Koh химические. Гидроокись калия
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Гидроксид калия (едкое кали) представляет собой твердое вещество белого цвета (рис. 1). Весьма гигроскопичный, плавится и кипит без разложения.
Хорошо растворяется в воде с сильным экзо-эффектом, создает сильнощелочную среду.
Рис. 1. Гидроксид калия. Внешний вид.
Основные характеристики гидроксида калия приведены в таблице ниже:
Получение гидроксида калия
Основным способом получения гидроксида калия является электролиз водного раствора хлорида калия. В ходе электролиза на катоде разряжаются ионы водорода и одновременно вблизи катода накапливаются ионы калия и гидроксид-ионы, т.е. получается гидроксид калия; на аноде выделяется хлор.
2KCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2KOH.
Химические свойства гидроксида калия
Гидроксид калия реагирует с кислотами с образованием солей и воды (реакция нейтрализации):
KOH + HCl = KCl + H 2 O;
2 KOH + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + H 2 O.
Раствор гидроксида калия изменяет цвет индикаторов, так, например, при добавлении лакмуса, фенолфталеина или метилового оранжевого в раствор этой щелочи их окраска станет синей, малиновой и желтой соответственно.
Гидроксид калия реагирует с растворами солей (если в их состав входит металл, способный образовать нерастворимое основание) и кислотными оксидами:
Fe 2 (SO 4) 3 + 6KOH = 2Fe(OH) 3 ↓ + 3K 2 SO 4 ;
2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O.
Применение гидроксида калия
Гидроксид калия нашел широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Так, его используют в красильном деле, производстве бытовой химии, удобрений, бумаги, пестицидов, в фармации и пищевой промышленности, органическом и неорганическом синтезе и т.д.
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
Задание | Вычислите массу гидроксида калия, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 300 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168 кг/л). |
Решение | Запишем уравнение реакции:
KOH + HCl = KCl + H 2 O. Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем: m solution =V solution × ρ; m solution =0,3 × 1,168 = 0,3504 кг = 350,4г. ω = m solute / m solution × 100%; m solute = ω / 100% ×m solution ; m solute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×m solution ; m solute (HCl) = 34 / 100% × 350,4= 11,91 г. Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль): n(HCl) = m (HCl) / M (HCl); n (HCl) = 11,91 / 36,5 = 0,34 моль. Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (KOH) = 1: 1. Значит, n(KOH) = n(HCl) = 0,34моль. Тогда масса гидроксида калия, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса - 56 г/моль): m (KOH) = n (KOH)× M (KOH); m (KOH) = 0,34× 56 = 19,04г. |
Ответ | Масса гидроксида калия равна 19,04 г. |
В промышленности гидроксид калия получают электролизом хлористого калия. Особенностью технологического оформления производства гидроксида калия является тот факт, что на аналогичных установках электролиза можно выпускать как едкий калий, 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 электролизеров на производство ранее выпускавшегося продукта…
ГИДРОКСИД КАЛИЯ: свойства и применение
Гидроксид калия (лат. Potassium hydroxide, «калиевый щёлок») - KOH. Тривиальные названия: едкое кали, каустический поташ, а также гидрат окиси калия, гидроокись калия, гидроксид калия, кали едкое, калиевая щелочь.
Свойства гидроксида калия
Бесцветные, очень гигроскопичные кристаллы. Водные растворы КОН имеют сильнощелочную реакцию. Гидрат окиси калия (кали едкое) получают диафрагменным электролизом раствора хлористого калия. Физические константы: Mr = 56,11, r = 2,04 г/см3, tпл = 404 °C, tкип = 1324 °C
Гидроксид калия продается в виде массивных блоков, хлопьевидной массы, гранул или небольших кусков, а также 40-50%-х растворов. Соединения калия менее распространены и поэтому более дороги, чем соответствующие соединения натрия. Они применяются только в тех случаях, когда необходим присущий им комплекс физико-химических свойств, не обеспечиваемый соединениями натрия.
Гидрат окиси калия негорюч и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам 2-го класса. Едкое вещество, при попадании на кожу и слизистые оболочки, особенно глаза, вызывает тяжелые химические ожоги и хронические заболевания кожных покровов. Особенно опасно попадание в глаза.
Раствор гидрата окиси калия заливают в чистые стальные контейнеры или бочки вместимостью 100, 200 и 275 л. Твердый гидрат окиси калия упаковывают в чистые сухие стальные барабаны вместимостью 50-180 дм³. Продукт в виде чешуек допускается упаковывать в стальные барабаны вместимостью 50-180 дм³ с полиэтиленовыми вкладышами или в полиэтиленовые мешки.
В России технический гидрат окиси калия выпускают по ГОСТ 9285-78, химически чистый продукт выпускается согласно ГОСТ 24363-80. Иностранному продукту соответствует CAS 1310-58-3.
Ниже приведены технические характеристики жидкого и чешуированного гидроксида калия российского производства, а также характеристики импортного продукта.
Основные области потребления
Гидроксид калия является практически универсальным химическим соединением. Ниже приведены примеры материалов и процессы в которых он используется:
- нейтрализация кислот,
- алкалиновые батареи,
- катализ,
- моющие средства,
- буровые растворы,
- красители,
- удобрения,
- производство пищевых продуктов,
- газоочистка,
- металлургическое производство,
- перегонка нефти,
- различные органические и неорганические вещества,
- производство бумаги,
- пестициды,
- фармацевтика,
- регулирование pH,
- карбонат калия и другие калийные соединения,
- мыла,
- синтетический каучук.
Одна из важнейших областей применения гидроксида калия - производство мягкого мыла. Смеси калиевых и натриевых мыл используются для получения жидких мыл, моющих средств, шампуней, кремов для бритья, отбеливателей и некоторых фармацевтических препаратов. Другая важная область применения- производство различных солей калия. Например, перманганат калия получают путем сплавления диоксида марганца с каустическим поташем и последующего окисления образовавшегося манганата калия в электролизной камере. Дихромат калия можно получить аналогичным способом, хотя чаще его изготовляют сплавлением тонко измельченной хромитной руды с карбонатом или гидроксидом калия и воздействием на полученный хромат кислотой с образованием дихромата калия. Гидроксид калия также применяют вместе с каустической содой в производстве многих красителей и других органических соединений, а также как адсорбент газов, дегидратирующий агент, осадитель нерастворимых гидроксидов металлов, в щелочных аккумуляторах, для получения различных соединений калия.
Кроме того, гидроксид калия используется для обеззараживания сточных вод, в азотной промышленности для осушки газов, в резинотехнической промышленности в качестве «калийного мыла», предотвращающего слипание крошки каучука и др.
Жидкий технический гидроксид калия применяется при производстве удобрений, синтетического каучука, электролитов, реактивов, в медицинской промышленности.
Чешуированный гидроксид калия используется в производстве удобрений и синтетического каучука, в фармацевтической промышленности и в других отраслях.
Гидроокись калия техническая применяется для выщелачивания отливок стального литья, для поддержания в заданных пределах щелочности буровых растворов, для производства удобрений, синтетического каучука и в других отраслях.
Особенности и тенденции технологий производства
В промышленном масштабе гидроксид калия получают электролизом хлористого калия. Возможны три варианта проведения электролиза: электролиз с твердым асбестовым или полимерным катодом (диафрагменный и мембранный методы 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 ртутным (ЗП КЧХК) и диафрагменным (Сода-Хлорат) методами.
Особенностью технологического оформления производства гидроксида калия является тот факт, что на аналогичных установках электролиза можно выпускать как едкий калий, 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 электролизеров 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.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Едкий калий (гидроксид калия) в обычных условиях представляет собой весьма гигроскопичные кристаллы белого цвета (рис. 1), которые плавятся и кипят без разложения.
Хорошо растворяется в воде (с сильным экзо-эффектом), создает сильнощелочную среду. Проявляет свойства основных гидроксидов (относится к щелочам),нейтрализуется кислотами, реагирует с оксидами неметаллов, амфотерными оксидами и гидроксидами. Энергично поглощает из воздуха влагу и углекислый газ.
Рис. 1. Едкий калий. Внешний вид.
Химическая формула едкого калия
Химическая формула едкого калия KOH. Она показывает, что в состав данной молекулы входят один атом калия (Ar = 39 а.е.м.), один атом водорода (Ar = 1 а.е.м.) и один атом кислорода (Ar= 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу едкого калия:
Mr(KOH) = Ar(K) + Ar(H) + Ar(O);
Mr(KOH) = 39 + 1 + 16 = 56.
Графическая (структурная) формула едкого калия
Структурная (графическая) формула едкого калия является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы:
K - O — H .
Ионная формула
Едкий калий представляет собой электролит, который диссоциирует на ионы в водном растворе согласно следующему уравнению реакции:
KOH ↔ K + + OH — .
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
Задание | Найдите химическую формулу вещества, в состав которого входит 5 массовых частей кальция и 4 массовых части серы. |
Решение | Найдем молярные массы кальция и серы (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(Ca)= 40 г/моль, а М(S) = 32 г/моль. n (Ca) = m (Ca) / M (Ca); n (Ca) = 5 / 40 = 0,125 моль. n (S) = m (S) / M (S); n (S) = 4 / 32 = 0,125 моль. Найдем мольное отношение: n(Ca) :n(O) = 0,125: 0,125= 1: 1, т.е. формула соединения кальция с серой имеет вид CaS.Это сульфид кальция. |
Ответ | CaS |
ПРИМЕР 2
Задание | Найдите химическую формулу вещества, в состав которого входит 31 массовая часть фосфора и 40 массовых частей кислорода. |
Решение | Для того, чтобы узнать, в каких отношениях находятся химические элементы в составе молекулы необходимо найти их количество вещества. Известно, что для нахождения количества вещества следует использовать формулу:
Найдем молярные массы фосфора и кислорода (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(P)= 31 г/моль, а М(O) = 16 г/моль. Тогда, количество вещества этих элементов равно: n (P) = m (P) / M (P); n (P) = 31 / 31 = 1 моль. n (O) = m (O) / M (O); n (O) = 40 / 16 = 2,5 моль. Найдем мольное отношение: n(P) :n(O) = 1: 2,5= 2: 5, т.е. формула соединения кальция с серой имеет вид P 2 O 5 .Это оксид фосфора (V). |
Ответ | P 2 O 5 |
- (едкое кали, КОН), белое твердое вещество, получаемое в промышленности путем ЭЛЕКТРОЛИЗА ХЛОРИДА КАЛИЯ. Гидроксид калия является сильно щелочным веществом, используемым в производстве мыла и моющих средств. см. также ЩЕЛОЧЬ … Научно-технический энциклопедический словарь
Сущ., кол во синонимов: 1 кали (8) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
гидроксид калия - едкое кали — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы едкое кали EN potassium hydroxide … Справочник технического переводчика
ГИДРОКСИД КАЛИЯ - едкое кали, КОН бесцветные кристаллы; плотностью 2120 кг/м3; tпл=380°С; растворимость в воде 52,8% при 20° С. Сильная щелочь, вызывающая ожоги на коже человека. Применяют в виде кипящего 30 50% ного водного раствора для очистки от… … Металлургический словарь
Гидроксид калия (едкое кали) - Гидроксид калия обычно получают электролизом растворов природного хлорида калия (товарная позиция 3104), но он может быть получен также каустификацией карбоната калия известковым молоком (образующим известковый поташ). Чистый гидроксид калия… … Официальная терминология
Гидроксид калия Общие Систематическое наименование Гидроксид калия Традиционные названия … Википедия
Гидроксид алюминия, вещество с формулой (а также … Википедия
Общие Систематическое наименование Гидроксид рубидия Традиционные названия едкая щёлочь едкий рубит Химическая формула RbOH Физические свойства Молярная масса 102,407 … Википедия
Это бесцветное твердое вещество, сильное основание. Имеет много промышленных и специфических применений, но в большинстве случаев используется его способность реактивно осаждать кислоты, а также используются его коррозионные свойства. Гигроскопичен. Его растворение в воде экзотермично - выделяется большое количество тепла.
Получение гидроокиси калия
Исторически КОН готовили с добавлением карбоната калия (поташа) в концентрированном растворе гидроксида кальция (гашеной извести), что приводит к реакции обмена, в результате чего карбонат кальция выпадает в осадок, а гидроксид калия остается в растворе:Ca (OH) 2 + K 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + 2КОН
Фильтрование осажденного карбоната кальция и кипячение раствора дает гидроксид калия («кальцинированный или едкое кали»). Это был самый важный метод производства гидроксида калия до конца 19 века, потом он был в значительной степени заменен текущим методом электролиза растворов хлорида калия (аналогичный способ получения гидроксида натрия):
2 KCl + 2 H 2 O → 2 КОН + Cl 2 + H 2
Применение гидроокиси калия
Омыление жиров с помощью КОН используется для получения соответствующего "калиевого мыла", которое является более мягкими. Из-за своей мягкости и большей растворимости, калиевые мыла требуют меньше воды для сжижения, и таким образом могут содержать больше моющего средства, чем сжиженные мыла натрия.В качестве электролита. Водный раствор гидроксида калия применяется в качестве электролита в щелочных батареях. Гидроксид калия является предпочтительным по сравнению с гидроксидом натрия, потому что имеет более высокие свойства проводимости. Никель-металл-гидридные батареи используют смесь гидроксида калия и гидроксида натрия, никель-железные батареи также используют в качестве электролита гидроксид калия.
Гидроксид калия используется для идентификации некоторых видов грибов. 3-5% водный раствор КОН наносится на ткань гриба и исследователь отмечает, появляется ли изменение цвета мякоти. Некоторые виды - боровики, Polypores и многие другие грибы выявляются на основе этой реакции.
В нефтеперерабатывающих заводах гидроксид калия используется при переработке и для удаления органических кислот и соединений серы из нефти и природного газа.