Карбонат калия

Применения поташа в истории

Итак, история исследования и использования такого вещества, как поташ, насчитывает не один век. Интересно, что он был известен еще древним римлянам. Они по достоинству оценили свойства данного вещества и использовали его для стирки. Именно они впервые подметили, что зола способна удалить даже сильные жирные пятна с вещей. Только спустя несколько веков этому нашли научное подтверждение. Оказывается, что поташ, попадая в воду, создает щелочную среду. Жирные вещества в ней просто напросто расщепляются.

Примечательно, что в больших объемах научились добывать карбонат калия уже в начале семнадцатого века. Такое производство по праву можно было назвать промышленным. Процесс его получения был трудоемок. Сначала строились большие каменные очаги. В них раздували сильный костер, поддерживая его дровами. Затем в специальном деревянном корыте смешивали сильно горячую воду и приготовленную древесную золу. Получался раствор, которым, как ни странно это звучит, поливали костер, следя, чтобы он не потух. Конечно, здесь требовалось мастерство и умение. Появились даже специальные люди обученные ремеслу, которых называли «поливала». Но как же получали сам поташ? Под костром, который долгое время периодически поливали раствором золы, появлялся слой карбоната калия. И чем больше по времени протекал этот процесс, тем наслоение было толще. Теперь только оставалось дождаться, пока он остынет. Потом его долбили и закатывали по небольшим бочкам. Но экономичным этот процесс нельзя было назвать. Чтобы получить один килограмм поташа уходил кубометр древесины.

Добыча

Хотя применение поташа происходит не в таких огромных масштабах, как в случае с содой, он до сих пор активно используется людьми. Но прежде всего его нужно получить. В небольших количествах сделать это можно даже дома.

Прежде всего необходимо получить в свое распоряжение золу растительного происхождения. Затем нужно растворить ее в некотором количестве горячей воды, хорошенько размешав и подождав некоторое время. Далее нужно начать выпаривать раствор поташа со смесью органических веществ, что вызовет выпадение кристаллов. Разумеется, карбонат калия, выделенный подобным способом, не будет отличаться высоким качеством, да и потраченные усилия слишком велики в сравнении с количеством. Так что, разумеется, в промышленным масштабах все происходит иначе.

Итак, водный раствор карбоната калия взаимодействует с CO₂, что приводит к образованию KHCO₃. Его, в свою очередь, нагревают, и происходит выделение воды и диоксида углерода, в остатке же — изначальный поташ.

Существует еще несколько способов получения этого вещества, однако самыми простыми и эффективными являются те, что описаны ранее.

История

Природный поташ

Поташ — одна из солей, известных людям ещё в древности. Обычно поташ загрязнён различными примесями, поэтому не имеет такого чисто-белого цвета, как измельчённый карбонат калия.
До XX века в Европе поташ был одним из важнейших промышленных химических реагентов. Его получали путём водной экстракции из растительной золы, с дальнейшей очисткой до необходимого уровня. Производство было сосредоточено в местах, богатых лесом — кое-где в Европе, но, в основном, в России и Северной Америке.

На производство поташа ещё Петр I в установил монополию: «Нигде никому отнюдь поташа не делать и никому не продавать под страхом ссылки в вечную каторжную работу»

Вред карбоната калия

Пищевая добавка Е501 вызывает множество споров, ведь углекислый калий – это агрессивное вещество, вызывающее сильное раздражение кожных покровов и слизистых оболочек. Однако доказано, что ощутимый вред карбонат калия наносит человеку только при вдыхании чистого вещества или нанесении его на влажную кожу. При производстве продуктов питания используются мизерные дозы углекислого калия, и его применение разрешено в большинстве стран Европы, включая Россию.

Карбонат калия безопасен, пока сухое вещество не растворено в воде, а вот раствор представляет собой едкую щелочь, способную вызывать язвы на коже, портить мебель, одежду и обувь при случайном попадании на них. Зная правила безопасности, можно избежать неприятных последствий. В целом углекислый калий – это очень полезное вещество, роль которого в современной промышленности и сельском хозяйстве трудно переоценить.

Получение

Карбонат калия получают:

• как побочный продукт получается при переработке нефелинов[2].
• путём электролиза хлорида калия, в результате чего образуется гидроксид калия, который, вступая в реакцию с углекислым газом, образует воду и карбонат калия:

2KOH+CO2→K2CO3+H2O{\displaystyle {\mathsf {2KOH+CO_{2}\rightarrow K_{2}CO_{3}+H_{2}O}}}

• воздействием CO₂ на раствор гидроксида калия[2].

Для использования в качестве удобрения, поташ получают из щёлока при водой золы из злаков или водорослей, так как именно калия больше всего в растворимой части растительных остатков (белая «зола» от костра — в основном поташ). Принцип добычи: в глиняный обожжённый сосуд с небольшим отверстием на дне насыпали золу и слегка утрамбовывали. Потом его заливали определённым количеством воды. Воду, прошедшую через сосуд, тщательно собирали и ею заливали следующую партию. И так до тех пор, пока жидкость не приобретала сиропообразную консистенцию. После лишнюю жидкость выпаривали в металлической посуде и получали поташ.

Обработка

Как уже было упомянуто, различают два вида поташа — кальцинированный и полутораводный. Каким же образом происходит обработка карбоната калия для получения той или иной разновидности?

Прежде всего, различаются даже их формулы. Полутораводный выглядит так: K₂CO₃+1,5H₂O, то есть он содержит воду изначально. Тем не менее, он даже более гигроскопичен, чем обычный. Из этой формы можно получить и безводную форму — достаточно нагреть порошок до 130-160 градусов по Цельсию.

Кальцинированная форма получается при обработке карбоната калия, полученного с помощью выпаривания раствора золы в деревянных чанах. Такое вещество не отличается чистотой, так что его приходится либо прокаливать, либо кальцинировать. После проведения одной из этих процедур порошок карбоната калия получается белым, а его раствор — совершенно бесцветным. В этом случае вещество не содержит воды.

Обработка

Как уже было упомянуто, различают два вида поташа — кальцинированный и полутораводный. Каким же образом происходит обработка карбоната калия для получения той или иной разновидности?

Прежде всего, различаются даже их формулы. Полутораводный выглядит так: K₂CO₃+1,5H₂O, то есть он содержит воду изначально. Тем не менее, он даже более гигроскопичен, чем обычный. Из этой формы можно получить и безводную форму — достаточно нагреть порошок до 130-160 градусов по Цельсию.

Кальцинированная форма получается при обработке карбоната калия, полученного с помощью выпаривания раствора золы в деревянных чанах. Такое вещество не отличается чистотой, так что его приходится либо прокаливать, либо кальцинировать. После проведения одной из этих процедур порошок карбоната калия получается белым, а его раствор — совершенно бесцветным. В этом случае вещество не содержит воды.

ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРИ ЗИМНЕМ БЕТОНИРОВАНИИ

• Перед приготовлением бетона очень помогает предварительный подогрев воды и заполнителей.
• Гидратация (твердение) цемента сопровождается выделением тепла и если его постараться сохранить, то бетон способен сам себя «обогреть». Если есть такая возможность, то постараться обеспечить принудительную теплоизоляцию с помощью защитных пологов Ваших бетонных конструкций (метод термоса), при этом Вы можете существенно снизить количество противоморозных добавок.
• Завышайте марочность своего бетона и используйте более высокомарочные цементы.
• Воздержитесь от использования шлакопортландцемента – у него более длительное начало схватывания.
• При приготовлении бетонов используйте пластификаторы – Вы снижаете количество воды, а в зимний период излишняя вода в бетоне особенно вредна и разрушительна.

Получение карбоната калия

Слово «поташ», которым часто называют углекислый калий, имеет немецкое, а точнее, латинское происхождение. «Потт» означает «горшок», а «аш» – зола. Получается, что поташ – это горшок золы. В старой Европе карбонат калия на протяжении семнадцатого-девятнадцатого веков выступал основным химическим реагентом и имел важнейшее значение во всех областях промышленности.

В Российской империи Петр Первый установил монополию на производство поташа. Это событие произошло в 1721 году. Сегодня на территории всего постсоветского пространства действует ГОСТ 10690-73, согласно которому карбонат калия относится к веществам третьего класса опасности. При попадании на влажную кожу или на слизистые оболочки он вызывает сильное жжение, поэтому рекомендуется сразу же смыть его чистой водой.

История исследования углекислого калия насчитывает много веков, в частности, древние римляне использовали его для стирки. Они заметили, что зола помогает отстирать жирные пятна. Этому есть научное объяснение: поташ создает щелочную среду, в которой жиры расщепляются. На Руси в начале семнадцатого века научились получать карбонат калия в объемах, которые можно назвать промышленными. Правда, процесс был трудоемким, но очень интересным.

Строили большие каменные очаги и разжигали в них костер из дров. В деревянном корыте готовили специальный раствор из заготовленной заранее золы и горячей воды. Этим раствором поливали горящий костер, но так, чтобы он не потух. Требовалось умение, поэтому ремеслу «поливача» обучали юношей с раннего возраста. Под большим костром, который долгое время поливают раствором горячей золы, образовывался толстый слой карбоната калия. После застывания его долбили ломом, и эти куски раскладывали по бочкам, герметично закатывая их. Чтобы изготовить всего один килограмм поташа, требовался целый кубометр древесины.

Современное производство карбоната калия выглядит куда проще. Его получают в лабораториях, пропуская углекислый газ через гидроксид калия. Однако в небольших производствах все еще актуален метод, близкий к старому, – выщелачивание золы, полученной в результате сгорания морских водорослей или злаковых культур.

Использование

С давних пор и по сей день карбонат калия в разных видах применяется в огромном количестве отраслей и с самыми разными целями. Например, его прекрасная способность к очищению до сих пор используется при изготовлении жидкого мыла и другой бытовой химии.

Кроме того, поташ — противоморозная добавка к строительным растворам. В этом качестве он позволяет смесям быть более устойчивыми к холоду, что дает возможность продолжать строительство даже при довольно низких температурах. Его значительное преимущество перед аналогами состоит в том, что он не вызывает коррозии конструкций, а также образования высолов, которые могли бы повлиять на прочность сооружения.

Все еще используется карбонат калия при изготовлении хрусталя и стекла для высококачественной оптики. Замены ему в этом деле нет. Не существует и никаких аналогов этого вещества, например, при изготовлении тугоплавкого стекла.

Часто поташ — это компонент красок, также в химической промышленности он используется для поглощения сероводорода из газовых смесей — с этим он справляется гораздо лучше соды. Есть ему место и в фармацевтике: карбонат калия участвует в некоторых реакциях, а кое-где появляется в качестве побочного результата. Еще одна область применения — пожарное дело. Именно этим веществом обрабатывают деревянные конструкции, повышая тем самым их огнестойкость.

Как ни удивительно, но поташ — это еще и пищевая добавка. Его код — Е501, так что он относится к классу Е. Какое-то время он использовался в кондитерском деле, например, при изготовлении пряников. В легкой промышленности это вещество также участвует в процессе выделки кож.

Наконец, высоки перспективы применения поташа в изготовлении бесхлорных Зола в этом качестве применялась издавна, но в последние десятилетия ее вытеснили подкормки промышленного изготовления. Вероятно, в ближайшее время в широких масштабах будет применяться способ, известный давно и являющийся наименее вредным в сравнении с минеральными удобрениями, применяемыми сейчас.

Общие свойства карбоната калия

Это химическое вещество обладает следующими свойствами:

— Оно мгновенно растворяется в воде.

— Данное вещество не расщепляется в этаноле.

— Температура плавления кристаллического карбоната калия составляет 891 градус по Цельсию.

— Вещество обладает выраженным вкусом щелочи.

— Углекислый калий не имеет запаха.

Важно знать, в кристаллическом состоянии карбонат калия оказывает кератолитическое и выраженное противомикробное действие. Его бактерицидные свойства можно объяснить тем, что сухое вещество и его раствор – это сильная щелочь

При этом чем выше его температура, тем сильнее проявляются эти свойства. Поташ издревле использовался как средство, убивающее микробов и микроскопических вредителей.

Историческая справка

Углекислый калий с давних времен назывался поташ. Слово это имеет латинское происхождение. Дословно его можно перевести так: потт — горшок, аш — зола. Вот такой получается интересный перевод – горшок золы. Почему такое странное название? Это связано со старинным способом его получения.

Большую популярность поташ приобрел в 17-19 веках. Он выступал как основной химический реагент. Его использовали практически во всех отраслях промышленности тех лет. В Российской империи небезызвестный своими новаторскими идеями ввел монополию на производство поташа в 1721 году. Сегодня же карбонат калия относится к 3-му классу опасных веществ. Его производят во многих странах.

Применение

Благодаря своим щелочным свойствам углекислый калий способен регулировать уровень кислотности. Также ему под силу бороться с избытком влаги, перемешивать масляные и водные растворы в однородную массу. Он может применяться в качестве разрыхлителя теста в выпечке. Данное вещество используют в производстве алкогольных напитков. Здесь его применяют как стабилизатор. Естественно, что карбонат калия — вещество опасное, поэтому в пищевой промышленности он используется в малых количествах.

В сельском хозяйстве уже достаточно долгое время поташ известен как удобрение. Он препятствует размножению на культурных растениях насекомых и прочих вредителей. Раствор углекислого калия способен значительно улучшить качество пашни. Его свойства способствуют тому, что из почвы выводится излишняя кислотность. Раствором этого вещества дезинфицируют помещения. Особенно там, где долгое время содержится скот. Это курятники, конюшни, свинарники.

Описание материала

Поташ (он же карбонат калия) представляет собой противоморозную добавку в виде порошка белого или светло-серого цвета, который применяется для более быстрого и качественного застывания раствора. Однако вещество используется для работы с раствором не только в зимнее, но и в летнее время.

Так выглядит порошок

Обратите внимание на то, что из-за использования поташа в тех или иных конструкциях, на их поверхности могут появиться так называемые «высолы».
Это белые или серые пятна, которые являются как бы испарениями калия.
Учитывайте этот момент – ведь такое явление может испортить внешний вид конструкции, что потребует дополнительной финишной отделки. .

Высолы на бетонной плоскости

Сфера применения

Дело в том, что зимой поташ актуально добавлять в смесь из тех соображений, что вода в растворе застывает, а вот летом происходит несколько иной процесс – влага быстро испаряется из смеси. То есть получается, что в обоих случаях бетон твердеет без нужного количества воды.

Но если добавить поташ в бетон, то вещество ускорит время твердения цемента и рабочая масса при любой температуре застынет нормально, полноценно и равномерно.

По сути, поташ – это щелок, который получают путем выпаривания влаги из древесной золы. Да и само слово переводится с немецкого языка, как горшок (пот) и зола (аш). Дело в том, что в средних веках вещество выпаривали в горшках.

Кроме всего прочего, материал применяется для изготовления стекла, жидкого мыла, удобрений.

Цена данного вещества сама по себе достаточно низкая, а если учесть, что порошка в раствор добавляют очень мало (примерно 2% от общего количества смеси), то применение поташа получается экономически выгодным.

Засыпка добавки в раствор

Обратите внимание на то, что использование карбоната калия в бетонных растворах позволяет экономить еще и на том, что допускается добавление в смесь цемента более низких марок.
Без потери уровня прочности бетонной конструкции.

В целом материал очень востребован в нашей стране. Особенно в Сибири и в северных регионах, где большую часть года преобладают низкие температуры.

Что же касается воздействия порошка на металлическую арматуру (которая имеется во многих ЖБИ), то с этим все в порядке – никакой коррозии и разъеданий стали из-за поташа не будет.

Материал не горит и не является опасным и токсичным грузом, поэтому его можно спокойно транспортировать своими силами и хранить в обычных складских помещениях.

Хранение карбоната натрия

Если же говорить о том, сколько конкретно добавлять порошка в кубический метр бетона, то тут стоит рассмотреть все подробнее – количество карбоната калия зависит от температуры на улице и от марки цемента.

Все данные приведены в таблице.

Теперь о негативной стороне вопроса.

Ограничения использования

Инструкция использования данного вещества предполагает такие запреты:

• Нельзя добавлять поташ в растворы, в составе которых имеется активный кремнезем.
• Запрещается добавки в тот бетон, который в дальнейшем будет соприкасаться с известью или силикатным кирпичом.

Силикатный кирпич

• Нельзя использовать раствор с добавлением поташа, если в дальнейшем изделие или конструкция будет эксплуатироваться в условиях повышенной влажности.
• Не рекомендуется вещество и для приготовления крупнопористых смесей, керамзитобетона или растворов без песка.

Кроме того стоит помнить и о том, что поташ разъедает изоляцию проводов.