Главная » История » Едкий калий формула химическая. Гидроксид калия: свойства и применение. Химические свойства гидроксида калия

Едкий калий формула химическая. Гидроксид калия: свойства и применение. Химические свойства гидроксида калия

Гидроксид калия относится к щёлочным веществам, и обладает выраженными эмульгирующими свойствами. Благодаря этой добавке, которая ещё известна под названиями “гидроокись калия”, “калиевый щёлок”, “каустический поташ”, и под кодом Е525, удаётся создавать однородные смеси из компонентов вроде с маслами или воды с . В обычном своём состоянии эти элементы не могут взаимодействовать в виде смеси, а за счёт добавления гидроксида калия образуют однородные текстуры.

Вещество считается безопасным для человека, поэтому его часто применяют в пищевой промышленности. Однако изготовление пищи – не единственная отрасль, в которой нашлось место гидроксиду калия.

Что из себя представляет добавка Е525 и как её получают

По своей химической структуре гидроксид калия – это сильная щёлочь, которая может использоваться и в сыпучем состоянии, и в виде раствора. Белый или бесцветный порошок с мелкими гранулами не имеет запаха и обладает хорошей растворимостью в воде. Кроме гранулированной формы, порошковое вещество может состоять из мелких хлопьев, шариков, крупинок.

Водный раствор, в свою очередь, отличается едким щёлочным запахом. Вкус у добавки выражено горький, с “мыльным” послевкусием. Кроме воды, вещество нормально растворяется в , эфирах. Раствор может сам становиться растворителем для некоторых органических материалов – бумаги, дерева, кожи. Кроме того, водный раствор способен корродировать стекло, а расплав оказывает аналогичное действие на фарфор и платину.

При температуре от 404 градусов Цельсия добавка начинает плавиться, а при 1324 градусах закипает. Гидроксид калия способен вступать в реакции с кислотными оксидами, кислотами и переходными металлами, а из-за своей высокой гигроскопичности сильно подвержен воздействию влаги.

Производители пищевых продуктов ценят добавку Е525 как эмульгатор для создания однородных смесей, а также как регулятор уровня кислотности, который способен устанавливать и поддерживать определённое значение кислотной среды в продукте.

Что касается получения добавки, существует несколько способов, наиболее часто используемых в промышленности. Процесс происходит посредством электролиза водных растворов хлорида калия.

Электролиз может осуществляться с использованием твёрдого асбестового или полимерного катода (мембранный способ), а также с использованием ртутного катода – этот механизм наиболее выгодный и распространённый, так как полученное в результате вещество содержит наименьшее количество примесей. Всё же безопасным и более предпочтительным для пищевой промышленности считается мембранный.

Сферы использования гидроксида калия

Начиная с 17-18 столетия вещество было известно своими очищающими свойствами: после воздействия на него высоких температур, с помощью гидроксида калия можно было производить очистку изделий и поверхностей из нержавейки.

Немного позже, в конце 19 века, когда отрасль производства пищевых продуктов начала усиленно пользоваться достижениями химии для улучшения свойств изготавливаемой продукции, на едкое кали обратили внимание как на эмульгатор и регулятор кислотности. На сегодняшний день его используют в таких целях:

для создания и поддержания нужного уровня рН в шоколаде и продуктах на основе какао;
для предохранения от потемнения, сохранения цвета и товарного вида замороженных овощей, особенно (как компонент обработки);
для снятия шкурки и кожицы с овощей и фруктов;
для проведения реакций рафинирования растительных масел ( , ) в качестве катализатора.

Может применяться для анизотропного травления кремния в кристаллах, а также для поглощения кислых газов вроде сероводорода или диоксида серы. С помощью гидроксида калия может происходить обеззараживание сточных вод.

Вещество является одним из наиболее важных элементов в химической промышленности и в производстве разнообразных продуктов широкого потребления, от батареек до сельскохозяйственных удобрений и смесей.

Вещество также используется и в других отраслях, процессах, материалах:

алкалиновых батареях;
моющих средствах;
красителях;
удобрениях;
фармацевтике
при получении вискозных нитей и волокон для обработки древесной целлюлозы;
для обработки хлопковых тканей с целью придания им гигроскопичности.

Требования к таре для транспортировки и хранения

Добавка может содержаться только в герметичной упаковке, которая обладает устойчивостью к воздействию щёлочи. Это полиэтиленовые неокрашенные мешки, стальные барабаны с подкладом из фторопласта или полипропиленовых мешки с дополнительной устойчивой вставкой-мешком. В пластиковые банки и вёдра допустимо упаковывать мелкие партии вещества. Раствор гидроксида калия обычно хранится в стальных контейнерах или бочках.

Кроме того, вещество является негорючим, но взрывоопасным, и эту его особенность необходимо учитывать при выборе места для хранения.

Может ли добавка Е525 нанести вред здоровью человека

Однозначно на сегодняшний день известно только то, что вещество не приносит никакой пользы организму. В составе пищи количество щёлочной добавки настолько незначительно, что фактически никакой опасности она не представляет.

Проблемы может вызвать неосторожное обращение с концентрированным веществом: при попадании на кожу или слизистые ткани оно вызывает сильный химических ожог, а попадание добавки в глаза может закончится полной потерей зрения.

Для работы с калиевым щёлоком необходимо придерживаться техники безопасности: обязательно наличие защитной спецодежды, перчаток, маски, очков и специальной обуви.

Исследования, проведённые с использованием лабораторных животных показали, что постоянное употребление регулятора кислотности Е525 может стать причиной появления хронических заболеваний кожных покровов. Однако до сих пор нет установленной суточной нормы потребления добавки.

Вещество разрешено к использованию в процессе изготовления пищевых продуктов в России, Украине, Канаде, США и государствах Европейского союза. Сама по себе гидроокись калия представляет собой сильную щёлочь, поэтому при непосредственном контакте с чистой формой вещества человеку грозит опасность получения сильных ожогов и даже слепоты. В продуктах питания количество добавки настолько незначительно, что не причиняет здоровью вреда, более того, её разрешено использовать и в детском питании. Кроме изготовления еды, сфера использования гидроксида калия очень широка: это и производство различных моющих средств, химикатов, удобрений, бумаги, каучука, и перегонка нефти, и множество химических реакций разнообразного назначения, а также металлургические и буровые процессы.

Едкое кали, он же каустический поташ, он же калиевый щелок, он же гидроксид калия KOH.
Это — щелочь, и щелочь очень сильная. При этом — первая, которая стала доступна человечеству. На самом деле редкий случай, когда сначала доступно именно сильное соединение, и я подозреваю это вообще уникальный случай…

Для его получения в древности нужно всего два основных ингредиента — это K 2 CO 3 и гашенная известь Ca(OH) 2 . И первое и второе — очень древние соединения.
Ну что тут еще сказать?

Ca(OH) 2 + K 2 CO 3 → CaCO 3 + 2 KOH

Процесс ядовитый и совсем неприятный. Едкое кали так и названо потому что очень едкое. Недаром его используют для ресомации (такой себе химической альтернативы кремации) для растворения трупов. Очень эффективно разрушает любую органику (у кого там были проблемы с драконами? :D).

Но давайте посмотрим где его применяют, ведь в современном мире его производят миллионами тонн в год.

1. Производство мыла. Обычно для этого используется едкий натр, но если взять вместо него едкое кали, то мыло получается жидким. Но, может стоит продвигать в древности современные жидкие моющие средства? Они определенно имеют применение, а это не только мытье посуды, это и шампуни, и кремы для бритья.

2. Нейтрализация кислот. Количество производств, где это необходимо очень длинное, так и не перечислить. Включая лечение кислотных ожогов. Да и регуляция кислотности тоже тут (в том числе — регуляция кислотности пищевых продуктов).

3. Производство пермарганата калия (марганцовки).

4. Применяется в производстве бумаги, предотвращает образование пены.

5. Электролит. Сейчас он — электролит в алкалайновых батарейках (все помним ту гадость, которая сочится когда «батарейка потекла»?), но подходит и как электролит для производства гальванических покрытий (хоть и не во всех процессах).

6. Сырье для удобрений, сырье для красителей, сырье для пестицидов, сырье для производства метана.

7. Очистка металлических изделий от жира — для той же гальваники.

8. Очистка сточных вод от взвешенных частиц и очистка отработанных газов (нейтрализация).

9. Для химической активации (но, правду сказать, там много всего надо).

10. Буровые растворы.

11. Применяется в производстве штукатурки, гипсовых растворов, побелки.

12. Производство биодизеля.

Но, надо сказать, сейчас применение едкого кали не настолько широкое. Дело в том, что в настоящее время едкое кали дороже, чем едкий натр и его применяют не просто там, где нужна щелочь, а именно там, где нужны соединения калия.
Ну и, конечно, в современном мире никто едкое кали из поташа не получает. Его получают несколькими методами (чаще электролитическими) из калийной соли, разведанные залежи которых очень немаленькие.

Попаданец, помни! Если в древности тебе нужна щелочь — ищи едкое кали!

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 и формула гидроксида калия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Гидроксид калия (едкий калий) - это сложное химическое соединение, принадлежащее к классу оснований.

Формула – \(\ K O H \)

Молярная масса равна 56,11 г/моль.

Физические свойства – твердое вещество белого цвета, весьма гигроскопичный.

Плавится и кипит без разложения.

Хорошо растворяется в воде, с сильным экзотермическим эффектом, создает сильнощелочную среду.

Химические свойства гидроксида калия

Гидроксид калия проявляет свойства основных гидроксидов (относится к щелочам), поэтому он реагирует с кислотами:

\(\ 2 K O H+H N O_{3}=K N O_{3}+H_{2} O \)

Реагирует с оксидами неметаллов:

\(\ 2 K O H+C O_{2}=K_{2} C O_{3}+H_{2} O \)

Гидроксид калия также реагирует с амфотерными соединениями с образованием комплексных солей:

\(\ K O H+A l(O H)_{3}=K\left \)

Реагирует при сплавлении \(\ \left(900-1100^{\circ} \mathrm{C}\right) \) с оксидом алюминия:

\(\ 2 K O H+A l_{2} O_{3}=2 K A l O_{2}+H_{2} O \)

Реагирует с несолеобразующими оксидами азота:

\(\ 2 K O H+N O+N O_{2}=2 K N O_{2}+H_{2} O \)

Получение

Гидроксид калия можно получить непосредственно из самого калия:

\(\ 2 K+2 H_{2} O=2 K O H+H_{2} \uparrow \)

\(\ 4 K+O_{2}+2 H_{2} O=4 K O H \)

При взаимодействии карбоната калия с гидроксидом кальция:

\(\ K_{2} C O_{3}+C a(O H)_{2}=C a C O_{3} \downarrow+2 K O H \)

Применение

Применяется в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки E525.

Используется в химическом синтезе.

Находит применение в качестве электролита в щелочных батарейках.

Примеры решения задач

Задание

Определите массовую долю гидроксида в растворе, который имеет осмотическое давление 1 атм при \(\ 25^{\circ } \)

Решение

Гидроксид калия - сильный электролит и диссоциирует нацело с образованием двух частиц:

Запишем выражение для определения осмотического давления для сильного электролита:

\(\ \pi=i \cdot C_{M} \cdot R \cdot T \)

где i - изотонический коэффициент, равный числу ионов, на которые распадается сильный электролит.

\(\ i(K O H)=2 \)

\(\ T=25^{\circ} \mathrm{C}=298 K \)

\(\ \pi=1 \mathrm{aTM}=101325 \mathrm{ПА} \)

\(\ R=3,314 Дж/(Моль\cdot K) \)

\(\ C_{M}(K O H)=\frac{\pi}{i \cdot R \cdot T}=\frac{101325}{2 \cdot 8,314 \cdot 298}=20,45 моль/м^{3} =0,02045 моль/л \)

Пересчитаем молярную концентрацию в массовую долю, приняв плотность раствора за единицу, так как концентрация мала:

\(\ \omega(K O H)=\frac{C_{M}(K O H) \cdot M(K O H)}{\rho_{s o l u t i o n} \cdot 1000} \)

Подставим численные значения:

\(\ \omega(K O H)=\frac{0,02045 \cdot 56,11}{1 \cdot 1000}=1,147 \cdot 10^{-3} \)

Ответ

\(\ \omega(K O H)=0,115 \% \)

Задание

Вычислите pH 0, 001 M раствора KOH в приближении идеального раствора.

Решение

Запишем уравнение электролитической диссоциации KOH в водном растворе:

\(\ K O H \rightarrow K^{+}+O H^{-} \)

Из уравнения диссоциации следует, что:

\(\ C_{M}\left(K^{+}\right)=C_{M}\left(O H^{-}\right)=C_{M}(K O H)=0,001 \) моль/л

Рассчитаем pH в приближении идеального раствора:

\(\ p H=14-p O H=14+\lg C_{M}\left(O H^{-}\right)=14+\lg 0,001=11 \)

Ответ

pH (идеальный раствор) = 11

4.8 из 5

Гидроксид калия – практически бесцветные кристаллы без запаха , можно услышать и такие названия этого вещества, как едкое кали или каустический поташ. В пищевой промышленности такое соединение известно как добавка Е525.

Свойства гидроксида калия

Едкое кали обладает следующими свойствами:

Гигроскопичность – способность поглощать водяные пары, именно этим обусловлено свойство гидроксида калия расплываться на открытом воздухе. Хранить каустический поташ необходимо в плотно закрытой упаковке в сухом помещении;
Способность растворяться в метиловом и этиловом спирте при 28°С и в воде уже при 0°С с выделением большого количества тепла;
Едкое кали получило свое название благодаря свойству разрушать многие органические материалы (бумагу, кожу, древесину и т.д.);
Гидроксид калия не обладает горючестью, но взрывоопасен .

Эти свойства каустического поташа делают работу с ним довольно опасной, но, с другой стороны, значительно расширяют сферы применения данного вещества.

Области применения гидроксида калия

Едкое кали – одна из наиболее распространенных щелочей, которая благодаря своим свойствам активно применяется в различных сферах и областях промышленности, в строительстве и бытовых нуждах:

В качестве пищевой добавки гидроксид калия (Е525) используется как регулятор кислотности. Эту щелочь применяют в изготовлении какао, шоколада и продукции, их содержащей;
Производство мыла и шампуней, отбеливателей и средств для бритья, а также другой бытовой химии происходит с применением гидроксида калия;
Химическая промышленность с помощью каустического поташа получает метан и использует едкое кали для обнаружения в растворах катионов и поглощения кислотных газов;
В промышленной мойке очищение изделий из нержавеющей стали от жира происходит с помощью нагретых до 50-60°С растворов, содержащих гидроксид калия;
Едкое кали служит электролитом в щелочных батарейках;
В строительстве применяется для изготовления таких материалов, как штукатурка, гипсовые растворы, побелка;
Гидроксид калия способен очищать сточные воды от взвешенных и коллоидных частиц ;
В производстве металлов используется для нейтрализации отработанных вредных газов;
В медицине едкое кали может применяться для лечения кислотных ожогов, а также для дезинфекции корневых зубных каналов в стоматологии;
В целлюлозно-бумажной промышленности используется для предотвращения образования пены во время производства бумаги и картона.
Гидроксид калия добавляют в морскую воду с целью сокращения объема углекислого газа в атмосфере и смягчения парникового эффекта;
Едкое кали используется в борьбе с клещами, блохами и другими насекомыми;
Создание очагов заземления для электротехники также происходит с участием этого вещества, так как это соединение способно значительно снижать удельное сопротивление грунта;
Жители Афганистана используют гидроксид калия для производства табака и в качестве краски для своих домов .

Афганистан, Швеция, Норвегия, Индия и Пакистан – наиболее крупные потребители едкого кали. Несмотря на пользу, которую может принести его использование, избыток гидроксида калия, то есть слишком большая его доля в растворах и составах, может нанести непоправимый ущерб как материалу, с которым производится работа, так и здоровью человека, применяющего щелочь.

Особенности использования гидроксида калия, меры безопасности

Как можно заметить, области применения каустического поташа довольно широки, но так как это вещество относится ко второму классу опасности, работа с ним требует особой осторожности, а именно:

При необходимости использования гидроксида калия работать следует в резиновых перчатках, брызгозащитных очках и специальном прорезиненном костюме;
При попадании щелочи на слизистые оболочки и кожу необходимо немедленно промыть поврежденный участок большим количеством теплой воды и обратиться к врачу.

Едкое кали в чистом виде вызывает сильнейшие химические ожоги, а при попадании в глаза может привести к полной потере зрения. В растворах избыток гидроксида калия способен разрушить материалы, с которыми он взаимодействует , и вместо пользы принести вред.