Как найти сульфат калия формула

From Wikipedia, the free encyclopedia

Potassium sulfate

Arcanite
Names
Other names Potassium sulphate
Identifiers
CAS Number	7778-80-5
3D model (JSmol)	Interactive image
ChEBI	CHEBI:32036
ChEMBL	ChEMBL2021424
ChemSpider	22915
ECHA InfoCard	100.029.013
EC Number	231-915-5
E number	E515(i) (acidity regulators, …)
KEGG	D01726
PubChem CID	24507
RTECS number	TT5900000
UNII	1K573LC5TV
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID6029701
InChI InChI=1S/2K.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2  Key: OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L  InChI=1/2K.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2 Key: OTYBMLCTZGSZBG-NUQVWONBAU
SMILES [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O
Properties
Chemical formula	K2SO4
Molar mass	174.259 g/mol
Appearance	White solid
Odor	odorless
Density	2.66 g/cm3[1]
Melting point	1,069[2] °C (1,956 °F; 1,342 K)
Boiling point	1,689 °C (3,072 °F; 1,962 K)
Solubility in water	111 g/L (20 °C) 120 g/L (25 °C) 240 g/L (100 °C)
Solubility product (Ksp)	1.32 (120 g/L)
Solubility	slightly soluble in glycerol insoluble in acetone, alcohol, CS2
Magnetic susceptibility (χ)	−67.0·10−6 cm3/mol
Refractive index (nD)	1.495
Structure
Crystal structure	orthorhombic
Hazards
Occupational safety and health (OHS/OSH):
Main hazards	Irritant
GHS labelling:
Pictograms
Signal word	Warning
Hazard statements	H318
Precautionary statements	P280, P305+P351+P338, P310
Flash point	Non-flammable
Lethal dose or concentration (LD, LC):
LD50 (median dose)	6600 mg/kg (oral, rat)[3]
Safety data sheet (SDS)	External MSDS
Related compounds
Other anions	Potassium selenate Potassium tellurate
Other cations	Lithium sulfate Sodium sulfate Rubidium sulfate Caesium sulfate
Related compounds	Potassium hydrogen sulfate Potassium sulfite Potassium bisulfite Potassium persulfate
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).  verify (what is  ?) Infobox references

Potassium sulfate (US) or potassium sulphate (UK), also called sulphate of potash (SOP), arcanite, or archaically potash of sulfur, is the inorganic compound with formula K₂SO₄, a white water-soluble solid. It is commonly used in fertilizers, providing both potassium and sulfur.

History[edit]

Potassium sulfate (K₂SO₄) has been known since early in the 14th century. It was studied by Glauber, Boyle, and Tachenius. In the 17th century, it was named arcanuni or sal duplicatum, as it was a combination of an acid salt with an alkaline salt. It was also known as vitriolic tartar and Glaser’s salt or sal polychrestum Glaseri after the pharmaceutical chemist Christopher Glaser who prepared it and used medicinally.^[4][5]

Known as arcanum duplicatum («double secret») or panacea duplicata in pre-modern medicine, it was prepared from the residue (caput mortuum) left over from the production of aqua fortis (nitric acid, HNO₃) from nitre (potassium nitrate, KNO₃) and oil of vitriol (sulphuric acid, H₂SO₄) via Glauber’s process:

2 KNO₃ + H₂SO₄ → 2 HNO₃ + K₂SO₄

The residue was dissolved in hot water, filtered, and evaporated to a cuticle. It was then left to crystallise. It was used as a diuretic and sudorific.^[6]

According to Chambers’s Cyclopedia, the recipe was purchased for five hundred thalers by Charles Frederick, Duke of Holstein-Gottorp. Schroder, the duke’s physician, wrote wonders of its great uses in hypochondriacal cases, continued and intermitting fevers, stone, scurvy, and more.^[6]

Natural resources[edit]

The mineral form of potassium sulfate, arcanite, is relatively rare. Natural resources of potassium sulfate are minerals abundant in the Stassfurt salt. These are cocrystallizations of potassium sulfate and sulfates of magnesium, calcium, and sodium.

Relevant minerals are:

• Kainite, KMg(SO₄)·Cl·3H₂O
• Schönite (now known as picromerite), K₂SO₄·MgSO₄·6H₂O
• Leonite, K₂SO₄·MgSO₄·4H₂O
• Langbeinite, K₂Mg₂(SO₄)₃
• Aphthitalite (previously known as glaserite), K₃Na(SO₄)₂
• Polyhalite, K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O

The potassium sulfate can be separated from some of these minerals, like kainite, because the corresponding salt is less soluble in water.

Kieserite, MgSO₄·H₂O, can be combined with a solution of potassium chloride to produce potassium sulfate.

Production[edit]

Approximately 1.5 million tons were produced in 1985, typically by the reaction of potassium chloride with sulfuric acid, analogous to the Mannheim process for producing sodium sulfate.^[7] The process involves intermediate formation of potassium bisulfate, an exothermic reaction that occurs at room temperature:

KCl + H₂SO₄ → HCl + KHSO₄

The second step of the process is endothermic, requiring energy input:

KCl + KHSO₄ → HCl + K₂SO₄

Structure and properties[edit]

Two crystalline forms are known. Orthorhombic β-K₂SO₄ is the common form, but it converts to α-K₂SO₄ above 583 °C.^[7] These structures are complex, although the sulfate adopts the typical tetrahedral geometry.^[8]

• 

  Structure of β-K₂SO₄.

• 

  Coordination sphere of one of two types of K⁺ site.

• 

  SO4 environment in β-K₂SO₄.

It does not form a hydrate, unlike sodium sulfate. The salt crystallizes as double six-sided pyramids, classified as rhombic. They are transparent, very hard and have a bitter, salty taste. The salt is soluble in water, but insoluble in solutions of potassium hydroxide (sp. gr. 1.35), or in absolute ethanol.

Uses[edit]

The dominant use of potassium sulfate is as a fertilizer. K₂SO₄ does not contain chloride, which can be harmful to some crops. Potassium sulfate is preferred for these crops, which include tobacco and some fruits and vegetables. Crops that are less sensitive may still require potassium sulfate for optimal growth if the soil accumulates chloride from irrigation water.^[9]

The crude salt is also used occasionally in the manufacture of glass. Potassium sulfate is also used as a flash reducer in artillery propellant charges. It reduces muzzle flash, flareback and blast overpressure.

It is sometimes used as an alternative blast media similar to soda in soda blasting as it is harder and similarly water-soluble.^[10]

Potassium sulfate can also be used in pyrotechnics in combination with potassium nitrate to generate a purple flame.

A 5% solution of potassium sulfate was used in the beginning of the 20th century as a topical mosquito repellent.^{[citation needed]}

Reactions[edit]

Acidification[edit]

Potassium hydrogen sulfate (also known as potassium bisulfate), KHSO₄, is readily produced by reacting K₂SO₄ with sulfuric acid. It forms rhombic pyramids, which melt at 197 °C (387 °F). It dissolves in three parts of water at 0 °C (32 °F). The solution behaves much as if its two congeners, K₂SO₄ and H₂SO₄, were present side by side of each other uncombined; an excess of ethanol the precipitates normal sulfate (with little bisulfate) with excess acid remaining.

The behavior of the fused dry salt is similar when heated to several hundred degrees; it acts on silicates, titanates, etc., the same way as sulfuric acid that is heated beyond its natural boiling point does. Hence it is frequently used in analytical chemistry as a disintegrating agent. For information about other salts that contain sulfate, see sulfate.

References[edit]

External links[edit]

• mindat.org: Arcanite
• webmineral: Arcanite

Сульфат калия
Общие
Систематическое наименование	сульфат калия
Традиционные названия	сернокислый калий
Химическая формула	K2SO4
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	белое кристаллическое вещество
Молярная масса	174.259 г/моль
Плотность	2.66 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	1069 °C
Температура кипения	1689 °C
Температура вспышки	негорюч °C
Молярная теплоёмкость (ст. усл.)	131,4 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования (ст. усл.)	−1437,7 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде	(20 °C) 11.1 г/100мл (25 °C) 12 г/100мл (100 °C) 24 г/100 мл
Растворимость в остальных веществах	слабо растворим в глицерине, нерастворим в ацетоне, спирте, CS2
Структура
Кристаллическая структура	ромбическая
Классификация
Рег. номер CAS	7778-80-5
RTECS	TT5900000
Безопасность
ЛД50	6600 мг/кг
Токсичность	0 1 0

Сульфат калия — неорганическое соединение. Химическая формула K₂SO₄.

[править] 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.

[править] Нахождение в природе

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

[править] 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.

[править] 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
• Шенит — 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:

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

Прокаливанием с углём минерала лангбейнита:

В лабораторной практике применяют следующие методы:

• из оксида калия:

• вытеснением из слабых или неустойчивых кислот:

• из щёлочи и разбавленной кислоты:

• из гидросульфата калия:

• окислением сульфида калия:

• из надперекиси калия:

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

Окисление серы бихроматом калия:

[править] Химические свойства

Как соль двухосновной кислоты образует кислые соли:

Как все сульфаты взаимодействует с растворимыми соединениями бария:

Восстанавливается до сульфида:

С оксидом серы образует пиросульфат:

[править] 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.^[1]

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.^[2] В Европейском союзе допущен в качестве использования как пищевая добавка E515.

[править] 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.

[править] Примечания

Сульфаты

Алюм (KAl(SO4)2•12H2O) • Аммоний сульфата алюминия ((NH4)Al(SO4)2) • Аммоний-железо сульфат (NH4Fe(SO4)2) • Аммоний-железо(II) сульфат ([NH4]2[Fe][SO4]2) • Аммоний-железо(III) сульфат (NH4Fe(SO4)2) • Аммоний-церий(IV) сульфат ((NH4)4Ce(SO4)4) • Гептагидрат сульфата магния (MgSO4) • Гидросульфат аммония ((NH4)HSO4) • Гидросульфат калия (KHSO4) • Гидросульфат натрия (NaHSO4) • Дисульфат калия (K2S2O7) • Дисульфат натрия (Na2S2O7) • Железа(III) основный сульфат ([Fe3(SO4)5](OH)2) • Квасцы • Купорос • Оксид-сульфат титана (TiOSO4) • Олеум (H2SO4•xSO3) • Пиросерная кислота (H2S2O7) • Серная кислота (H2SO4) • Соли Туттона • Сульфат актиния(III) (Ac2(SO4)3) • Сульфат алюминия (Al2(SO4)3) • Сульфат алюмонатрия (NaAl(SO4)2) • Сульфат аммония ((NH4)2SO4) • Сульфат бария (BaSO4) • Сульфат бериллия (BeSO4) • Сульфат ванадила (VOSO4) • Сульфат ванадия(III) (V2(SO4)3) • Сульфат висмута (Bi2(SO4)3) • Сульфат гидроксиаммония ((NH3OH)2SO4) • Сульфат железа(II) (FeSO4) • Сульфат железа(III) (Fe2(SO4)3) • Сульфат индия(III) (In2(SO4)3) • Сульфат иридия(III) (Ir2(SO4)3) • Сульфат кадмия (CdSO4) • Сульфат калия (K2SO4) • Сульфат кальция (CaSO4) • Сульфат кобальта(II) (CoSO4) • Сульфат кобальта(III) (Co2(SO4)3) • Сульфат лития (Li2SO4) • Сульфат магния (MgSO4) • Сульфат марганца(II) (MnSO4) • Сульфат марганца(III) (Mn2(SO4)3) • Сульфат меди(I) (Cu2SO4) • Сульфат меди(II) (CuSO4) • Сульфат натрия (Na2SO4) • Сульфат никеля(II) (NiSO4) • Сульфат олова(II) (SnSO4) • Сульфат празеодима (Pr2(SO4)3) • Сульфат ртути(I) (Hg2SO4) • Сульфат ртути(II) (HgSO4) • Сульфат свинца(II) (PbSO4) • Сульфат серебра (Ag2SO4) • Сульфат стронция (SrSO4) • Сульфат сурьмы (Sb2(SO4)3) • Сульфат таллия(I) (Tl2SO4) • Сульфат таллия(III) (Tl2(SO4)3) • Сульфат тетраамина меди (Cu(NH3)4SO4) • Сульфат титана(III) (Ti2(SO4)3) • Сульфат титана(IV) (Ti(SO4)2) • Сульфат урана (U(SO4)2) • Сульфат уранила (UO2SO4) • Сульфат хрома(III) (Cr2(SO4)3) • Сульфат хрома(III)-калия (KCr(SO4)2) Сульфат цезия (Cs2SO4) • Сульфат церия(IV) (Ce(SO4)2) • Сульфат цинка (ZnSO4) • Сульфат циркония (Zr(SO4)2)

Соединения калия

Азид калия (KN3) • Амид калия (KNH2) • Ацесульфам (C4H4KNO4S) • Ацетат калия (CH3COOK) • Ацетиленид калия (K2C2) • Бензоат тригидрат калия (Брутто-формула:C7H11KO5) • Бромат калия (KBrO3) • Бромид калия (KBr) • Гексагидроксоплатинат(IV) калия (K2[Pt(OH)6]) • Гексагидроксостибат калия (K[Sb(OH)6]) • Гексанитрокобальтат(III) калия (K3[Co(NO3)6]) • Гексаоксибензол калия (C6(OK)6) • Гексафторогерманат калия (K2[GeF6]) • Гексафторокупрат(III) калия (K3CuF6) • Гексафторомолибдат(III) калия (K3MoF6) • Гексафтороплатинат(V) калия (K[PtF6]) • Гексафторосиликат(IV) калия (K2[SiF6]) • Гексафторфосфат калия (KPF6) • Гексахлоропалладат(IV) калия (K2[PdCl6]) • Гексахлороплатинат(IV) калия (K2[PtCl6]) • Гексахлоростаннат(IV) калия (K2[SnCl6]) • Гексацианоферрат(II) калия (K4[Fe(CN)6]) • Гексацианоферрат(II) тригидрат калия (K4[Fe(CN)6]•3H2O) • Гексацианоферрат(III) калия (K3[Fe(CN)6]) • Гептафторониобат(V) калия (K2[NbF7]) • Гидрид калия (KH) • Гидрокарбонат калия (KHCO3) • Гидроксид калия (KOH) • Гидроортофосфат калия (K2HPO4) • Гидросульфат калия (KHSO4) • Гидросульфид калия (KHS) • Гидросульфит калия (KHSO3) • Гидрофторид калия (KHF2) • Дигидроарсенат калия (KH2AsO4) • Дигидроортофосфат калия (KH2PO4) • Динитрамид калия (KN(NO2)2) • Дисульфат калия (K2S2O7) • Дисульфит калия (K2S2O5) • Дисульфонатнитроксил калия ((KO3S)2NO) • Дитионат калия (K2S2O6) • Дихромат калия (K2Cr2O7) • Дицианоаргентат(I) калия (K[Ag(СN)2]) • Дицианоаурат(I) калия (K[Au(СN)2]) • Иодат калия (KIO3) • Иодид калия (KI) • Карбонат калия (K2CO3) • Манганат калия (K2MnO4) • Метаванадат калия (KVO3) • Метасиликат калия (K2SiO3) • Метафосфат калия (KPO3) • Надпероксид калия (KO2 или K2O4) • Нитрат калия (KNO3) • Нитрит калия (KNO2) • Озонид калия (KO3) • Оксалат калия (K2C2O4) • Оксалат моногидрат калия (K2C2O4•H2O) • Оксид калия (K2O) • Октахлоромолибдат калия (K4Mo2Cl8) • Ортофосфат калия (K3PO4) • Пербромат калия (KBrO4) • Периодат калия (KIO4) • Перманганат калия (KMnO4) • Пероксид калия (K2O2) • Пероксодикарбонат калия (К2С2О6) • Пероксомоносульфат калия (K2SO5) • Пероксодисульфат калия (K2S2O6(O2)) • Перренат калия (KReO4) • Перхлорат калия (KClO4) • Полисульфиды калия (K2Sn) • Политионаты калия (K2SnO6) • Сегнетова соль (NaKC4H4O6) • Соль Джонсона (K[I(I)2]•H2O) • Соль Цейзе (K[Pt(C2H4)Cl3]•H2O) • Сорбат калия (C6H7KO2) • Сульфат гидрат калия-гадолиния • Сульфат гидрат калия-кальция (K2Ca(SO4)2•H2O) • Сульфат калия (K2SO4) • Сульфат калия-кальция (K2Ca(SO4)2) • Сульфат хрома(III)-калия (KCr(SO4)2) Сульфид калия (K2S) • Сульфит дигидрат калия (K2SO3•2H2O) • Сульфит калия (K2SO3) • Тетрагидроалюминат калия (KAlH4) • Тетрагидроксодиоксоосмат(VI) калия (K2[OsO2(OH)4]) • Тетрагидроортотеллурат калия (K2H4TeO6) • Тетраиодомеркурат(II) калия (K2[HgI4]) • Тетранитроплатинат(II) калия (K2[Pt(NO2)4]) • Тетраоксорутенат(VI) калия (K2RuO4) • Тетрапероксохромат(V) калия (K3CrO8) • Тетрасиликат калия (K2Si4O9•H2O) • Тетрахлоромолибдат(III) калия (KMoCl4) • Тетрахлоропалладат(II) калия (K2[PdCl4]) • Тетрахлороплатинат(II) калия (K2[PtCl4]) • Тетрахлороферрат(III) калия (K[FeCl4]) • Тетрахлорплатинат калия (K2PtCl4) • Тетрацианоникколат(II) калия (K2[Ni(CN)4]) • Тетрацианоплатинат(II) калия (K2[Pt(CN)4]) • Тиосульфат калия (K2SO3S) • Тиоцианат калия (KSCN) • Феррат калия (K2FeO4) • Феррооксалат калия (K3[Fe(C2O4)3]) • Формиат калия (HCOOK) Фталимид калия • Фторид калия (KF) • Фторсульфит калия (KSO2F) • Фульминат калия (KCNO) • Хлорат калия (KClO3) • Хлорид калия (KCl) • Хлорид-триэтилалюминий калия ((C2H5)3Al•KCl) • Хромат калия (K2CrO4) • Хромит калия (KCrO2) • Цианат калия (KOCN) • Цианид калия (KCN) • Цианоаурат калия (K[Au(CN)2] • Этилксантогенат калия (C2H5OC(S)SK) •

Растворимость кислот, оснований и солей в воде

H+ Li+ K+ Na+ NH4+ Ba2+ Ca2+ Mg2+ Sr2+ Al3+ Cr3+ Fe2+ Fe3+ Ni2+ Co2+ Mn2+ Zn2+ Ag+ Hg2+ Hg22+ Pb2+ Sn2+ Cu+ Cu2+ OH− P P P — P М Н М Н Н Н — Н Н Н Н Н — — Н Н Н Н F− P Н P P Р М Н Н М Р Н Н Н Р Р М Р Р М М Н Р Н Р Cl− P P P P Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Н Р Н М — Н Р Br− P P P P Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Н М Н М Р H Р I− P P P P Р Р Р Р Р Р  ? Р — Р Р Р Р Н Н Н Н М Н — S2− P P P P — Р М Н Р — — Н — Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н SO32− P P P P Р М М М Н  ?  ? М  ? Н Н Н М Н Н Н Н  ? Н  ? SO42− P P P P Р Н М Р Н Р Р Р Р Р Р Р Р М — Н Н Р Р Р NO3− P P P P Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р — Р — Р Р NO2− P P P P Р Р Р Р Р  ?  ?  ?  ? Р М  ?  ? М  ? ?  ?  ?  ?  ? PO43− P Н P P — Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н  ? Н Н Н Н CO32− М Р P P Р Н Н Н Н — — Н — Н Н — Н Н — Н — —  ? — CH3COO− P Р P P Р Р Р Р Р — Р Р — Р Р Р Р Р Р М Р — Р Р CN− P Р P P Р Р Р Р Р ? Н Н — Н Н Н Н Н Р Н Р — — Н SiO32− H Н P P  ? Н Н Н Н ? ? Н ? ? ? Н Н ? ?  ? Н ? ? ?

Физические свойства

Сульфат калия K₂SO₄ — соль щелочного металла калия и серной кислоты. Белый, термически устойчивый. Хорошо растворяется в воде (гидролиза нет).

Относительная молекулярная масса Mr = 174,26; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,662; t_пл = 1074º C; t_кип > 2000º C

Способ получения 

1. В результате взаимодействия при надпероксида калия и серы образуется сульфат калия:

2KO₂ + S = K₂SO₄

2. Оксид калия реагирует с оксидом серы.  В результате реакции образуется сульфат калия:

K₂O + SO₃ = K₂SO₄

3. В результате реакции между гидроксидом калия и серной кислотой происходит образование сульфата калия и воды:

2KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2H₂O

4. Гидросульфат калия при 240 ºС разлагается с образованием сульфата калия и серной кислоты:

2KHSO₄ = K₂SO₄ + H₂SO₄

5. При взаимодействии концентрированного гидроксида калия и гидросульфата калия образуется сульфат калия и вода:

KHSO₄ + KOH = K₂SO₄ + H₂O

6. Сульфат калия взаимодействует с хлоридом калия при 450–700º C с образованием сульфата калия и соляной кислоты:

KHSO₄ + KCl = K₂SO₄ + HCl

7. Твердый хлорид калия реагирует с концентрированной серной кислотой в состоянии кипения. В результате реакции образуется сульфат калия и газ хлороводород:

2KCl + H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2HCl↑

8. При температуре выше 500º С твердый сульфид калия взаимодействует с кислородом, образуя сульфат калия:

K₂S + 2O₂ = K₂SO₄

Качественная реакция

Качественная реакция на сульфат калия — взаимодействие его с хлоридом бария, в результате реакции происходит образование белого осадка , который не растворим в азотной кислоте:

1. При взаимодействии с хлоридом бария, сульфат калия образует сульфат бария и хлорид калия:

K₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2KCl

Химические свойства

1. Сульфат калия может реагировать с простыми веществами:

1.1. Сульфат калия реагирует с углеродом при температуре 900º C. При этом образуются сульфид калия и угарный газ:

K₂SO₄ + 4C = K₂S + 4CO

1.2. С водородом сульфат калия реагирует при температуре 600º C, в присутствии катализатора Fe₂O₃ с образованием сульфида калия и воды:

K₂SO₄ + 4H₂ = K₂S + 4H₂O

2. Сульфат калия вступает в реакцию со многими сложными веществами:

2.1. Сульфат калия взаимодействует с гидроксидами:

2.1.1. Сульфат калия реагирует с гидроксидом бария с образованием гидроксида калия и сульфата бария:

K₂SO₄ + Ba(OH)₂ = BaSO₄↓ + 2KOH

2.2. Сульфат калия может реагировать с кислотами:

2.2.1. При взаимодействии с концентрированной серной кислотой твердый сульфат калия образует гидросульфат калия:

K₂SO₄ + H₂SO₄ = 2KHSO₄

2.3. Сульфат калия может взаимодействовать с оксидами:

2.3.1. Сульфат калия реагирует с оксидом серы (VI). Взаимодействие сульфата калия  с оксидом серы (VI) приводит к образованию пиросульфата калия:

K₂SO₄ + SO₃ = K₂S₂O₇

2.4. Сульфат калия реагирует с солями:

2.4.1. Сульфат калия взаимодействует с хлоридом бария. При этом образуются хлорид калия и осадок сульфат бария:

K₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2KCl

Сульфат калия – это неорганическое вещество, калиевая соль серной кислоты, также называется сернокислый калий. Применяется во многих сферах деятельности: фармацевтике, косметологии, пищевой промышленности, а также используется как удобрение в огородничестве и садоводстве. Соединение является хорошим бесхлорным удобрением, которое используется для восполнения макроэлемента при калиевом голодании растений. Веществу присвоен код пищевой добавки Е515, его вносят в продукты питания в качестве стабилизатора и эмульгатора, для продления срока годности и как замену хлорида натрия.

Что такое сульфат калия, формула

Сульфат калия – это средняя соль серной кислоты с атомом калия. Химическая формула:

K₂SO₄

В структуре вещества присутствует остаток серной кислоты – SO₄, а также два атома калия, компоненты соединены посредством ионной связи.

В чистом виде сернокислый калий не встречается в природе. Редко находят арканит – минерал, содержащий значительную долю данной соли. Арканит часто связан с сульфатом аммония (маскагнит – (NH₄)₂SO₄), цвет минерала от бесцветного до беловато-коричневого, отличается прозрачностью и высокой степенью стеклянного блеска. Форма кристаллов таблитчатая, твёрдость по шкале Мооса – 2, довольно хрупкий. Месторождения арканита находятся в Польше, США, Италии, встречаемость низкая. Можно обнаружить вблизи гидротермальных источников.

В качестве составного компонента сульфат калия присутствует в месторождениях других калиевых солей:

• глазерит включает сульфаты натрия и калия в соотношении 2 к 1 – 2K₂SO₄∙Na₂SO₄;
• пикромерит содержит сульфаты калия и магния в совокупности с водой – K₂SO₄∙MgSO₄∙6H₂O;
• леонит представляет собой водной сульфат калия и магния с меньшим содержанием воды: K₂SO₄∙MgSO₄∙4H₂O;
• лангбейнит содержит безводный комплекс сульфата магния и калия: K₂SO₄∙2MgSO₄;
• полигалит – смесь солей серной кислоты магния, калия и кальция с водой: K₂SO₄∙MgSO₄∙2CaSO₄∙2H₂O;
• сингенит включает водную кальциевую и калиевую соли серной кислоты: K₂SO₄∙CaSO₄∙H₂O.

Однако добывать сульфат калия из таких минералов сложно и дорого, поэтому при производстве пользуются другими способами получения вещества. В растворённом виде его находят в водах солёных озёр вулканического происхождения.

Чистый сернокислый калий имеет вид мелких кристаллов или кристаллического порошка белого цвета без запаха, с характерным неприятным горько-солёным вкусом. Плотность низкая, не гигроскопичен. Хорошо растворим в воде, при повышении температуры растворимость усиливается (оптимум при 25 °С). Не растворим в кислотах и щелочах, не подвергается гидролизу (распадению под действием воды). Плавится при температуре 1029 °С.

Химические свойства, реакции с сульфатом калия

По химическим свойствам сульфат калия сходен с другими средними солями, образованными сильный металлом и остатком серной кислоты. Он может вступать в реакцию с простыми веществами, такими как водород:

K₂SO₄ + H₂↑ → K₂S + 4H₂O

Взаимодействие идёт при интенсивном нагревании (до +600 °С) в присутствии катализатора – оксида железа (Fe₂O₃). При этом выделяется вода и выпадают кристаллы моносульфида калия. Аналогично, но при температуре +900 °С и с выделением угарного газа идёт реакция с чистым углеродом:

K₂SO₄ + 4C → K₂S+ 4CO↑

Сернокислый калий может реагировать со многими сложными веществами. Так, за счёт наличия двух атомов калия идёт образование кислых солей – солей, имеющих два вида катионов (положительно заряженные ионы). Это происходит в ходе реагирования с концентрированной серной кислотой:

K₂SO₄ + H₂SO₄ → 2KHSO₄

Сульфат калия реагирует с сильными основаниями, например, с гидроксидом бария:

K₂SO₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄↓ + 2KOH

В результате взаимодействия выпадает белый осадок нерастворимого сульфата бария и выделяется едкий калий. Как типичная сернокислая соль сульфат калия реагирует с растворимыми солями бария, в том числе с хлоридами. При этом снова происходит отделение осадка, а также формируется хлорид калия:

K₂SO₄ + BaCl₂ → 2KCl + BaSO₄↓

Выделение осадка нерастворимой соли бария белого цвета в результате реагирования с растворимым хлоридом бария является качественной реакций на сернокислый калий.

Сульфат калия взаимодействует с оксидами:

K₂SO₄ + SO₃ → K₂S₂O₇

Итогом реакции является выделение пиросульфата калия – сложного неорганического соединения.

Производство и получение

В лабораторных условиях сульфат калия можно получить различными путями. Прежде всего, с помощью взаимодействия оксида калия с серной кислотой:

K₂O + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂O

В качестве побочного продукта выделяется вода. Другой способ – реакция окиси калия с серным ангидридом:

K₂O + SO₃ → K₂SO₄

Вещество получают также путём смешивания разбавленной серной кислоты и гидроксида калия:

2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O

Сульфат калия также получают путём разложения неустойчивой соли угольной кислоты более сильной кислотой:

K₂CO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O

Возможно образование сернокислого калия при разложении кислой калиевой соли, гидросульфата, которое идёт при температуре +240 °:

2KHSO₄ → K₂SO₄ + H₂SO₄

Гидросульфат калия также можно применять для получения сернокислого калия путём добавления сильной щелочи:

KHSO₄ + KOH → K₂SO₄ + H₂O

В лабораторной практике также применимо прокаливание гидросульфата калия с хлоридом калия при температурном режиме порядка +500 °С, в результате чего выпадает сульфат калия, и происходит испарение соляной кислоты:

KHSO₄ + KCl → K₂SO₄ + HCl↑

Известен путь получения соединения через окисление моносульфида калия кислородом, идущее при нагреве до 700 °С:

K₂S + O₂ → K₂SO₄

Гипероксид калия – часто используемый реактив для получения сульфата калия. Так, его обрабатывают чистой серой, подогревая до +140 °С:

2KO₂ + S → K₂SO₄

Надпероксид также реагирует с серным газом с выделением сернокислого калия:

2KO₂ + SO₃ → K₂SO₄ + O₂↑

Получить калиевую соль серной кислоты можно, прокипятив твёрдый хлорид калия с концентрированной серной кислотой:

2KCl + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2HCl↑

Сульфат калия выделяется при термическом разложении сульфита калия:

K₂SO₃ → K₂SO₄ + K₂S

Взаимодействие идёт при нагреве до +600 °С, с выделением сульфида калия.

Другой метод лабораторного получения сульфата калия заключается в окислении серы двухромовокислым калием:

K₂Cr₂O₇ + S → K₂SO₄ + Cr₂O₃

С помощью реагирования аммонийной соли серной кислоты с гидроксидом калия можно получить сульфат калия. Побочными продуктами в этом случае будут парообразный аммиак и вода:

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

В промышленности перечисленные лабораторные методы не применяются в связи со сложностью работы и необходимости масштабного выхода продукта. Иногда используют прокаливание природного минерала лангбейнита с углём, при этом выделяется смесь газов (сернистый газ и углекислый газ), выпадает магний:

K₂SO₄ + 2MgSO₄ + 2C → K₂SO₄ + 2Mg↓ + SO₂↑ + CO₂↑

Выделение вещества из минерала не всегда экономически выгодно, поскольку завод по переработке должен находится вблизи месторождений.

Для получения чистого сульфата калия используют обработку хлорида калия концентрированной серной кислотой, но такое производство требует высококачественных кадров, а также совершенных систем безопасности, т.к. работа с концентрированной серной кислотой должна вестись в защитной одежде и в присутствии мощной тяги. Кроме того, побочным продуктов реакции является хлористый водород – токсичный газ.

Чаще всего в промышленности используют обработку хлоридов калия какими-либо сульфатами – магния, натрия, железа, кальция. Так, для добычи сернокислого калия применяют взаимодействие хлорида калия с природным сульфатом магния (эпсомит – MgSO₄∙7H₂O). Процесс идёт в несколько этапов:

1. Искусственное получение минерала шёнита (K₂SO₄∙MgSO₄∙6H₂O) путём взаимодействия с хлоридом калия сульфатного минерала эпсомита.
2. Полученный раствор, насыщенный шёнитом, подают в горючий реактор, где выпаривается порядка 20% воды. На этом этапе происходит отделение твёрдых солей, которые попадают в отстойник, а затем на центрифугу, после чего выводятся из системы.
3. Шенитовый щёлок сливается, а к оставшемуся шёниту вносят хлорид калия при промывке. Образуется сульфат калия.
4. Маточный раствор, включающий хлорид калия и шёнит отправляется на повторную переработку.

Воздействие на организм и на сельскохозяйственные культуры

Сернокислый калий хорошо усваивается организмом человека, восполняя калиевый дефицит. Он способен изменять осмотическое давление в просвете кишки, вытягивая воду и оказывая мягкое слабительное действие, способствуя формированию и отхождению кала. На сельскохозяйственные культуры сульфат калия влияет положительно. Он обогащает почву легко усвояемыми для растений минеральными компонентами, устраняет калиевое голодание, продлевает плодоношение и улучшает вкус и качество плодов.

Полезные свойства

Сульфат калия помогает восстановить минеральный баланс организма. Биологическая роль калия очень высока, он участвует в регуляции мышечной активности, формируя мембранный потенциал действия снаружи мышечных клеток. Он создаёт необходимые условия для нормального сокращения мышц, работы миокарда. Другие функции макроэлемента:

• поддержание постоянства минерального состава плазмы крови;
• балансирование кислотно-щелочного баланса крови;
• обеспечение нормального водного баланса.

Недостаток калия называют гипокалиемией. Это тяжелое состояние характеризуется повышением раздражительности, нарушением сократимости мышц, судорогами, переутомлением. При этом возникает тахикардия, слабость, нарушения работы желудочно-кишечного тракта (тошнота, атония). Гипокалиемия наступает при снижении уровня калия в крови ниже 3,5 ммоль/л. Для профилактики заболевания необходимо употреблять продукты, богатые калием и его солями, в том числе сульфатом калия, который хорошо всасывается.

За счёт способности регулировать осмотическое давление сернокислый калий благоприятно влияет на моторику кишечника. При частых запорах приём препаратов, содержащих сульфат калия, способствует нормализации стула.

Сульфат калия применяется как удобрение. Внесение его в почву позволяет достичь высокой урожайности и усиленного разрастания сельскохозяйственных культур. Опытные садоводы рекомендуют удобрять им бедные древо-подзолитстые почвы. На растения удобрение оказывает ряд полезных эффектов:

• улучшает устойчивость растения к неблагоприятным факторам среды: резкой смене мороза-тепла, промерзанию корней, солнечным ожогам, засухе и переувлажнению;
• стимулирует выработку и накопление сахаров и витаминов в плодах;
• активизирует иммунитет растения, помогает в борьбе с патогенными грибками, бактериями и вирусами;
• помогает образованию боковых побегов.

Сернокислый калий подходит в качестве удобрения для культур, не переносящих хлористые подкормки. Он активирует циркуляцию растительного сока развитие корневой системы, что приводит к пышному цветению и плодоношению.

Вред

В качестве пищевой добавки сульфат калия, как считается, не может нанести вред, поскольку вносится в продукты в небольших количествах. При приёме лекарственных средств на основе данного неорганического вещества следует соблюдать рекомендации врача и не принимать слишком больших доз препарата.

Работа с удобрением должна вестись в защитной одежде, т.к. попадание чистого сернокислого калия на кожу и слизистую глаз приводит к ожогам. Вдыхание порошка может вызвать сильное раздражение дыхательных путей и повреждение ротовой полости.

Применение

Сульфат калия используется во многих сферах. Основной потребитель соли – сельское хозяйство, где он применяется как качественное удобрение для бедных калием почв. Её также применяют в медицине для лечения запоров и восполнения дефицита калия. В пищевой промышленности и косметологии соединение выступает эмульгатором и стабилизатором.

Применение сульфата калия в сельском хозяйстве как удобрение

Сернокислый калий – это качественное бесхлорное удобрение, которое быстро растворяется в воде, переходя в легко усваиваемую для растений форму. Растительные организмы питаются исключительно осмотрофно, т.е. поглощают питательные вещества в виде раствора. Поэтому чем выше растворимость удобрения, тем лучше оно помогает.

Калий, как удобрение, выполняет ряд важных функций в клетках растений:

1. Выравнивает осмотическое давление, регулирует водный баланс через всасывание воды корнями и открывание и закрывание устьиц, которые находятся в эпидерме листа.
2. Утолщает клеточную стенку, защищает её от неблагоприятных факторов.
3. Участвует в метаболизме углеводов: способствует накоплению сахаров и оттоку их из листьев в другие органы.
4. Повышает содержание моно- и полисахаридов в плодах.
5. Стимулирует фотосинтез.
6. Помогает растению переносить кратковременные засухи, переживать периоды переувлажнения, активизируя транспирацию.
7. Участвует в биохимических реакциях, приводящих к синтезу гормонов роста, что положительно сказывается на накоплении биомассы.

Калиевое голодание растения определяется, прежде всего, потерей тургора, увяданием. Затем появляется «краевой» ожог листьев, пожелтение и появление коричневой окраски с засыханием по всему краю листа. Рост замедляется, новые побеги не формируются или образуются укороченные, уродливые. Наблюдается медленное образование плодов, при этом они мелкие, вкусовые качества снижаются. Опадают сначала верхние, затем нижние листья, период цветения укорачивается, бутоны долго не раскрываются.

Для получения хорошего урожая и обильного цветения культурных растений необходимо периодически подкармливать удоборениями. Однако некоторые культуры не переносят внесения в почву хлора, к ним относятся:

• томаты;
• картофель;
• огурцы;
• малина;
• крыжовник;
• виноград;
• смородина.

В качестве удобрения таким растениям хорошо подойдёт сульфат калия. Минеральная добавка подходит для любого типа почв, её вносят под баклажаны, перцы, плодово-ягодные культуры. Подкармливают им в сухом виде и в виде раствора. В жидкой форме применима подкормка под корень и опрыскивание листьев и побегов.

Сернокислый калий можно смешивать с другими удобрениями: фосфатными, азотистыми, известью. Не рекомендуется сочетать его с мелом, мочевиной, компостом и навозом.

В сухом виде удобрение сульфат калия рассыпают на почву в при весенней перекопке, а также осенью, после сбора урожая. Важно заделать его на достаточную глубину, туда, где будут располагаться корни растений. Повторять процедуру необходимо ежегодно, поскольку вещество вымывается дождями.

Подкормка под корень проводится раствором сульфата калия. Плодовые деревья можно удобрять через шурфы – отверстия, созданные под углом 45 °, которые ведут к корневой системе.

Опрыскивание растений проводят в сухую погоду без ветра, с расстояния 20-25 см. Лучше, чтобы в последующие два дня не было осадков, чтобы дождь не смыл полезное соединение. Если такое произошло, лучше повторить обработку.

Дозировка для разных культур указывается на упаковке, как правило, нормы внесения такие:

Культура	Сроки	Норма удобрения, г/м2
Томаты, огурцы, баклажаны	При посадке	15 г
Томаты	При посадке, в период вегетации	20 г
Комнатные и садовые декоративные растения	При посадке, весной	20 г
Ягодные кустарники (смородина, малина, крыжовник)	До начала цветения	20 г
Капуста, редька, репа	При посадке	15 г
Плодовые деревья	Перед цветением, при посадке	200 г
Картофель, морковь, зелень	При посадке	30 г
Клубника	При посадке	20 г

Применение сульфата калия в медицине

Сульфат калия входит в состав поливитаминных препаратов наряду с другими сульфатами, витаминами группы В и аскорбиновой кислотой. Он способствует лучшему усвоению витаминных соединений, а также нормализации минерального баланса. Сернокислый калий предотвращает дефицит макроэлемента в организме.

Препараты, содержащие эту неорганическую соль, могут применятся в качестве слабого и мягкого слабительного. Они вытягивают воду из тканей кишечника в просвет, за счёт чего формируются каловые масса. Сульфат калия оказывает раздражающее действие на стенку кишки, в результате чего она активнее сокращается, стимулируется дефекация.

Показания для приёма сернокислого калия:

• повышенная физическая и умственная утомляемость;
• адаптация к экстремальным факторам среды;
• несбалансированное питание;
• беременность и период лактации;
• восстановительный период после заболеваний, тяжёлых физических нагрузок, операций;
• запоры.

Применение сульфата калия в пищевой промышленности и косметологии

Пищевая добавка Е515 часто применяется в промышленности пищевых продуктов. Сернокислый калий способствует сохранению структуры и товарного вида пищевых продуктов, увеличивает количество циклов разморозки-заморозки без ухудшения вкусовых качеств. Соль можно найти в составе таких продуктов, как: соусы (кетчуп, майонез), йогуртовые продукты; фруктовая и овощная консервация.

Пищевая добавка Е515 используется как минеральная подкормка для дрожжей в хлебопечении, вносят в безалкогольные и слабоалкогольные напитки для нормализации уровня кислотности. В диетических продуктах сернокислым калием заменяют хлорид натрия.

В производстве косметики Е515 выполняет функцию качественного загустителя. Он способствует смешиванию несмешивающихся фаз кремов и средств по уходу за кожей. В составе шампуней играет роль поверхностно-активного соединения, увеличивающего образование пены. Сульфат калия добавляют также в плотную косметику для стабилизации среды, он предотвращает таяние и растрескивание губной помады, твёрдых духов.

Тип пищевой добавки, класс опасности и токсичности, хранение

Пищевая добавка Е515 относится к классу стабилизаторов и эмульгаторов. Вещество относится к 3 классу опасности (умеренно опасное соединение). Это связано с тем, что при попадании чистого сульфата калия на кожу кристаллы вызывают раздражение, боль и ожоги.

Удобрение хранят в вентилируемых помещениях вдали от прямых солнечных лучей и источников нагревания. Оптимальный температурный режим от -35 °С до +30 °С. Необходимо ограничить доступ к соединению детям и животным. Хранить нужно в непищевой таре, отдельно от медикаментов и продуктов питания. Уровень влажности в помещении не должен превышать 60%. Срок годности не ограничен при соблюдении условий хранения.

Где купить и сколько стоит

Пищевая добавка 515 продаётся заводами-производителями оптом. Удобрение сульфат калия можно приобрести в садоводческих магазинах, а также в интернете. Стоимость упаковки 900 грамм составляет порядка 350 рублей. Препараты, содержащие сернокислый калий, продаются в аптеке и стоят от 95 рублей до 700 рублей в зависимости от дозировки и показаний к применению.

Заключение

Сульфат калия – это неорганическая калиевая соль серной кислоты. Основная сфера применения вещества – сельское хозяйство, где оно используется в качестве удобрения. Соединение способствует бурному плодоношению, улучшает вкусовые качества плодов, способствует цветению, накоплению биомассы. Сульфат калия также используют в медицине для восполнения недостатка калия, как средство против запоров. В пищевой промышленности и косметологии пищевая добавка Е515 выступает в качестве эмульгатора, его вносят в продукты и косметику для придания густой консистенции и стабилизации структуры продукции.

Читайте также:

• Сульфит калия: свойства, применение, формула, реакции
• Сульфат кальция: свойства, польза и вред, реакции, применение
• Хлорид калия: описание, свойства инструкция, применение
• Хлорид магния Е511: описание, применение, инструкция, польза и вред