Гидроксид калия

Гидрокси́д ка́лия (лат. Kalii hydroxidum) — неорганическое соединение с химической формулой KOH. Бесцветные, очень гигроскопичные кристаллы, но гигроскопичность меньше, чем у гидроксида натрия. Водные растворы KOH имеют сильнощелочную реакцию. Получают электролизом растворов KCl, применяют в производстве жидких мыл, для получения различных соединений калия.

Гидроксид калия
Potassium hydroxide.jpg
Гидроксид калия
Общие
Систематическое
наименование
Гидроксид калия
Традиционные названия Кали едкое[1],
каустический поташ
Хим. формула KOH
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 56,1056 г/моль
Плотность 2,044 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 405 °C
Т. кип. 1325 °C
Энтальпия образования −425,8 кДж/моль
Энтальпия плавления 7,5 кДж/моль
Энтальпия кипения 128,9 кДж/моль
Давление пара 1 ± 1 мм рт.ст.[2]
Химические свойства
Растворимость в воде 107 г / 100 мл (15 °C)
Растворимость в спирте 38,7 (28 °C)
Оптические свойства
Показатель преломления 1.409
Классификация
Рег. номер CAS 1310-58-3
PubChem
Рег. номер EINECS 215-181-3
SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус E525
RTECS TT2100000
ChEBI 32035
Номер ООН 1813
ChemSpider
Безопасность
Пиктограммы СГС Пиктограмма "Коррозия" системы СГСПиктограмма "Восклицательный знак" системы СГС
NFPA 704
NFPA 704.svg
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Тривиальные названия: едкое кали[1], каустический поташ, а также гидрат окиси калия, гидроокись калия, калиевая щёлочь[3], калиевый щёлок.

Содержание

Физические свойства

Имеет вид бесцветных кристаллов. Может находится в двух различных модификациях: моноклинной, устойчивой до 247 °C и кубической, аналогичной таковой у хлорида натрия (a = 0,533 нм, z = 4, пространственная группа Fm3m). Температура плавления 405 °C, кипения 1325 °C, плотность 2,044 г/см3. Растворим в воде — 107 г / 100 мл (15 °C)[4][5].

Химические свойства

 
 
 
 
 

Гидроксид калия получают электролизом растворов KCl, обычно с применением ртутных катодов, что даёт продукт высокой чистоты, не содержащий примеси хлоридов:

 

Электролиз расплава протекает по следующему уравнению:

 

Именно так впервые были получены чистые натрий и калий учёным Дэви.

Применение

Гидроксид калия является практически универсальным химическим соединением. Ниже приведены примеры материалов и процессы в которых он используется:

  • нейтрализация кислот,
  • щелочные элементы,
  • катализ
  • моющие средства,
  • буровые растворы,
  • красители,
  • удобрения,
  • производство пищевых продуктов,
  • газоочистка,
  • металлургическое производство,
  • переработка нефти,
  • различные органические и неорганические вещества,
  • производство бумаги,
  • пестициды,
  • фармацевтика,
  • регулирование pH,
  • карбонат калия и другие калийные соединения,
  • мыла,
  • синтетический каучук[3].

В пищевой промышленности обозначается как пищевая добавка E525. Используется как регулятор кислотности, в качестве осушителя и средства для снятия кожицы с овощей, корнеплодов и фруктов. Он также используется в качестве катализатора в некоторых реакциях.

Также используется для получения метана, поглощения кислотных газов и обнаружения некоторых катионов в растворах.

Популярное средство в производстве косметической продукции, вступая в реакцию с жирными маслами, расщепляется и омыливает при этом масла.

В качестве агента для растворения засоров канализационных труб, в виде сухих гранул или в составе гелей (наряду с гидроксидом натрия). Гидроксид калия дезагрегирует засор и способствует лёгкому продвижению его далее по трубе.

В циркониевом производстве используется для получения обесфторенного гидроксида циркония.

В сфере промышленной мойки продукты на основе гидроксида калия, нагретые до 50-60 °С, применяются для очистки изделий из нержавеющей стали от жира и других масляных веществ, а также остатков механической обработки.

Используется в качестве электролита в щелочных (алкалиновых) батарейках.

Также применяется в ресомации — альтернативном способе «захоронения» тел.

5 % раствор гидроксида калия используется в медицине для лечения бородавок[6].

В фотографии используется как компонент проявителей, тонеров, индикаторов тиосульфатов и для удаления эмульсии с фотографических материалов[7].

Производство

В промышленном масштабе гидроксид калия получают электролизом хлористого калия.

Возможны три варианта проведения электролиза:

  • электролиз с твердым асбестовым катодом (диафрагменный метод производства),
  • электролиз с полимерным катодом (мембранный метод производства),
  • электролиз с жидким ртутным катодом (ртутный метод производства).

В ряду электрохимических методов производства самым легким и удобным способом является электролиз с ртутным катодом, но этот метод наносит значительный вред окружающей среде в результате испарения и утечек металлической ртути. Мембранный метод производства самый эффективный, но и самый сложный.

В то время как диафрагменный и ртутный методы были известны соответственно с 1885 и 1892 гг., мембранный метод появился сравнительно недавно — в 1970 гг.

Основной тенденцией в мировом производстве гидроксида калия в последние 10 лет является переход производителей на мембранный метод электролиза. Ртутный электролиз является устаревшей, экономически невыгодной и негативно действующей на окружающую среду технологией. Мембранный электролиз полностью исключает использование ртути. Экологическая безопасность мембранного метода заключается в том, что сточные воды после очистки вновь подаются в технологический цикл, а не сбрасываются в канализацию.

При использовании данного метода решаются следующие задачи:

  • исключается стадия сжижения и испарения хлора,
  • водород используется для технологического пара, исключаются газовые выбросы хлора и его соединений.

Мировым лидером в области мембранных технологий является японская компания «Асахи Касэй».

В России производство гидроксида калия осуществляется мембранным (ООО «Сода-Хлорат») методом.

Особенностью технологического оформления производства гидроксида калия является тот факт, что на аналогичных установках электролиза можно выпускать как едкое кали, так и каустическую соду. Это позволяет производителям без существенных капиталовложений переходить на производство гидроксида калия взамен каустической соды, производство которой не столь рентабельно, а сбыт в последние годы усложняется. При этом в случае изменений на рынке возможен безболезненный перевод электролизёров на производство ранее выпускавшегося продукта.

Примером перевода части мощностей с производства гидроксида натрия на гидроксид калия может служить ОАО «Завод полимеров КЧХК», начавший промышленный выпуск едкого кали на пяти электролизерах в 2007 году.[3]

Опасность

Очень сильная щёлочь. В чистом виде действует на кожу и слизистые оболочки прижигающим образом. Особенно опасно попадание даже малейших частиц гидроксида калия в глаза, поэтому все работы с этим веществом должны проводиться в резиновых перчатках и очках. Гидроксид калия разрушает бумагу, кожу и др. материалы органического происхождения.

См. также

Примечания

Литература

  • Гурлев Д.С. Справочник по фотографии (обработка фотоматериалов). — К.: Тэхника, 1988.
  • Степин Б. Д. Калия гидроксид // Химическая энциклопедия: в 5 т / Кнунянц И. Л.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2: Даффа—Меди. — С. 287. — 671 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-035-5.

Ссылки