Калий – химиктер калий карбонаты деп атайтын заттың бейресми атауы. Бұл тұз адамдарға көне заманнан бері белгілі, өйткені ол күлдің құрамында болады. Бұрын бұл сөз өсімдік жану өнімдерінің ерітіндісінің булануынан кейінгі құрғақ қалдық деп аталды. Сонымен, калий туралы не белгілі?
Формула
Бұл заттың тағы бір атауы - калий карбонаты. Ал оның химиялық формуласы былай жазылған - K2CO3. Бұл калий мен көмір қышқылының орташа тұзы. Бұл калий ерітіндісі қышқыл немесе негіздік емес, ол бейтарап екенін білдіреді. Ұзақ уақыт бойы ол ас содасымен шатастырылды - NaHCO3.
Ашу және зерттеу тарихы
Әрине, калийді кім бірінші алғанын нақты білмейміз, өйткені ол Ежелгі Греция мен Римде белгілі болған. Содан кейін оны күлден бөліп алып, жууға пайдаланды. Бір қызығы, ол ұзақ уақыт бойы басқа затпен - калий бикарбонатымен шатастырылды. Бізге таныс ас содасы, калий - бірге олар жай сілтілі немесе сілтілі тұздар деп аталды. Олар XVIII-XIX ғасырларда оларды ажырата бастады. Бұл алғаш рет 1759 жылы белгілі болдыжылы Андреас Маргграф сода минералды сілті, ал калий өсімдік екенін анықтады. Ал 1807 жылы Хамфри Дэви осы заттардың әрқайсысының химиялық құрамын анықтады.
Калий өндірісі туралы алғашқы ескерту 14 ғасырға жатады. Кәсіпорындардың ең ірілері Германия мен Скандинавия елдерінде орналасқан. Калий карбонаты сабын зауыттарында, мата өнеркәсібінде, бояу зауыттарында қолданылды. Бәсекелестікке XV ғасырда Ресей де қосылды. Бұған дейін олар калийді күлден қалай оқшаулау керектігін білмеді, бірақ жану өнімдерін, мысалы, аң терісімен бірге экспорттаған. Ресейдің ішінде де, шетелде де шыны өнеркәсібі де осы затқа мұқтаж болды. Сұраныс өсті, ұсыныс та өсті.
Айтпақшы, «калий» атауының өзі оның ежелгі дәуірде қалай алынғанын білдіреді. Латын тілінде ол калий сияқты естіледі, бұл өз кезегінде «күл» және «қазан» сөздерінің бірігуі.
Химиялық және физикалық қасиеттері
Осы затпен тәжірибе жасау барысында ғалымдар оған тән белгілі бір қасиеттер туралы ақпарат алды. Қалыпты жағдайда таза калий түссіз кристалдар немесе ақ ұнтақ түріндегі қатты зат екені қазір белгілі. Оның тығыздығы 2,43 г/см3. Калий карбонатының балқу температурасы Цельсий бойынша 891 градус. Жоғары гигроскопиялық.
Бұл зат жарылғыш немесе тұтанғыш емес. Ылғал теріге немесе шырышты қабаттарға тиген кезде тітіркенуді тудырады. Осылайша,ол үшінші қауіптілік сыныбына жатқызылған.
Сұрттар мен пішіндер
Калийдің екі түрі бар: күйдірілген және бір жарым су. Екіншіден айырмашылығы, бірінші пішінде су жоқ - күйдіру процесінде ол
буланып, сонымен қатар органикалық заттарды кетіреді, нәтижесінде мұндай калий карбонатының ерітіндісі мүлдем түссіз болады.
Сонымен қатар, калий сорттарымен де ерекшеленеді, тек үшеуі бар. Соңғы өнімнің сапасы темір, алюминий, хлоридтер, натрий және сульфат тұздары сияқты қоспалардың құрамына байланысты. Сондай-ақ, сортты тағайындау кезінде ерітіндіде тұнған тұнбаның массалық үлесі және тұтану кезіндегі шығын ескеріледі.
Өндіріс
Калийді қолдану содадағыдай үлкен ауқымда болмаса да, оны адамдар әлі де белсенді пайдаланады. Бірақ, ең алдымен, оны алу керек. Аз мөлшерде оны үйде де жасауға болады.
Ең алдымен өсімдік тектес күлді алу керек. Содан кейін оны белгілі бір мөлшерде ыстық суда ерітіп, жақсылап араластырып, біраз күту керек. Әрі қарай, калий ерітіндісін органикалық заттардың қоспасымен буландыруды бастау керек, бұл кристалдардың түсуіне әкеледі. Әрине, осылайша оқшауланған калий карбонаты жоғары сапалы болмайды, ал жұмсалған күш сомамен салыстырғанда тым үлкен. Сондықтан, әрине, өнеркәсіптік ауқымда бәрі басқаша.
Сонымен, калий карбонатының сулы ерітіндісіCO2 -пен әрекеттесіп, KHCO3 құрайды. Бұл, өз кезегінде, қызады және су мен көмірқышқыл газы бөлінеді, қалғаны бастапқы калий болып табылады.
Бұл затты алудың тағы бірнеше жолы бар, бірақ ең қарапайым және тиімдісі жоғарыда сипатталғандар.
Өңдеу
Жоғарыда айтылғандай, калийдің екі түрі бар - күйдірілген және бір жарым су. Бір немесе басқа сортты алу үшін калий карбонаты қалай өңделеді?
Біріншіден, тіпті олардың формулалары да әртүрлі. Бір жарым су келесідей: K2CO3+1, 5H2O, яғни оның құрамында бастапқыда су бар. Дегенмен, ол әдеттегіден де гигроскопиялық. Бұл пішіннен сусыз пішінді де алуға болады - ұнтақты 130-160 градус Цельсийге дейін қыздыру жеткілікті.
Күйдірілген пішін ағаш құмыралардағы күл ерітіндісін буландыру арқылы алынған калий карбонатын өңдеу арқылы алынады. Бұл
емес
таза, сондықтан күйдірілген немесе күйдірілген болуы керек. Осы процедуралардың бірін орындағаннан кейін калий карбонаты ұнтағы ақ түске айналады, ал оның ерітіндісі мүлдем түссіз болады. Бұл жағдайда заттың құрамында су болмайды.
Қолдану
Ұзақ уақыт бойы және бүгінгі күнге дейін әртүрлі формадағы калий карбонаты көптеген салаларда және әртүрлі мақсаттарда қолданылады. Мысалы, оның тамаша қабілеті дейін тазартуәлі де сұйық сабын және басқа тұрмыстық химия өндірісінде қолданылады.
Сонымен қатар, калий ерітінділерге антифриз қоспасы болып табылады. Осылайша, ол қоспалардың суыққа төзімді болуына мүмкіндік береді, тіпті өте төмен температурада құрылысты жалғастыруға мүмкіндік береді. Оның аналогтардан маңызды артықшылығы - ол құрылымдардың коррозиясын тудырмайды, сондай-ақ гүлшоғырдың пайда болуы мүмкін
құрылымның беріктігіне әсер етеді.
Калий карбонаты әлі күнге дейін жоғары сапалы оптика үшін кристал мен шыны өндірісінде қолданылады. Бұл мәселеде оны алмастыратын ешкім жоқ. Бұл заттың аналогтары жоқ, мысалы, отқа төзімді шыны өндірісінде.
Калий көбінесе бояулардың құрамдас бөлігі болып табылады, ал химия өнеркәсібінде ол газ қоспаларынан күкіртсутекті сіңіру үшін қолданылады - ол содаға қарағанда мұны жақсы жеңеді. Оның фармацевтикада да орны бар: калий карбонаты кейбір реакцияларға қатысады, ал кейбір жерлерде жанама нәтиже ретінде пайда болады. Қолданудың тағы бір саласы - өрт сөндіру. Дәл осы затпен ағаш конструкциялар өңделеді, осылайша олардың отқа төзімділігі артады.
Бір қызығы, калий де тағамдық қоспа болып табылады. Оның коды E501, сондықтан ол E класына жатады. Біраз уақыттан бері ол кондитерлік өнімдерде, мысалы, пряник өндірісінде қолданылды. Жеңіл өнеркәсіпте бұл зат тері өңдеу процесіне де қатысады.
Соңында, калийді өндірісте пайдаланудың болашағы зорхлорсыз калий тыңайтқыштары. Күл бұл қуатта ұзақ уақыт бойы қолданылған, бірақ соңғы онжылдықтарда оны өнеркәсіптік азықтармен ығыстырып тастады. Бәлкім, жақын болашақта бұрыннан белгілі және қазіргі қолданылып жүрген минералды тыңайтқыштармен салыстырғанда зияндылығы аз әдіс кең ауқымда қолданылатын болады.
Басқа мүмкіндіктер
Калий өте гигроскопиялық зат болғандықтан, оны орау, сақтау және тасымалдау ерекше жағдайларда жүзеге асады. Әдетте, калий карбонатын орау үшін бес қабатты қаптар қолданылады. Бұл затқа судың қажетсіз түсуін болдырмаудың жалғыз жолы.
Сонымен қатар, таңқаларлық, H2O-мен тамаша реакциясына қарамастан, калий карбонаты ацетон мен этанолда мүлдем ерімейді.
