碳酸钾

白色结晶粉末的化学物质

碳酸钾

碳酸钾（英文名称：Potassium Carbonate），一种无机化合物。化学式为K2CO3，摩尔质量为138.025g/mol，密度为2.29g/cm3。碳酸钾是一种无色吸湿性晶体或吸湿性白色粉末，具有很强的潮解性，极易溶于水，其水溶液呈碱性，难溶于醇类和丙酮。碳酸钾高温分解，易于大多数酸反应，放出二氧化碳。碳酸钾被应用于多数工业，其中约有70%的碳酸钾用于玻璃工业，如电子管、电视显象管、医用玻璃、光学玻璃、精密玻璃器具、各种装饰用玻璃等；医药工业用于制造长效磺胺、黄体酮、可的松、知阿可尔、苯甲酸雌二醇等药。碳酸钾工业上可由草木灰法、路布兰法、氯化钾电解碳化法、离子交换法和有机胺法等法制得。[0][1][2][3][4][5][6]制取碳酸钾的很多方法中只有几个方法得到了实际应用。最古老的一个方法（从草木灰中提取碳酸钾）由于不够经济几乎完全失去了从前的地位。很多国家（东德、捷克斯洛伐克、波兰、意大利等）都有着从酒糟炭制碳酸钾的生产。从草木灰、酒糟炭、酒糟灰制取碳酸钾只是在当时具有一定的意义。再到碳酸钾主要是由矿物原料生产的，苏联是以综合加工霞石来生产碳酸钾。在苏联以外，用氯化钾制碳酸钾较普遍的方法是电解法和有机胺法。电解法也就是碳化由电解氯化钾所得到的苛性钾溶液；有机胺法与氨碱法制碳酸钠相似，只是以各种有机胺来代替氨。后一种方法不经济，产品价格高，因此生产规模不大。[7]

碳酸钾（英文名称：Potassium Carbonate），一种无机化合物。化学式为K2CO3，摩尔质量为138.025g/mol，密度为2.29g/cm3。碳酸钾是一种无色吸湿性晶体或吸湿性白色粉末，具有很强的潮解性，极易溶于水，其水溶液呈碱性，难溶于醇类和丙酮。碳酸钾高温分解，易于大多数酸反应，放出二氧化碳。碳酸钾被应用于多数工业，其中约有70%的碳酸钾用于玻璃工业，如电子管、电视显象管、医用玻璃、光学玻璃、精密玻璃器具、各种装饰用玻璃等；医药工业用于制造长效磺胺、黄体酮、可的松、知阿可尔、苯甲酸雌二醇等药。碳酸钾工业上可由草木灰法、路布兰法、氯化钾电解碳化法、离子交换法和有机胺法等法制得。[1][2][3][4][5][6][7]

相关历史

制取碳酸钾的很多方法中只有几个方法得到了实际应用。最古老的一个方法（从草木灰中提取碳酸钾）由于不够经济几乎完全失去了从前的地位。很多国家（东德、捷克斯洛伐克、波兰、意大利等）都有着从酒糟炭制碳酸钾的生产。从草木灰、酒糟炭、酒糟灰制取碳酸钾只是在当时具有一定的意义。再到碳酸钾主要是由矿物原料生产的，苏联是以综合加工霞石来生产碳酸钾。在苏联以外，用氯化钾制碳酸钾较普遍的方法是电解法和有机胺法。电解法也就是碳化由电解氯化钾所得到的苛性钾溶液；有机胺法与氨碱法制碳酸钠相似，只是以各种有机胺来代替氨。后一种方法不经济，产品价格高，因此生产规模不大。[8]

在1790年，塞缪尔·霍普金斯（Samuel Hopkins）得到了美国历史上第一项专利——碳酸钾制作的改进措施（这种物质从植物燃烧后的灰尽中提取，用于制作肥皂）。[9]

物理性质

碳酸钾是一种无色吸湿性晶体或吸湿性白色粉末，无味，摩尔质量为138.025g/mol，密度为2.29g/cm3，沸点为891℃。碳酸钾在潮湿的空气中极易潮解，极易溶于水，其水溶液呈碱性，难溶于醇类和丙酮。碳酸钾的冷却饱和水溶液，有玻璃状单斜晶体水合物2K2CO3・3H2O结晶析出，温度在100℃时失去结晶水。[1][2]

碳酸钾粉末
碳酸钾粉末

化学性质

碳酸钾在高温的条件下会分解产生有毒烟雾氧化钾。[1]

在潮湿的空气中，碳酸钾会吸收空气中的水分和二氧化碳，生成碳酸氢钾。[1]

与酸反应

碳酸钾可以与硝酸、硫酸、盐酸等酸反应，生成相应的钾盐，大多数会放出二氧化碳。[3]

与非金属单质反应

碳酸钾与氯、碘等卤素反应，生成相应的钾盐，同时放出二氧化碳。[3]

碳酸钾也能与碳、硫等非金属元素反应。[3]

与碱土金属氢氧化物反应

碳酸钾与氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化钡等碱土金属氢氧化物反应，生成氢氧化钾，同时生成相应的碳酸盐沉淀。[3]

与氧化物反应

碳酸钾与二氧化硅、二氧化锡、二氧化硫等氧化物反应，生成相应的钾盐，同时放出二氧化碳。[3]

草木灰法

将各种植物壳（如桐子壳、茶花子壳、葵花子壳等）烧制成草木灰（草木灰是碳酸钾、硫酸钾、氯化钾的混合物）。再用浸取、蒸发和结晶的方法，分别加以分离，最终可以得到碳酸钾。[4]

路布兰法

将硫酸钾、石灰石和煤粉按一定比例混和，加水搅拌，然后进行焙烧，烧成物称为黑灰。将黑灰粉碎，用水浸取，浸取液进行蒸发，然后进澄清槽分离，清液送碳化塔进行一次碳化，在碳化后加入少量高锰酸钾，使硅、铝、铁等杂质沉淀下来，过滤后清液进行二次蒸发，进行浓缩。杂质析出，趁热分离后，清液送碳化塔进行二次碳化，经过滤并洗涤，最后进行煅烧。[10][4]

氯化钾电解碳化法

先将氯化钾进行电解，得到氢氧化钾，然后加入二氧化碳进行碳化，得到碳酸氢钾，再经过水洗、离心分离和煅烧，最终得到精制碳酸钾。[4]

离子交换法

将阳离子交换树脂与氯化钾交换，再将碳酸氢铵洗脱为碳酸氢钾，最后煅烧得到碳酸钾。[5]

有机胺法

先将有机胺进行碳化，再与氯化钾反应，生成碳酸氢钾，最后碳酸氢钾进行焙烧即得到碳酸钾。[5]以三乙胺为例，反应式如下：[11]

三乙胺的盐酸盐在蒸胺的过程中与石灰乳（Ca(OH)2）反应生成氯化钙，并重新得到三乙胺。[11]

制作肥皂

肥皂是由天然动、植物油脂或合成脂肪酸与碱进行化学反应，而生成的一种脂肪酸钠盐。氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾是常用的碱。油脂是油与脂的总称，一般在常温和常压下呈液态的叫油，呈半固态或固态的叫脂，习惯上合称为油脂。合成脂肪酸是石油中的石蜡经过氧化而生成的。[12]

玻塘和玻璃

碳酸钾在玻璃工业可以用于制造电子管、电视显象管、医用玻璃、光学玻璃、精密玻璃器具、各种装饰用玻璃等。还可以用于去琅粉配制，以增强其流平性，加入玻璃中起助熔作用，并提高玻璃透明度和折光系数。[6][7]

电子管
电子管

医药

碳酸钾在医药上可以用于制造长效磺胺、黄体酮、可的松、知阿可尔、苯甲酸雌二醇等药。[6][7]

黄体酮化学式
黄体酮化学式

染料与印染

碳酸钾可以用于制造阴丹土林、分散红3B、还原灰M等和用于还原染料的印染和冰染的拔白。[6][7]

食品领域

碳酸钾在食品领域可以用于酸度调节剂、营养增补剂、加工助剂、香料。按中国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760—1996）规定：可在面制食品和饮料中按生产需要适量使用，在矿物质饮料中最大用量为0.05g/L。通常在制造面条、馄饨时适量加入，可赋予产品以特有的风味、色泽相韧性（常与碳酸钠等合用）。[13][14]

灭火

碳酸钾水溶液可以用于灭火，比二氧化碳、水喷雾、碳酸氢钾或水成膜泡沫等更有效。[15]

摄影

碳酸钾可以用作黑白和彩色显影液的促进剂。性能强于碳酸钠。显影的反差效果较大。在彩色显影液中的用量会影响色彩平衡，用量多，偏黄，用量少，偏青。易潮解。有毒，应避免与皮肤接触。[16]

其他

碳酸钾在无机工业用于制造酒石酸钾钠、铝氟酸钾、硫氰酸钾、钛白粉等；橡胶工业用于制造4010防老剂；毛棉麻工业用于棉布煮炼和羊毛的脱脂。[6][7]动物饲养可以在饲料中添加碳酸钾或氯化钾。[17]

安全标志

象形图[1]

GHS分类[1]

GHS危险说明危险等级H302吞咽有害急性毒性，口服H315引起皮肤刺激皮肤腐蚀/刺激H319引起严重的眼睛刺激严重的眼睛损伤/眼睛刺激H335可能引起呼吸道刺激特异性靶器官毒性，单次暴露;呼吸道刺激

健康危害

吸入碳酸钾会使人喉咙痛，咳嗽；食入碳酸钾会使人喉咙和胸部有烧灼感；皮肤接触碳酸钾会使人皮肤变红，疼痛；眼睛接触碳酸钾会使眼睛变红，疼痛。碳酸钾高温分解时，会放出有毒烟雾氧化钾。[1]

急救措施

皮肤接触：立即脱掉被污染的衣服，用大量水或淋浴冲洗皮肤。[1]

眼睛接触：立即用大量清水冲洗几分钟，然后就医。[1]

食入：立即漱口，不要催吐，可以喝一两杯水，转诊就医。[1]

吸入：立即将人移至空气清新处进行休息，就医。[1]

贮存与运输

碳酸钾应贮存于干燥通风的库房，防止受潮；运输装卸应防雨淋，保证干燥；包装不受损害和污染，不可与酸类物质共贮混运。[18]

参考资料 18

  1. Potassium Carbonate | K2CO3 - PubChem — PubChem
  2. 参考 2
  3. 参考 3
  4. 参考 4
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 参考 12
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 参考 17
  18. 参考 18
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