Формула сульфата калия в химии

Содержание:

Микроэлементы, %

Калий сернокислый – высококонцентрированное бесхлорное удобрение, мелкокристаллический порошок белого цвета с желтым оттенком, содержит 46–50 % K₂O. Применяется на всех почвах и под все культуры, особенно под чувствительные к хлору (табак, цитрусовые, виноград, картофель и другие). [8] Может выступать в роли серосодержащего удобрения, но в связи с ограниченным применением в сельском хозяйстве в обеспечении почв серой играет небольшую роль. [4]

Содержание:

Физические и химические свойства

Чистое вещество – бесцветные кристаллы плотностью 2,66 г/см 3 . Температура плавления – +1074°C, температура кипения – +2000°C.

Физические характеристики

Растворимость в воде (г в 100г):

при 0°C – 7,35,
при +20°C – 11,1,
при +40°C – 14,8,
при + 100°C – 24,2.

Температура кипения насыщенного раствора (24,3 г K₂SO₄ в 100 г воды) –; +101,4°C. [7]

Сегодня промышленность выпускает три типа сернокислого калия: химически чистый, чистый для анализа и чистый. Массовая доля сернокислого калия соответственно 99, 98 и 97 %.

Массовая доля нерастворимых в воде веществ – не более 0,005, 0,010 и 0,020% соответственно.

Уровень РН раствора препаратов с массовой долей 5 % для всех типов сернокислого калия – 5,5–8.

Содержание различных примесей нормируется в зависимости от типа удобрения следующим образом: нитратов – от 0,001 до 0,004 %, аммонийных солей – от 0,001 до 0,004 %, хлоридов – от 0,0005 до 0,0020 %, железа – от 0,0002 до 0,0010 %, мышьяка – от 0,00005 до 0,00040 %, натрия – 0,05 – 0,15%, кальция – от 0,005 до 0,020 %, тяжелых металлов – от 0,0005 до 0,0020 %. [2]

Калий сернокислый не гигроскопичен, не слеживается. [6]

Удобрения , содержащие Калий сернокислый

Применение

Сельское хозяйство

Калий сернокислый применяется в качестве удобрения, особенно для хлорофобных культур, как в открытом, так и в закрытом грунте. [6] Может использоваться в качестве серосодержащего удобрения. [4]

Зарегистрированные и допущенные к использованию на территории России в качестве удобрения марки сернокислого калия находятся в таблице справа. [3]

Промышленность

Калий сернокислый применяется для получения квасцов и других химических соединений калия, а также как компонент шихты при производстве стекла. [7]

Календарь внесения

Апрель

Май

Июнь

Июль

Август

Внесение

Сернокислый калий применяется на всех видах почв в соответствии с рекомендациями для калийных удобрений. [4]

При внесении в почву быстро растворяется в почвенном растворе и вступает в реакцию частичного и необменного поглощения с почвенным поглощающим комплексом. Механизм реакций одинаков для всех калийных удобрений. [8]

Калий сернокислый возможно вносить в почву при основном внесении, [4] но обычно он рекомендуется в качестве любых подкормок растений, как правило, овощей. Применяется в закрытом и открытом грунте, как в виде растворов через любые системы полива, так и в сухом виде. [9]

Читать также Как правильно сделать домашнее вино из яблок

Влияние на сельскохозяйственные культуры

Сернокислый калий положительно влияет на все культуры. Максимальный положительный эффект наблюдается на хлорофобных культурах: картофеле, гречихе, луке, огурцах, табаке. [1]

Получение

Калий сернокислый производится двумя методами:

1. Обменного разложения KCl и MgSO₄:

2KCl + 2MgSO₄ → K₂SO₄ _* MgSO₄ + MgCl₂

Сульфат калия из-за невысокой растворимости выпадает в осадок, а сильно растворимый хлорид магния остается в растворе. Осадок сульфата калия (сернокислого калия) отфильтровывают и сушат. [5]

2. Термического восстановления:

Сернокислый выщелачивается водой при +100°C. Окись магния остается в осадке. Сернистый газ восстанавливается метаном до элементарной серы. [5]

(20 °C) 11.1 г/100мл

(100 °C) 24 г/100 мл

Сульфат калия


Общие
Систематическое наименование	сульфат калия
Традиционные названия	сернокислый калий
Хим. формула	K₂SO₄
Физические свойства
Состояние	белое кристаллическое вещество
Молярная масса	174.259 г/моль
Плотность	2.66 г/см³
Термические свойства
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
Химические свойства
Растворимость в воде
Растворимость в остальных веществах	слабо растворим в глицерине, нерастворим в ацетоне, спирте, CS₂
Структура
Кристаллическая структура	ромбическая
Классификация
Рег. номер CAS	7778-80-5
PubChem	24507
Рег. номер EINECS	231-915-5
SMILES
Кодекс Алиментариус	E515(i)
RTECS	TT5900000
ChEBI	32036
ChemSpider	22915
Безопасность
ЛД₅₀	6600 мг/кг
Токсичность
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Содержание

История [ править | править код ]

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 [ править | править код ]

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

Физические свойства [ править | править код ]

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.

Получение [ править | править код ]

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:

Промышленные методы получения основаны на обменных реакциях KCl с различными сульфатами и в результате сульфат калия, как правило, сильно загрязнён побочными продуктами:

2 K C l + 2 M g S O 4 ⇄ K 2 S O 4 ⋅ M g S O 4 + M g C l 2 <displaystyle <mathsf <2KCl+2MgSO_<4>
ightleftarrows K_<2>SO_<4>cdot MgSO_<4>+MgCl_<2>>>> K 2 S O 4 ⋅ M g S O 4 + 2 K C l ⇄ 2 K 2 S O 4 + M g C l 2 <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>cdot MgSO_<4>+2KCl
ightleftarrows 2K_<2>SO_<4>+MgCl_<2>>>> 2 K C l + N a 2 S O 4 ⇄ K 2 S O 4 + 2 N a C l <displaystyle <mathsf <2KCl+Na_<2>SO_<4>
ightleftarrows K_<2>SO_<4>+2NaCl>>> 2 K C l + C a S O 4 ⋅ 2 H 2 O ⇄ K 2 S O 4 + C a C l 2 + 2 H 2 O <displaystyle <mathsf <2KCl+CaSO_<4>cdot 2H_<2>O
ightleftarrows K_<2>SO_<4>+CaCl_<2>+2H_<2>O>>> 2 K C l + F e S O 4 ⇄ K 2 S O 4 + F e C l 2 <displaystyle <mathsf <2KCl+FeSO_<4>
ightleftarrows K_<2>SO_<4>+FeCl_<2>>>>

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

100^C>>K_<2>SO_<4>+2HCluparrow >>>"> 2 K C l + H 2 S O 4 → > 100 o C K 2 S O 4 + 2 H C l ↑ <displaystyle <mathsf <2KCl+H_<2>SO_<4><xrightarrow <>100^C>>K_<2>SO_<4>+2HCluparrow >>> 100^C>>K_<2>SO_<4>+2HCluparrow >>>"/>

Прокаливанием с углём минерала лангбейнита:

T>>K_<2>SO_<4>+2Mgdownarrow +2CO_<2>uparrow +2SO_<2>uparrow >>>"> K 2 S O 4 ⋅ 2 M g S O 4 + 2 C → > T K 2 S O 4 + 2 M g ↓ + 2 C O 2 ↑ + 2 S O 2 ↑ <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>cdot 2MgSO_<4>+2C<xrightarrow <>T>>K_<2>SO_<4>+2Mgdownarrow +2CO_<2>uparrow +2SO_<2>uparrow >>> T>>K_<2>SO_<4>+2Mgdownarrow +2CO_<2>uparrow +2SO_<2>uparrow >>>"/>

В лабораторной практике применяют следующие методы:

из оксида калия:

K 2 O + H 2 S O 4 → K 2 S O 4 + H 2 O <displaystyle <mathsf <2>O+H_<2>SO_<4><xrightarrow <>>K_<2>SO_<4>+H_<2>O>>>

вытеснением из слабых или неустойчивых кислот:

K 2 C O 3 + H 2 S O 4 → K 2 S O 4 + C O 2 ↑ + H 2 O <displaystyle <mathsf <2>CO_<3>+H_<2>SO_<4><xrightarrow <>>K_<2>SO_<4>+CO_<2>uparrow +H_<2>O>>>

из щёлочи и разбавленной кислоты:

2 K O H + H 2 S O 4 → K 2 S O 4 + 2 H 2 O <displaystyle <mathsf <2KOH+H_<2>SO_<4><xrightarrow <>>K_<2>SO_<4>+2H_<2>O>>>

из гидросульфата калия:

Читать также Как сделать бассейн в домашних условиях

2 K H S O 4 → 240 o C K 2 S O 4 + H 2 S O 4 <displaystyle <mathsf <2KHSO_<4><xrightarrow <240^C>>K_<2>SO_<4>+H_<2>SO_<4>>>>K H S O 4 + K O H → K 2 S O 4 + H 2 O <displaystyle <mathsf <4>+KOH<xrightarrow <>>K_<2>SO_<4>+H_<2>O>>>2 K H S O 4 + K C l → 500 o C K 2 S O 4 + H C l ↑ <displaystyle <mathsf <2KHSO_<4>+KCl<xrightarrow <500^C>>K_<2>SO_<4>+HCluparrow >>>

окислением сульфида калия:

500^C>>K_<2>SO_<4>>>>"> K 2 S + 2 O 2 → > 500 o C K 2 S O 4 <displaystyle <mathsf <2>S+2O_<2><xrightarrow <>500^C>>K_<2>SO_<4>>>>500^C>>K_<2>SO_<4>>>>"/>

из надперекиси калия:

2 K O 2 + S → 140 o C K 2 S O 4 <displaystyle <mathsf <2KO_<2>+S<xrightarrow <140^C>>K_<2>SO_<4>>>>2 K O 2 + S O 2 → 100 o C K 2 S O 4 + O 2 <displaystyle <mathsf <2KO_<2>+SO_<2><xrightarrow <100^C>>K_<2>SO_<4>+O_<2>>>>

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

4 K 2 S O 3 → 600 o C K 2 S + 3 K 2 S O 4 <displaystyle <mathsf <4K_<2>SO_<3><xrightarrow <600^C>>K_<2>S+3K_<2>SO_<4>>>>

K 2 C r 2 O 7 + S → 800 − 1000 o C C r 2 O 3 + K 2 S O 4 <displaystyle <mathsf <2>Cr_<2>O_<7>+S<xrightarrow <800-1000^C>> Cr_<2>O_<3>+K_<2>SO_<4>>>>

Взаимодействием сульфата аммония и гидроксид калия:

( N H 4 ) 2 S O 4 + 2 K O H → K 2 S O 4 + 2 N H 3 ↑ + 2 H 2 O <displaystyle <mathsf <(NH_<4>)_<2>SO_<4>+2KOH
ightarrow K_<2>SO_<4>+2NH_<3>uparrow +2H_<2>O>>>

Химические свойства [ править | править код ]

Как соль двухосновной кислоты образует кислые соли:

K 2 S O 4 + H 2 S O 4 ⇄ 2 K H S O 4 <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>+H_<2>SO_<4>
ightleftarrows 2KHSO_<4>>>>

Как все сульфаты взаимодействует с растворимыми соединениями бария:

K 2 S O 4 + B a C l 2 → 2 K C l + B a S O 4 ↓ <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>+BaCl_<2><xrightarrow <>>2KCl+BaSO_<4>downarrow >>>

Восстанавливается до сульфида:

K 2 S O 4 + 4 H 2 → 600 o C , F e 2 O 3 K 2 S + 4 H 2 O <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>+4H_<2><xrightarrow <600^C,Fe_<2>O_<3>>>K_<2>S+4H_<2>O>>> K 2 S O 4 + 4 C → 900 o C K 2 S + 4 C O <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>+4C<xrightarrow <900^C>>K_<2>S+4CO>>>

С оксидом серы образует пиросульфат:

K 2 S O 4 + S O 3 → K 2 S 2 O 7 <displaystyle <mathsf <2>SO_<4>+SO_<3><xrightarrow <>>K_<2>S_<2>O_<7>>>>

Применение [ править | править код ]

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. [2]

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

Сведения о безопасности [ править | править код ]

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 раздражениежелудочно-кишечного тракта,
Вдыхание: при вдыхании может вызвать раздражение дыхательных путей,
При хроническом употреблении сульфата калия: отравления могут возникать в редких случаях длительного воздействия.

Нахождение в природе

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

Физические свойства

Читать также Как правильно солить грибы рядовки

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:

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

100^oC> K_2SO_4+2HCluparrow>" border="0" />

Прокаливанием с углём минерала лангбейнита:

T> K_2SO_4+2Mguparrow+CO_2+SO_2>" border="0" />

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:

500^oC> K_2SO_4>" border="0" />

из надперекиси калия: