torno de 100 ° C.

Para que a solução de carbonato de potássio possa absorver o CO2 em boa velocidade, são adicionados promotores que aceleram o processo, como a dietanolamina (DEA)..

Na remoção de H_doisS de certos processos

Soluções de carbonato de potássio também são usadas para remover sulfeto de hidrogênio gasoso H_doisS para fluxos de processo. Às vezes é adicionado trifosfato de potássio K₃PO₄ para tornar mais rápido o processo.

Em laboratórios de química

O K_doisCO₃ Permite realizar sínteses orgânicas, por exemplo em reações de condensação e neutralizar. É usado para remover água de líquidos orgânicos, como desidratante ou dessecante em laboratório.

Também é usado em reações de química analítica e para alcalinização na indústria farmacêutica..

Na indústria de produtos de limpeza

O K_doisCO₃ É utilizado na fabricação de sabonetes, fórmulas de limpeza, produtos para lavanderia e louças, além de preparar xampus e outros produtos de higiene pessoal..

Na industria alimentícia

O carbonato de potássio é adicionado a vários alimentos para vários fins.

Por exemplo, é adicionado aos grãos de cacau para remover seu sabor amargo e usá-los na produção de chocolate. É adicionado às uvas no processo de secagem para obter passas.

Na pastelaria, é utilizado como agente de levedura (que actua como fermento) para a farinha para a preparação de produtos de pastelaria..

Em fertilizantes

O K_doisCO₃ É utilizado para fertilizar solos ácidos, uma vez que o íon carbonato CO₃^dois- em contato com a água produz íons OH^- que aumentam o pH do solo. Mais potássio K⁺ é um nutriente para as plantas.

O carbonato de potássio também tem sido usado para fazer fertilizantes de liberação lenta.

Um fertilizante de liberação lenta libera ou libera nutrientes lentamente para que eles não sejam dissolvidos e levados embora. Graças a isso, eles poderão passar mais tempo à disposição das raízes da planta.

Em várias aplicações

Carbonato de potássio K_doisCO₃ também é usado para:

- Processos de tingimento, branqueamento e limpeza de lã crua e outras atividades da indústria têxtil

- Obtenção de outros sais de potássio orgânicos e inorgânicos, como o cianeto de potássio KCN.

- Funcionar como regulador de acidez em vários processos.

- Fazendo cerâmica e olaria.

- Processos de gravura e litografia.

- Curtimento e acabamento de couros.

- Prepare tintas para impressão, pigmentos.

- Fabricamos vidros especialmente para televisão, desde a K_doisCO₃ é mais compatível que o carbonato de sódio Na_doisCO₃ com óxidos de chumbo, bário e estrôncio contidos nestes vidros.

- Tratamento de água.

- Retardante de fogo (na forma de soluções aquosas).

- Inibe a corrosão e como agente anti-incrustante em equipamentos de processo.

Referências

1. NÓS. Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Carbonato de potássio. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Steele, D. (1966). A Química dos Elementos Metálicos. Pergamon Press Ltd. Londres.
3. Mokhatab, S. et al. (2019). Tratamento de Gás Natural. A solução de carbonato de potássio. No Manual de Transmissão e Processamento de Gás Natural (Quarta Edição). Recuperado de sciencedirect.com.
4. Kakaras, E. et al. (2012). Sistemas de ciclo combinado de combustão em leito fluidizado pressurizado (PFBC). Combustão em leito fluidizado pressurizado com captura e armazenamento de carbono. Em sistemas de ciclo combinado para geração de energia com emissão quase zero. Recuperado de sciencedirect.com.
5. Speight, J.G. (2019). Produção de hidrogênio. Esfregar a úmido. Em recuperação e atualização de óleo pesado. Recuperado de sciencedirect.com.
6. Branan, C.R. (2005). Tratamento de gás: Capítulo atualizado por Chris Higman. Processos de Carbonato Quente. Em Rules of Thumb for Chemical Engineers (Quarta Edição). Recuperado de sciencedirect.com.
7. Kirk-Othmer (1994). Enciclopédia de Tecnologia Química. Quarta edição. John Wiley & Sons.
8. Enciclopédia de Química Industrial de Ullmann. (1990). Quinta edição. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
9. Li, Y. e Cheng, F. (2016). Síntese de um novo fertilizante de potássio de liberação lenta a partir da escória de magnésio Pidgeon modificada por carbonato de potássio. J Air Waste Manag Assoc, agosto de 2016; 66 (8): 758-67. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.