工業碳酸鉀

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_碳酸鉀

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碳酸鉀，白色結晶粉末。密度2.428g/cm3。熔點891℃，沸點時分解，相對分子量138.21。溶于水，水溶液呈堿性，不溶于乙醇、丙酮和乙醚。吸濕性強，暴露在空氣中能吸收二氧化碳和水分，轉變為碳酸氫鉀，應密封包裝。水合物有一水物、二水物、三水物。碳酸鉀水溶液呈堿性。不溶于乙醇及醚。
中文名碳酸鉀英文名Potassium carbonate別    稱鉀堿化學式K2CO3 
分子量138.21CAS登錄號584-08-7熔    點891 ℃沸    點333.6 °C
水溶性易溶于水密    度2.43g/cm3外    觀白色粉末或顆粒應    用面食制品
危險性符號Xn:Harmful危險性描述ADI不作特殊規定危險品運輸編號3262
管制信息本品不受公安部門管制

理化性質

碳酸鉀有無水物或含1.5分子的結晶品。無水物為白色粒狀粉末，結晶品為白色半透明小晶體或顆粒，無臭，有強堿味，相對密度2.428（19℃），熔點891℃，在水中溶解度為114.5g/l00mL(25℃)，在濕空氣中易吸濕潮解。溶于lmL水(25℃)和約0.7mL沸水，飽和水溶液冷卻后有玻璃狀單斜晶體水合物析出，相對密度2.043，在100℃時失去結晶水，10%水溶液的pH值約為11.6，不溶于乙醇和乙醚   。

呈酸性能

加于面制品中，能產生特殊風味、色澤和韌性。本品為堿性劑   。

毒性

大鼠經口LD50為1870mg/kg   。

應用

我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760-2014)規定：可在面制食品中按生產需要適量使用。通常在制造面條、餛飩時適量加入，可賦予產品以特有的風味、色澤和韌性(常與碳酸鈉等并用)。
碳酸鉀可用于玻璃、印染、肥皂、搪瓷、制備鉀鹽、合成氨脫羰，也用于彩色電視機工業,主要用于食品中作膨松劑。
主要用于分析試劑。如高純分析、發射光譜分析等。也可用于硅酸鹽和不溶性硫酸鹽的助熔劑，有機液體的吸水劑及電鍍、化肥、照相行業。
用于玻璃、印染、肥皂、搪瓷、制備鉀鹽、合成氨脫羰，彩色電視機工業,食品中作膨松劑;作氣體吸附劑、干粉滅火劑、橡膠防老劑等;用于已曝光的感光材料的沖洗加工。
用于電子工業顯像管玻殼的制造、化肥生產脫碳、鉀鹽制造，用作分析試劑、助熔劑，也用于各種鉀鹽的制備;用于分析試劑、基準試劑及熔融硅酸鹽和不溶性硫酸鹽的助熔劑。
化學實驗中做干燥劑。其吸水能力中等，能形成帶兩個結晶水的碳酸鉀(K2CO3·2H2O），但是與水作用較慢。適用于干燥醇、酯等中性有機物以及一般的堿性有機物如胺、生物堿等。但不能作為酸類、酚類或其他酸性物質的干燥劑。
堿性劑和面團改良劑，且可抑制面條發酸，可用于面制食品，按生產需要適量使用。用于生產光學玻璃，可提高玻璃透明度、強度和折光系數。  

溶解度

碳酸鉀在水中的溶解度

溫度	0	10	20	30	40	60	80	100
溶解度	107.0	109.0	110.0	114.0	117.0	126.0	139.0	156.0

制取方法

碳酸鉀的生產方法：碳酸鉀生產有草木灰法、呂布蘭法、電解法、離子交換法等。常用的是電解法和離子交換法。

草木灰法

草木灰法是最古老的方法，即從各種植物殼(如棉籽殼、茶子殼、桐子殼、葵花子殼)燒成的草木灰中提取。草木灰中含有碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀等可溶性鹽，用沉淀、過濾的方法可加以分離。此法由于產品質量低、不經濟，且受原料來源限制而很少采用。呂布蘭法是將硫酸鉀與煤粉、石灰混合，還原焙燒，得黑灰(含碳酸鉀、硫化鈣等燒成物)，經浸取、過濾、蒸發、碳化，得碳酸氫鉀，再經過濾、煅燒得產品。此法由于工藝流程長等原因已被其他方法所取代。

電解法

將氯化鉀電解后得到的氫氧化鉀溶液，在碳化塔中以二氧化碳碳化。經多效蒸發器蒸發、過濾得碳酸氫鉀，再經煅燒制得產品。此法因原料易得、鉀利用率高、無三廢產生而得到廣泛應用，但耗電較多。

離子交換法

用陽離子交換樹脂與氯化鉀交換。再用碳酸氫銨洗脫成碳酸氫鉀稀溶液，經多效蒸發、碳化、結晶、分離、煅燒得產品。此法產品質量好，工藝流程短、適用于小規模生產。

生產方法

碳酸鉀生產有草木灰法、呂布蘭法、電解法、離子交換法等。常用的是電解法和離子交換法。草木灰法是最古老的方法，即從各種植物殼（如棉籽殼、茶子殼、桐子殼、葵花子殼）燒成的草木灰中提取。草木灰中含有碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀等可溶性鹽，用沉淀、過濾的方法可加以分離。此法由于產品質量低、不經濟，且受原料來源限制而很少采用。呂布蘭法是將硫酸鉀與煤粉、石灰混合，還原焙燒，得黑灰（含碳酸鉀、硫化鈣等燒成物），經浸取、過濾、蒸發、碳化，得碳酸氫鉀，再經過濾、煅燒得產品。此法由于工藝流程長等原因已被其他方法所取代。

鑒別試驗

10%試樣液的鉀試驗(IT-27)和碳酸鹽試驗(IT-11)呈陽性。

含量分析

在一帶塞的已稱重稱量瓶中，精確稱取按"干燥失重"測定法獲得的干燥試樣1g，溶于50ml水中。加甲基紅試液(TS-149)2滴后，在不斷攪拌下用1mol/L鹽酸緩慢滴定至溶液變為淺粉紅色。加熱此溶液至沸后冷卻，繼續滴定至沸騰后淺粉紅色不再消失為止。每mL 1mol/L鹽酸相當于碳酸鉀(K2CO3)69.10mg。
質量指標分析：
1．砷：取試樣1g，小心地溶于約5ml稀鹽酸試液(TS-117)中，以此作為試樣液，按GT-3方法測定。
2．重金屬：取試樣1g，加水2ml和稀鹽酸試液(TS-117)6ml，煮沸1min后，用水稀釋至25ml。以此作為試樣液按GT-16方法測定。用含20μg鉛離子的對照液(溶液A)。
3．水不溶性物質：取試樣1g溶于20ml水中，應無殘渣剩留。
4．鉛：取試樣1g，小心地溶于稀鹽酸試液約5ml中，以此作為試樣液，按GT-18方法測定：對照液中的鉛離子量取10μg。
5．干燥失重：精確稱取試樣約3g，按GT-19方法測定。條件為在180℃下干燥4h。  

ACS級

項目名稱：ACS Grade（American Chemical SocietyGrade，美國化學協會標準）

項目（中文）	項目（外文）	結果
含量(K2CO3)	Assay	≥99.0%
水不溶物	Insoluble matter	≤0.01%
氯化物(Cl)	Chloride	≤0.003%
磷酸鹽(PO4)	Phosphate	≤0.001%
二氧化硅（以SiO2計）	Silica	≤0.005%
硫化合物（以SO4計）	Sulfur compounds	≤0.004%
重金屬（以Pb計）	Heavy metals	≤5ppm
鐵(Fe)	Iron	≤5ppm
鈣(Ca)	Calcium	≤0.005%
鎂(Mg)	Magnesium	≤0.002%
鈉(Na)	Sodium	≤0.02%
基準試劑		PT
純度	Assay	99.95-100.05%
貯存		密封干燥保存

化學實驗中做干燥劑。其吸水能力中等，能形成帶兩個結晶水的碳酸鉀(K2CO3·2H2O），但是與水作用較慢。適用于干燥醇、酯等中性有機物以及一般的堿性有機物如胺、生物堿等。但不能作為酸類、酚類或其他酸性物質的干燥劑。

性狀

基本性質

白色顆粒或粉末。無氣味。有吸濕性。溶于水，溶于1份冷水、0.7份沸水，幾乎不溶于醇。水溶液呈強堿性(pH11.6)。低毒，半數致死量（大鼠，經口）1.87g/kg。有刺激性。密度：2.29*10^3kg/m3。熔點：891℃。

純度標準

項目Item	優級純(GR)	分析純(AR)	化學純(CP)
含量(K2CO3)：Assay%≥	99.5	99.0	98.0
澄清度試驗Clarity	合格	合格	合格
干燥失重loss on drying,% ≤	0.8	1.0	2.0
水不溶物Insoluble matter in water,% ≤	0.005	0.005	0.03
氯化物(Cl)Chloride,% ≤	0.001	0.003	0.01
硫化合物（以SO4計） Sulfur compounds,% ≤	0.003	0.002	0.01
總氮量(N)Total nitrogen,% ≤	0.001	0.001	0.01
磷酸鹽及硅酸鹽（以SiO2計） Phosphate and silicate,% ≤	0.004	0.005	0.02
鈉(Na)Sodium,% ≤	0.02	0.05	0.10
鈣(Ca)Calcium,% ≤	0.002	0.02	0.02
鎂(Mg)Magnesium,% ≤	0.0005	0.002	0.005
鋁(Al)Aluminum,% ≤	0.005	0.005	0.005
鐵(Fe)Iron,% ≤	0.0005	0.0005	0.002
鉛(Pb)Lead,% ≤	0.0005	0.0005	0.001
銅(Cu))Copper,% ≤	0.0005	0.0005	0.001
砷(As)Arsenic,% ≤	0.00005	0.00005	0.00005

應用領域

無機工業用于制造酒石酸鉀鈉、鋁氟酸鉀、硫氰酸鉀、鈦白粉。醫藥工業用于制造長效磺胺、黃體酮、可的松、知阿可爾、苯甲酸雌二醇等藥。玻搪工業用于琺瑯粉配制，以增強其流平性，加入玻璃中起助熔作用，并提高玻璃透明度和折光系數。染料工業用于制造陰丹土林、分散紅3B、還原灰M等。印染工業用于還原染料的印染和冰染的拔白。橡膠工業用于制造4010防老劑。毛麻棉工業用于棉布煮煉和羊毛的脫脂。

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碳酸鉀是重要的基本無機化工、醫藥、輕工原料之一，主要用于光學玻璃、電焊條、電子管、電視顯像管、燈泡、印染、染料、油墨、照相藥品、泡花堿、聚酯、炸藥、電鍍、制革、陶瓷、建材、水晶、鉀肥皂及藥物的生產。用作氣體吸附劑，干粉滅火劑，橡膠防老劑。還用于脫除化肥合成氣中二氧化碳。也可用作含鉀肥料。隨著高新技術的不斷開發，碳酸鉀在洗滌助劑和味精、食品等領域的應用也日趨擴大。
碳酸鉀主要用于制造鉀玻璃、鉀肥皂和其他無機化學品，以及用于脫除工業氣體中的硫化氫和二氧化碳，也用于電焊條、油墨制造、印染工業等方面。
 

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