Сульфат калію

Шаблон:Речовина Сульфа́т ка́лію — неорганічна сполука, калієва сіль сульфатної кислоти складу K₂SO₄. Речовина є білими орторомбічними кристалами.

Використовується як калійні добрива. Також застосовується у виробництві галунів, скла.

Історія

Сульфат калію відомий з 14 століття, вперше його вивчав німецький алхімік Йоганн Рудольф Ґляубер (1604—1670), Роберт Бойль і Тахеніус.

Знаходження у природі

Лангбейніт

У вільному стані сульфат калію зустрічається дуже рідко як мінерал арканіт; частіше сульфат калію входить до складу мінералів, які є подвійними солями:

• каїніт, MgSO₄·KCl·H₂O
• шеніт, K₂SO₄·MgSO₄·6H₂O
• леоніт, K₂SO₄·MgSO₄·4H₂O
• лангбейніт, K₂SO₄·2MgSO₄
• глазерит, K₃Na(SO₄)₂
• полігаліт, K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O
• сингеніт, K₂SO₄·CaSO₄·H₂O

У природі зустрічається у родовищах калійних солей. Присутній у водах солоних озер.

Фізичні властивості

Сульфат калію добре розчиняється у воді, нерозчинний в етанолі.

Розчинність K₂SO₄ у воді (у відсотках)

0 °C	10 °C	20 °C	25 °C	30 °C	40 °C	50 °C	60 °C	70 °C	80 °C	90 °C	100 °C
7,11	8,46	9,95	10,7	11,4	12,9	14,2	15,5	16,7	17,7	18,6	19,36

Отримання

Виробництво сульфату калію можливе кількома способами в залежності від доступності та вартості обраної сировини.

Одним з найпоширеніших методів є добування солі з мінералу лангбейніту K₂SO₄·2 MgSO₄. Після подрібнення з мінеральної сировини вимивають водою супутнього їй хлориду натрію, а згодом магнітною сепарацією відокремлюють іншу домішку — магнетит. Згодом очищену сіль обробляють водним розчином хлориду калію:

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\cdot }\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{⟶}\mathrm{3}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

Після відфільтровування нерозчинних домішок, сульфат калію виокремлюють з розчину кристалізацією завдяки його меншій, ніж у хлориду магнію, розчинності.

Аналогічними є методи синтезу шляхом взаємодії хлориду калію з сульфатною кислотою та іншими сульфатами: Na₂SO₄, CaSO₄·2H₂O, FeSO₄.

Також сульфат калію може бути отриманий реакцією обміну між гідроксидом калію та сірчаною кислотою (метод Мангейма):

$\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

За методом Гаргрівза K₂SO₄ можна синтезувати нагріванням суміші з хлориду калію, діоксиду сірки, повітря і води:

$\mathrm{4}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{2}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Хімічні властивості

Як сіль двоосновної кислоти утворює кислі солі:

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\rightleftarrows }\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Як всі сульфати взаємодіє з розчинними сполуками барію:

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\downarrow }$

Відновлюється до сульфіду:

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{600^{o}C,F{e}_2{O}_3}{\to }{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}\stackrel{900^{o}C}{\to }{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}\mathrm{O}$

З оксидом сірки утворює піросульфат:

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{}{\to }{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}$

Застосування

Застосовується як калійне добриво, для одержання галуну, у виробництві скла, для отримання кислого сульфату калію (гідросульфату), що використовується як вибілювач у ювелірній справі. Крім того, застосовують як компонент флюсу у металургії, сульфуючий агент у виробництві барвників, в аналітичній хімії — для переведення важкорозчинних сполук у легкорозчинні.

В Європейському Союзі допущений як харчовий додаток — регулятор кислотності Е515.

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга