碳酸钾：性质、用途及相关信息
一、基本属性
碳酸钾名称
中文名： 碳酸钾
英文名： Potassium carbonate
中文别名： 无水碳酸钾 | 桐碱 | 碳酸
CAS号： 584-08-7
碳酸钾物理化学性质
密度： 2.43 g/mL at 25 °C
沸点： 333.6ºC at 760 mmHg
熔点： 891 °C(lit.)
分子式： CK2O3
分子量： 138.21
闪点： 111ºC
精确质量： 137.912155
PSA 63.19000
外观性状： 白色粉末或颗粒
储存条件
1.贮存于阴凉、干燥、通风良好的库房。
2.包装必须密封完整。防止受潮。应与酸类、潮湿物品等分开存放。
稳定性
1.在空气中极易潮解，可用作干燥剂，并吸收CO2生成碳酸氢钾。易溶于水，其水溶液呈碱性。不溶于乙醇和醚。有很强的吸湿性，易结块，长期与空气接触，易吸收二氧化碳而成碳酸氢钾，其水合物有一水盐、二水盐、三水盐三种。与氯气作用生成氯化钾，与二氧化硫作用而成焦硫酸钾。600℃时与硫酸钡反5 min，有22.5%的硫酸钾形成。如果用硫酸铅代替硫酸钡，有40.9%的硫酸钾形成。工作人员应做好防护，若不慎触及眼睛，应立即用大量流动清水冲洗。工作环境应具有良好的通风条件。易溶于水，在100g水中的溶解度为105.5g(0℃)，156g(100℃)。
二、主要用途
碳酸钾在多个领域有着广泛的应用：
1.碳酸钾可用于生产光学玻璃，可提高玻璃透明度、强度和折光系数。
2.也用于生产电焊条，可防止焊接时的断弧现象。
3.用于生产还原染料及其印染及冰染的拔白。
4.用作清除硫化氢及二氧化碳的吸附剂。
5.碳酸钾与纯碱相混合可作干粉灭火剂。
6.也可用作丙酮、酒精生产的辅助原料和橡胶生产中的防老剂。
7.碳酸钾水溶液可用于棉布的煮炼、羊毛的脱脂。
8.还用于油墨、照像药品、聚酯、药、电镀、制革、陶瓷、建材、水晶、钾肥皂及医药的生产。
9.重质碳酸钾主要用作显像管玻壳原料，广泛用于玻璃和特殊玻璃原料，用于大化肥脱碳。
10.可用于食品中作膨松剂。
11.作碱性剂和面团改良剂，且可抑制面条发酸，可用于面制食品，按生产需要适量使用。
12.用于已曝光的感光材料的冲洗加工。
13.用于分析试剂、基准试剂及熔融硅酸盐和不溶性硫酸盐的助熔剂。
三、合成路线
碳酸钾可以通过多种方法合成，常见的合成方式包括：
1离子交换法精制氯化钾溶液(250g/L)经阳离子树脂(732)柱吸附，并用蒸馏水洗涤至无氯离子流出为止。然后用200g/L的碳酸氢铵洗脱至流出液中钾离子低于2g/L为止。加热洗脱液至150℃，再将溶液浓缩至相对密度1.593左右，然后通入CO2气体进行碳化，析出碳酸氢钾结晶，离心分离后用400℃左右热风使碳酸氢钾分解为碳酸钾。KCl+NH4HCO3→KHCO3+NH4Cl2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O↑
2电解法氯化钾溶于水(280g/L)，然后于精制槽中加入适量的碳酸钾和氢氧化钾，以除去Ca2+、Mg2+，澄清后用盐酸调Ph值至8～10，送隔膜电解槽电解。槽电压2.8～3.5V，槽温60~70℃。电解液中KOH含量10%～15%，蒸发浓缩至50%，冷却至30~50℃析出KCL分离了氯化钾后的溶液，进行预碳化，当KOH浓度低于30g/L时，过滤除去Fe(OH)3沉淀。然后继续浓缩至50%，进行二次碳化，析出碳酸氢钾。分离后于300℃下热风干燥(分解)得碳酸钾。食品级碳酸钾还需将上述工业品溶于水，加入还原剂除去重金属和砷。再经浓缩、结晶、离心、干燥、粉碎，得食品级碳酸钾。2KCl+2H2O→2KOH+Cl2↑+H2↑KOH+CO2→KHCO32KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O↑
3草木灰法利用各种植物果壳(如棉子壳、茶子壳、葵花子壳等)，煅烧制成草木灰，其主要成分有碳酸钾、硫酸钾和氯化钾。先用温水溶解浸提，浸提液中加入少量的石灰乳，经过滤、澄清后蒸发浓缩至相对密度1.318，冷却结晶、过滤以除去硫酸钾。母液浓缩至相对密度1.526，冷却结晶、过滤以除去氯化钾。母液浓缩至刚有晶体析出，冷却结晶、过滤得碳酸钾。也可再将其用水刚好全部溶解，通入CO2气体，使全部碳酸钾转变为碳酸氢钾晶体析出，碳酸氢钾经煅烧得碳酸钾。2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O↑
四、使用注意事项
在使用碳酸钾时，需要注意以下几点：
1. **安全性**：碳酸钾是刺激性物质，避免直接接触皮肤和眼睛。在操作时应佩戴适当的防护装备。
2. **环境影响**：大规模使用时要考虑对土壤和水源的影响，避免过度施用。
3. **储存条件**：应存放在干燥、通风良好的地方，防止潮解。
五、运输与存储
1. 运输
- **包装**：碳酸钾通常以袋装或桶装形式运输。包装材料应防潮，并标明危险性。
- **运输方式**：可通过陆运、海运和空运，但需遵循当地运输法规。
2. 存储
- **存储条件**：应存放在阴凉、干燥处，远离酸类和其他不兼容物质。
- **有效期**：虽然碳酸钾本身稳定，但建议定期检查产品的质量和有效期限。
结论
碳酸钾作为一种重要的化工原料，广泛应用于农业、工业及食品等多个领域。了解其基本属性、合成方法、用途及安全注意事项，对于科学合理地使用和管理该化合物至关重要。在未来的发展中，碳酸钾将继续在各个领域发挥其不可替代的作用。
