Реагенты >Калия карбонат

Калия карбонат (углекислый, поташ)

поташ фото

Калия карбонат (углекислый калий, поташ, пищевая добавка Е501) – средняя соль калия и угольной кислоты.

Физико-химические свойства.

Химическая формула K2CO3. Внешний вид - безцветные моноклинные кристаллы. Не растворим в ацетоне. Нормально растворим в этаноле. Растворимость в метаноле (25°С) 6,0 г/100 г. Растворимость в глицерине (20°С) 39,4 г/100 г. Температура плавления 891°С. Плотность 2,43 г/см3.

Растворимость калия карбоната (поташа) в воде

Температура воды, °С Растворимость, г/100 г воды
0 107
10 109,2
20 111
25 112,3
30 113,7
40 116,9
60 125,7
80 139,2
100 155,8
200 274

Применение.

В промышленности используют следующие виды поташа: кальцинированный и полутароводный. В зависимости от физико-химических свойств поташ подразделяется также на первый, второй и третий сорт. Он используется в химической промышленности, стекольной, в пожарном деле, в легкой промышленности и в других отраслях. В строительстве поташ применяют в качестве противоморозной добавки, в химической промышленности применяют для изготовления красок, а так же, он лучше соды поглощает из газовых смесей сероводород. В легкой промышленности для выделки кож. Также поташ применяется в изготовлении моющих средств. Он служит сырьем для производства оптического стекла. В пожарном деле поташом обрабатывают деревянные строения и конструкции. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E501.

Применение поташа в качестве удобрения.

внесение поташа в почву

Калия карбонат (калий углекислый, поташ) - калийное удобрение для дерново – подзолистых кислых почв. Высоконцентрированное щелочное калийное удобрение - содержит 50% окиси калия. Необходимо его применять на кислых почвах в качестве основного калийного удобрения, особенно под культуры, чувствительные к хлору. Кстати, калий в печной (древесной) золе находится именно в форме поташа, что и определяет его щелочные свойства. Рекомендуется внесение под картофель на кислых почвах.

Человек давно заметил, что внесение в почву золы приводит к увеличению урожайности. О том, что ее активным началом является карбонат калия K2CO3 – поташ, стало ясно гораздо позже. До разработки промышленных способов производства соды поташ играл исключительно важную роль в различных производствах: стекольном, текстильном, мыловаренном и др. Его получали сжиганием древесины, обработкой водой золы с последующим выпариванием водного раствора. Из золы сожженного 1 м3 вяза получали 0,76 кг поташа, ивы – 0,63, липы – 0,50 кг. В России лес бездумно сжигали на поташ до середины XIX в. Содержание калия в золе от сгоревших растений обычно очень высокое: в золе соломы злаков от 9 до 22%, гречишной соломы – 25...35, стеблей подсолнечника 36...40, торфа 0,5...4,7%. Само слово “поташ” произошло от древнего немецкого “пот” – горшок и “аш” – зола, так как щелок, получающийся при обработке золы водой, выпаривался в горшках.

В XVI - XVII вв. поташ получали в огромных количествах из древесной золы, которую вываривали в больших котлах. Из поташа приготавливали главным образом литрованную (очищенную) калийную селитру, которая шла на изготовление черного пороха. Особенно много поташа производилось в России, в лесах вблизи Арзамаса и Ардатова на передвижных заводах (майданах), принадлежавших родственнику царя Алексея Михайловича, ближнему боярину Б.И.Морозову. Такие заводики вырабатывали до 770 тн. поташа в год.

В тот же период, производство поташа на Украине было менее концентрировано и сильней рассредоточено – каждый уважающий себя “заможный” казак почитал за честь иметь собственный микрозаводик по его производству – технология то элементарнейшая, и чрезвычайно доходная.

Применение поташа в строительстве.

Применение калия карбоната в строительстве обусловлено, в первую очередь, особенностями гидратации цемента. При пониженных температурах она сильно замедляется, а на морозе прекращается вообще. Добавка поташа помогает устранить этот недостаток – строить становится возможным даже при -50 °С. Поэтому поташ является традиционной противоморозной добавкой-антифризом в строительстве.

Бетонные смеси с добавками поташа можно использовать при возведении в вертикальной скользящей опалубке внутренних стен жесткости (ядер) в крупнопанельных многоэтажных зданиях, приставных и внутренних стен монолитных и лифтовых кирпичных и каркасных зданиях и наружных стен многоэтажных зданий.

изготовление бетона

Однако, калия карбоната в строительстве имеет ряд ограничений:

- нельзя применять калия карбонат в составе бетонов и растворов, где есть активный кремнезем,

- нельзя использовать там, где возможен контакт с известью и силикатным кирпичом;

- нельзя применять для изделий эксплуатирующихся при повышенной влажности,

- малая эффективность в крупнопористых и беспесчаных бетонных смесях, а также в легких бетонах типа керамзитобетона,

- не рекомендуется калия карбоната в условиях положительных температур либо колебания температуры с переходом через 0 °С.,

- не рекомендуется в местах, где будет проложена скрытая электропроводка, так как имеет место эффект разрушения изоляции проводов,

– при больших дозировках калия карбоната, а также при наличии положительных температур и отсутствии соответствующих добавок бетон схватывается прямо в бетономешалке уже через 10-15 минут. Оригинальный выход был найден Красноярскими учеными из местного филиала Промстройниипроекта. Они предложили добавлять к поташу пластификатор с ярко выраженным замедляющим эффектом. Наиболее подошел для этих целей технический лигносульфонат – бросовый отход лесохимического производства. В итоге получили бетонные смеси повышенной пластичности с ярко выраженным ускоряющее/противоморозным эффектом, но без излишнего ускорения схватывания.

Влияние добавки карбоната калия на сроки схватывания основных минералов цемента

Минерал Добавка калия карбоната в % от массы минерала Начало схватывания Конец схватывания
Время % Время %
C3S 0 2ч 05 мин 100 3ч 10 мин 100
2 0ч 40 мин 32 0ч 55 мин 29
5 0ч 47 мин 37 0ч 60 мин 31
7 1ч 17 мин 62 1ч 32 мин 48
11 2ч 20 мин 112 3ч 15 мин 102
C2S 0 2ч 25 мин 100 3ч 00 мин 100
2 0ч 45 мин 31 1ч 05 мин 36
5 1ч 30 мин 62 1ч 50 мин 61
7 1ч 48 мин 74 2ч 18 мин 77
10 1ч 10 мин 48 1ч 40 мин 56
С3А 0 0ч 01 мин 100 0ч 18 мин 100
3 0ч 01 мин 100 0ч 05 мин 28
7 0ч 01 мин 100 0ч 05 мин 28
10 0ч 01 мин 100 0ч 05 мин 28
15 0ч 01 мин 100 0ч 05 мин 28
C4AF 0 0ч 20 мин 100 0ч 30 мин 100
2 0ч 20 мин 100 0ч 22 мин 73
4 0ч 16 мин 80 0ч 19 мин 64
6 0ч 12 мин 60 0ч 13 мин 43
8,5 0ч 09 мин 45 0ч 10 мин 33

Как видно из этой таблицы, ускоряющее действие калия карбоната на схватывание всех основных минералов проявляется уже в малых дозировках.

Особенно критичен к воздействию калия карбоната трехкальциевый алюминат. Его схватывание и так начинается практически мгновенно, с момента затворения. Отрегулировать длительность схватывания этого минерала помогает добавка гипса, вводимая при помоле. Но в присутствии даже незначительных добавок поташа этот механизм нарушается – в присутствии поташа образуются гидрокарбоалюминаты кальция, которые обволакивают зерна S3A и снижают активность иона SO4 из состава гипса-замедлителя.

Причиной сокращения сроков схватывания силикатов кальция служит образование при взаимодействии калия карбоната с известью нерастворимого CaCO3 что способствует протеканию реакции в сторону образования извести, снова вступающей во взаимодействие с ионом CO3 с образованием CaCO3 и т.д.

Для замедления схватывания бетонов с добавками поташа были опробованы множество веществ-замедлителей – водорастворимые фосфаты, оксид цинка, муравьиная и бензойные кислоты, жирные кислоты, глицерин, глюкоза, технические лигносульфонаты.
По совокупности полученных результатов, в качестве эффективного замедлителя схватывания бетонов с добавкой поташа, было предложено использовать ЛСТ (технические лигносульфонаты). Помимо замедляющего эффекта ЛСТ оказывает на бетоны ярко выраженное пластифицирующее воздействие. Но в дозировке свыше 0.3% от массы цемента их уже практически не используют – уж слишком сильно начинает сказываться наличие в ЛСТ примесей – редуцированных сахаров, которые сильно замедляют схватывание и твердение. В комплексе с таким эффективным ускорителем схватывания, как поташ становится вполне возможным повысить дозировки ЛСТ до 0.5% - т.е. ускоритель (поташ) и замедлитель (ЛСТ) взаимно нивелируются, при этом пластичность бетона повышается.

Воздействие калия карбоната на основные минералы цементного клинкера на стадии твердения.
Трехкальциевый силикат (C3S) – наиболее активный минерал цемента. Он характеризуется высокой прочностью и быстрым её нарастанием. Введение поташа интенсифицирует процесс твердения, но затем, начиная с 7-дневного возраста, и во все последующие сроки, прочность этого минерала, с добавкой поташа, становится несколько ниже, чем без добавки.

Калия карбонат резко ускоряет твердение двухкальциевого силиката (C2S). Увеличение прочности образцов по сравнению с контрольными пропорционально количеству добавки. В дозировке 10 – 15% поташа, прочность образцов превышает прочность эталона в 2.5 – 4.0 раза и, начиная с 3=месячного возраста, по абсолютным значениям приближается к прочности образцов трехкальциевого силиката, затворенных на чистой воде.

Затворение трехкальциевого алюмината (C3A) на растворах поташа приводит к значительному повышению прочности.

Изменение прочности четырехкальциевого алюмоферита (C4AF) зависит от количества вводимого вместе с водой затворения поташа. Наиболее оптимальной является добавка в 3%

В начальный период твердения наиболее эффективными являются повышенные дозировки добавки поташа. Но с увеличением возраста становятся оптимальными дозировки в 7% и менее.

Прочность растворов на цементах различного минералогического состава, с добавкой калия карбоната (Использованы 5 типовых цементов, по своему минералогическому составу, наиболее характерных для цементной промышленности Украины и России).

№ Цемента Добавка калия карбоната в % от массы цемента Соотношение вода/цемент Прочность при сжатии в кг/см2 в возрасте (дней)
3 7 14 28 90
I - 0,60 48 60 75 95 125
3 0,60 75 90 105 157 170
7 0,60 130 130 130 165 195
10 0,44 125 125 125 155 180
15 0,44 120 120 145 170 200
II - 0,44 130 170 170 225 225
3 0,44 150 165 165 185 185
7 0,44 150 155 155 180 180
10 0,44 150 155> 155 180 180
15 0,44 150 155 155 180 180
III - 0,44 40 57 95 122 145
3 0,44 65 83 105 112 160
7 0,44 56 80 107 112 150
10 0,44 57 80 107 112 145
15 0,44 71 80 110 112 150
IV - 0,44 152 184 206 200 255
3 0,44 150 150 150 155 187
7 0,44 155 155 155 155 217
10 0,44 155 155 155 155 202
15 0,44 120 137 155 155 217
V - 0,44 90 135 165 180 200
3 0,44 95 122 152 165 170
7 0,44 90 120 140 150 165
10 0,44 100 120 140 150 165
15 0,44 100 105 135 150 160

Из-за ярко выраженной щелочной реакции следует остерегаться попадания поташа на кожу и особенно в глаза. Приготавливать и работать с водными растворами поташа следует в комбинезоне, очках, резиновых сапогах и перчатках, спецодежду хранить в специальных шкафах. В плохо вентилируемых помещениях необходимо использовать респираторы и противогазы.

Применение калия карбоната в пищевой промышленности.

применение карбоната калия в пищевой промышленности

Пищевая добавка Е501 разрешена к применению в качестве стабилизатора в 10 стандартах на пищевые продукты в количестве 2,5 или 50 г/кг. Кроме того Е501 разрешён к применению в продукты из какао и шоколада в количестве до 70 г/кг от сухого обезжиренного вещества в пересчете на карбонаты кальция; в сухое молоко и другие пищевые продукты; в качестве питательного вещества (подкормки) для дрожжей.

Применение калия карбоната для понижения титруемой кислотности сусел и вин.

Применение калия карбоната для понижения титруемой кислотности сусел и вин

В отдельные годы из-за неблагоприятных климатических условий кислотность винограда значительно возрастает. Для получения вин с гармоническим вкусом из такого винограда виноделы применяют приемы по снижению титруемой кислотности вин.

Для приёма химического снижения кислотности используют карбонат калия (Е501i, поташ) и бикарбонат (гидрокарбонат) калия (Е501ii). Этот приём основан на нейтрализации избытка кислот сусла или молодого вина. При этом часть органических кислот превращается в труднорастворимые соли и выпадает в осадок, который можно отфильтровать.

Химическое кислотопонижение является сильно действующим средством, и такую обработку рекомендуется использовать только для сусел с кислотностью выше 13 г/л и для вин с кислотностью 10 г/л. При этом снижение кислотности, достигаемое за счет химической обработки, не должно быть больше 3 г/л.

Дозы реагентов, необходимые для понижения титруемой кислотности сусел и вин

Реагент Количество реагента для понижения кислотности на 1 г/л
Теоретически расчитанная доза Практическая доза
Для сусел Для вин
Столовых Крепленных
карбонат калия (Е501i, поташ) 0,92 0,80 0,50 0,70
бикарбонат калия (Е501ii) 1,33 1,00 0,65 0,95

Получение.

В современной промышленности карбонат калия получается путем электролиза хлорида калия, в результате чего образуется гидроксид калия, который, вступая в реакцию с углекислым газом, образует воду и карбонат калия.

Калия карбонат (углекислый, поташ) купить

Производитель Фасовка Калия карбонат цена
Корея
Россия
Мешки по 25 кг 36,02 грн/кг