Carbonato de potássio (K2CO3): estrutura, propriedades, usos, produção - Ciência - 2023

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o Carbonato de potássio é um composto inorgânico formado por dois íons potássio K⁺ e um íon carbonato CO₃^2-. Sua fórmula química é K₂CO₃. É um sólido branco higroscópico, ou seja, absorve facilmente a água do meio ambiente. Por isso, em laboratórios, é utilizado para absorver água de outras substâncias.

É muito solúvel em água, formando soluções alcalinas, ricas em íons OH.^–e, portanto, com um alto valor de pH. Suas soluções aquosas, sendo alcalinas, são utilizadas em diversos processos industriais para absorver gases ácidos como o dióxido de carbono CO₂ e sulfeto de hidrogênio H₂Sim, neutraliza-os facilmente.

O K₂CO₃ É usado para preparar sabonetes, produtos de limpeza, detergentes para a roupa e misturas para a louça. Também é usado no processamento de algumas fibras têxteis, como a lã.

É amplamente utilizado em laboratórios de química, por exemplo, para absorver água de outros compostos ou para alcalinizar misturas de reações químicas e também em análises químicas.

Também é adicionado a alguns alimentos, por exemplo, para eliminar o sabor amargo dos grãos do cacau durante a produção do chocolate.

Estrutura

O carbonato de potássio é composto por dois cátions de potássio⁺ e um ânion carbonato CO₃^2-. O ânion carbonato tem uma estrutura plana e simétrica, enquanto os três átomos de oxigênio circundam o carbono formando um triângulo achatado.

Nomenclatura

- Carbonato de potássio

- Carbonato dipotássico

- Potassa

- Sal de potássio do ácido carbônico.

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino incolor a branco.

Peso molecular

138,205 g / mol.

Ponto de fusão

899 ° C

Ponto de ebulição

Ele se decompõe.

Densidade

2,29 g / cm³

Solubilidade

Muito solúvel em água: 111 g / 100 g de água a 25 ° C. Insolúvel em etanol e acetona.

pH

Uma solução aquosa pode ter um pH de 11,6, ou seja, é bastante alcalina.

Propriedades quimicas

O carbonato de potássio é deliquescente ou higroscópico, ou seja, absorve a umidade do meio ambiente. Possui um hidrato estável, K₂CO₃.2H₂OU.

O K₂CO₃ em solução aquosa hidrolisa, ou seja, reage com a água liberando grupos OH^– quais são os que dão alcalinidade às soluções:

CO₃^2- + H₂O ⇔ OH^– + HCO₃^–

HCO₃^– + H₂O ⇔ OH^– + H₂CO₃

Obtendo

Pode ser obtido das cinzas que sobraram das queimadas das plantas. Também por carbonatação de hidróxido de potássio KOH, ou seja, adição de excesso de dióxido de carbono CO₂ para KOH:

KOH + CO₂ → KHCO₃

2 KHCO₃ + calor → K₂CO₃ + H₂OU

Outra forma de obtê-lo é aquecendo cloreto de potássio KCl com carbonato de magnésio MgCO₃, água e CO₂ sob pressão. Um sal duplo hidratado de magnésio e potássio é obtido primeiro MgCO₃.KHCO₃.4H₂Ou, chamado de sal de Engels:

2 KCl + 3 MgCO₃ + CO₂ + 5 H₂O → MgCO₃.KHCO₃.4H₂O ↓ + MgCl₂

O sal duplo hidratado de Engels precipita e é filtrado para fora da solução. Em seguida, é aquecido e o carbonato de potássio K é formado₂CO₃ que ao adicionar água se dissolve enquanto o carbonato de magnésio MgCO₃ permanece insolúvel e é removido por filtração.

MgCO₃.KHCO₃.4H₂O + calor → MgCO₃↓ + 2K⁺ + CO₃^2- + CO₂↑ + 9 H₂OU

Formulários

Na absorção de CO₂ em processos industriais

A solução de carbonato de potássio é o tratamento clássico para a remoção de dióxido de carbono CO₂ em vários processos, especialmente em aplicações de alta pressão e alta temperatura.

Remoção de CO₂ ocorre de acordo com a seguinte reação:

K₂CO₃ + CO₂ + H₂O ⇔ 2 KHCO₃

Este método é usado, por exemplo, para tratar gás natural. Também em usinas de geração de energia, para evitar a emissão de CO₂ para a atmosfera e na produção de gelo seco.

Solução de K₂CO₃ pode ser regenerado termicamente, ou seja, por aquecimento a temperaturas em torno de 100 ° C.

Para que a solução de carbonato de potássio possa absorver o CO2 em boa velocidade, são adicionados promotores que aceleram o processo, como a dietanolamina (DEA).

Na remoção de H₂S de certos processos

Soluções de carbonato de potássio também são usadas para remover sulfeto de hidrogênio gasoso H₂S para fluxos de processo. Às vezes, é adicionado trifosfato de potássio K₃PO₄ para agilizar o processo.

Em laboratórios de química

O K₂CO₃ Permite realizar sínteses orgânicas, por exemplo, em reações de condensação e neutralizar. É usado para remover água de líquidos orgânicos, como desidratante ou dessecante em laboratório.

É também utilizado em reações de química analítica e para alcalinização na indústria farmacêutica.

Na indústria de produtos de limpeza

O K₂CO₃ É usado na fabricação de sabonetes, fórmulas de limpeza, produtos para lavanderia e louças, além de preparar xampus e outros produtos de higiene pessoal.

Na industria alimentícia

O carbonato de potássio é adicionado a vários alimentos para diversos fins.

Por exemplo, é adicionado aos grãos do cacau para eliminar o sabor amargo e utilizá-los na produção de chocolate. É adicionado às uvas no processo de secagem para obtenção das passas.

Na pastelaria, é utilizado como agente fermentador (que actua como fermento) para a farinha para a preparação de produtos de pastelaria.

Em fertilizantes

O K₂CO₃ é usado para fertilizar solos ácidos, uma vez que o íon carbonato CO₃^2- em contato com a água produz íons OH^– que aumentam o pH do solo. Mais potássio K⁺ é um nutriente para as plantas.

O carbonato de potássio também tem sido usado para fazer fertilizantes de liberação lenta.

Um fertilizante de liberação lenta libera ou libera nutrientes lentamente para que eles não sejam dissolvidos e levados pela água. Graças a isso, eles poderão passar mais tempo à disposição das raízes da planta.

Em várias aplicações

Carbonato de potássio K₂CO₃ também é usado para:

- Processos de tingimento, branqueamento e limpeza de lã crua e outras atividades da indústria têxtil

- Obtenção de outros sais de potássio orgânicos e inorgânicos, como o cianeto de potássio KCN.

- Funcionar como regulador da acidez em vários processos.

- Fabricação de cerâmicas e olarias.

- Processos de gravura e litografia.

- Curtimento e acabamento de peles.

- Preparar tintas para impressão, pigmentos.

- Fabrico óculos especialmente para televisão, desde K₂CO₃ é mais compatível que o carbonato de sódio Na₂CO₃ com óxidos de chumbo, bário e estrôncio contidos nesses vidros.

- Tratamento de água.

- Retardar o fogo (na forma de soluções aquosas).

- Inibe a corrosão e como agente anti-incrustante em equipamentos de processo.

Referências

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