Structure du carbonate de potassium (K2CO3), propriétés, utilisations, production

le Carbonate de potassium est un composé inorganique formé de deux ions potassium K⁺ et un ion carbonate CO₃^deux-. Sa formule chimique est K_deuxCO₃. C'est un solide blanc hygroscopique, c'est-à-dire qu'il absorbe facilement l'eau de l'environnement. Pour cette raison, dans les laboratoires, il est utilisé pour absorber l'eau d'autres substances..

Il est très soluble dans l'eau et forme des solutions alcalines riches en ions OH.^-et donc avec un pH élevé. Ses solutions aqueuses, étant alcalines, sont utilisées dans divers procédés industriels pour absorber les gaz acides tels que le dioxyde de carbone CO_deux et sulfure d'hydrogène H_deuxOui, cela les neutralise facilement.

Le K_deuxCO₃ Il est utilisé pour préparer des savons, des produits de nettoyage, des détergents à lessive et des mélanges à vaisselle. Il est également utilisé dans le traitement de certaines fibres textiles telles que la laine..

Il est largement utilisé dans les laboratoires de chimie, par exemple pour absorber l'eau d'autres composés ou pour alcaliniser des mélanges de réactions chimiques et également en analyse chimique.

Il est également ajouté à certains aliments, par exemple, pour éliminer le goût amer des fèves de cacao lors de la production de chocolat..

Index des articles

• 1 Structure
• 2 Nomenclature
• 3 propriétés
  • 3.1 État physique
  • 3.2 Poids moléculaire
  • 3.3 Point de fusion
  • 3.4 Point d'ébullition
  • 3.5 Densité
  • 3.6 Solubilité
  • PH 3,7
  • 3.8 Propriétés chimiques
• 4 Obtention
• 5 utilisations
  • 5.1 Dans l'absorption de CO2 dans les processus industriels
  • 5.2 Lors de l'élimination du H2S de certains processus
  • 5.3 Dans les laboratoires de chimie
  • 5.4 Dans l'industrie des produits de nettoyage
  • 5.5 Dans l'industrie alimentaire
  • 5.6 Dans les engrais
  • 5.7 Dans diverses applications
• 6 Références

Structure

Le carbonate de potassium est composé de deux cations potassium K⁺ et un anion carbonate CO₃^deux-. L'anion carbonate a une structure plate et symétrique, tandis que les trois atomes d'oxygène entourent le carbone formant un triangle plat..

Nomenclature

- Carbonate de potassium

- Carbonate de potassium

- Carbonate de dipotassium

- Potasse

- Sel de potassium d'acide carbonique.

Propriétés

État physique

Solide cristallin incolore à blanc.

Poids moléculaire

138,205 g / mol.

Point de fusion

899 ºC.

Point d'ébullition

Il se décompose.

Densité

2,29 g / cm³

Solubilité

Très soluble dans l'eau: 111 g / 100 g d'eau à 25 ° C. Insoluble dans l'éthanol et l'acétone.

pH

Une solution aqueuse peut avoir un pH de 11,6, c'est-à-dire qu'elle est assez alcaline.

Propriétés chimiques

Le carbonate de potassium est déliquescent ou hygroscopique, c'est-à-dire qu'il absorbe l'humidité de l'environnement. Il a un hydrate stable, K_deuxCO₃.2H_deuxOU ALORS.

Le K_deuxCO₃ en solution aqueuse, il s'hydrolyse, c'est-à-dire qu'il réagit avec l'eau en libérant des groupes OH^- qui sont ceux qui donnent l'alcalinité aux solutions:

CO₃^deux- + H_deuxO ⇔ OH^- + HCO₃^-

HCO₃^- + H_deuxO ⇔ OH^- + H_deuxCO₃

Obtention

Il peut être obtenu à partir des cendres qui restent lors de la combustion des plantes. Également par carbonatation d'hydroxyde de potassium KOH, c'est-à-dire en ajoutant un excès de dioxyde de carbone CO_deux à KOH:

KOH + CO_deux → KHCO₃

2 KHCO₃ + chaleur → K_deuxCO₃ + H_deuxOU ALORS

Une autre façon de l'obtenir est de chauffer le chlorure de potassium KCl avec du carbonate de magnésium MgCO₃, eau et CO_deux sous pression. Un double sel hydraté de magnésium et de potassium est obtenu en premier MgCO₃.KHCO₃.4H_deuxOu, appelé sel d'Engels:

2 KCl + 3 MgCO₃ + CO_deux + 5 heures_deuxO → MgCO₃.KHCO₃.4H_deuxO ↓ + MgCl_deux

Le sel double hydraté d'Engels précipite et est filtré hors de la solution. Ensuite, il est chauffé et le carbonate de potassium K se forme_deuxCO₃ que lors de l'ajout d'eau se dissout tandis que le carbonate de magnésium MgCO₃ reste insoluble et est éliminé par filtration.

MgCO₃.KHCO₃.4H_deuxO + chaleur → MgCO₃↓ + 2K⁺ + CO₃^deux- + CO_deux↑ + 9 H_deuxOU ALORS

Applications

Dans l'absorption de CO_deux dans les processus industriels

La solution de carbonate de potassium est le traitement classique pour l'élimination du dioxyde de carbone CO_deux dans divers processus, en particulier dans les applications haute pression et haute température.

Élimination du CO_deux se produit selon la réaction suivante:

K_deuxCO₃ + CO_deux + H_deuxO ⇔ 2 KHCO₃

Cette méthode est utilisée par exemple pour traiter le gaz naturel. Également dans les centrales électriques, pour éviter les émissions de CO_deux dans l'atmosphère et dans la production de glace sèche.

La solution de K_deuxCO₃ peut être régénéré thermiquement, c'est-à-dire par chauffage à des températures d'environ 100 ° C.

Pour que la solution de carbonate de potassium puisse absorber le CO2 à une bonne vitesse, des promoteurs sont ajoutés qui accélèrent le processus comme la diéthanolamine (DEA)..

Dans la suppression de H_deuxS de certains processus

Des solutions de carbonate de potassium sont également utilisées pour éliminer le sulfure d'hydrogène gazeux H_deuxS pour les flux de processus. Du triphosphate de potassium K est parfois ajouté₃PO₄ pour accélérer le processus.

Dans les laboratoires de chimie

Le K_deuxCO₃ Il permet de réaliser des synthèses organiques, par exemple dans des réactions de condensation et de neutraliser. Il est utilisé pour éliminer l'eau des liquides organiques, comme agent déshydratant ou dessicant en laboratoire.

Il est également utilisé dans les réactions de chimie analytique et pour l'alcalinisation dans l'industrie pharmaceutique..

Dans l'industrie des produits de nettoyage

Le K_deuxCO₃ Il est utilisé pour fabriquer du savon, des formules de nettoyage, des produits de lessive et de vaisselle, ainsi que pour préparer du shampoing et d'autres produits de soins personnels.

Dans l'industrie alimentaire

Le carbonate de potassium est ajouté à divers aliments à des fins diverses.

Par exemple, il est ajouté aux fèves de cacao pour enlever leur goût amer et les utiliser dans la production de chocolat. Il est ajouté aux raisins dans le processus de séchage pour obtenir des raisins secs.

En pâtisserie, il est utilisé comme agent levant (qui agit comme une levure) pour la farine pour préparer des produits de boulangerie..

Dans les engrais

Le K_deuxCO₃ Il est utilisé pour fertiliser les sols acides, car l'ion carbonate CO₃^deux- au contact de l'eau produit des ions OH^- qui augmentent le pH du sol. Plus potassium K⁺ c'est un nutriment pour les plantes.

Le carbonate de potassium a également été utilisé pour fabriquer des engrais à libération lente.

Un engrais à libération lente libère ou libère lentement des nutriments afin qu'ils ne soient pas dissous et emportés. Grâce à cela, ils pourront passer plus de temps disponible aux racines de la plante.

Dans diverses applications

Carbonate de potassium K_deuxCO₃ il est également utilisé pour:

- Procédés de teinture, de blanchiment et de nettoyage de la laine brute et autres activités de l'industrie textile

- Obtention d'autres sels de potassium organiques et inorganiques, tels que le cyanure de potassium KCN.

- Fonctionne comme régulateur d'acidité dans divers processus.

- Faire de la céramique et de la poterie.

- Processus de gravure et de lithographie.

- Tannage et finition des cuirs.

- Préparer les encres pour l'impression, les pigments.

- Fabriquer des lunettes spécialement pour la télévision, depuis le K_deuxCO₃ est plus compatible que le carbonate de sodium Na_deuxCO₃ avec les oxydes de plomb, de baryum et de strontium contenus dans ces verres.

- Traitement de l'eau.

- Ignifuge (sous forme de solutions aqueuses).

- Inhiber la corrosion et en tant qu'agent antisalissure dans les équipements de process.

Les références

1. NOUS. Bibliothèque nationale de médecine. (2019). Carbonate de potassium. Récupéré de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Steele, D. (1966). La chimie des éléments métalliques. Pergamon Press Ltd. Londres.
3. Mokhatab, S. et coll. (2019). Traitement du gaz naturel. La solution de carbonate de potassium. In Handbook of Natural Gas Transmission and Processing (quatrième édition). Récupéré de sciencedirect.com.
4. Kakaras, E. et coll. (2012). Systèmes à cycle combiné de combustion à lit fluidisé sous pression (PFBC). Combustion en lit fluidisé sous pression avec captage et stockage du carbone. Dans les systèmes à cycle combiné pour la production d'électricité à émission quasi nulle. Récupéré de sciencedirect.com.
5. Speight, J.G. (2019). Production d'hydrogène. Gommage humide. Dans la récupération et la mise à niveau du pétrole lourd. Récupéré de sciencedirect.com.
6. Branan, C.R. (2005). Traitement des gaz: chapitre mis à jour par Chris Higman. Processus de carbonate chaud. Dans Rules of Thumb for Chemical Engineers (quatrième édition). Récupéré de sciencedirect.com.
7. Kirk-Othmer (1994). Encyclopédie de la technologie chimique. Quatrième édition. John Wiley et fils.
8. Encyclopédie Ullmann de chimie industrielle. (1990). Cinquième édition. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
9. Li, Y. et Cheng, F. (2016). Synthèse d'un nouvel engrais potassique à libération lente à partir de laitier de magnésium Pidgeon modifié par du carbonate de potassium. J Air Waste Manag Assoc, août 2016; 66 (8): 758-67. Récupéré de ncbi.nlm.nih.gov.