Гидроксид калия уравнение как получить

Гидроксид калия: способы получения и химические свойства

Гидроксид калия KOH — неорганическое соединение. Белый, гигроскопичный, плавится и кипит без разложения. Хорошо растворяется в воде.

Относительная молекулярная масса Mr = 56,11; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2, 044; t_пл = 404º C; t_кип = 1324º C

Способы получения

1. Гидроксид калия получают электролизом раствора хлорида калия :

2KCl + 2H₂O → 2KOH + H₂ + Cl₂

2. При взаимодействии калия, оксида калия, гидрида калия и пероксида калия с водой также образуется гидроксид калия:

2K + 2H₂O → 2KOH + H₂

2KH + 2H₂O → 2KOH + H₂

3. Карбонат калия при взаимодействии с гидроксидом кальция образует гидроксид калия:

Качественная реакция

Качественная реакция на гидроксид калия — окрашивание фенолфталеина в малиновый цвет .

Химические свойства

1. Гидроксид калия реагируют со всеми кислотами (и сильными, и слабыми, и растворимыми, и нерастворимыми). При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов:

2. Гидроксид калия реагирует с кислотными оксидами . При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов:

3. Гидроксид калия реагирует с амфотерными оксидами и гидроксидами . При этом в расплаве образуются средние соли, а в растворе комплексные соли:

в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат:

4. С кислыми солями гидроксид калия также может взаимодействовать. При этом образуются средние соли, или менее кислые соли:

5. Гидроксид калия взаимодействует с простыми веществами-неметаллами (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода).

При этом кремний окисляется до силиката и выделяется водород:

Фтор окисляет щелочь. При этом выделяется молекулярный кислород:

Другие галогены, сера и фосфор — диспропорционируют в растворе гидроксида калия:

Сера взаимодействует с гидроксидом калия только при нагревании:

6. Гидроксид калия взаимодействует с амфотерными металлами , кроме железа и хрома. При этом в расплаве образуются соль и водород:

В растворе образуются комплексная соль и водород:

2KOH + 2Al + 6Н₂О = 2K[Al(OH)₄] + 3Н₂

7. Гидроксид калия вступает в обменные реакции с растворимыми солями .

Хлорид меди (II) реагирует с гидроксидом калия с образованием хлорида калия и осадка гидроксида меди (II):

2KOH + CuCl₂ = Cu(OH)₂↓+ 2KCl

Также с гидроксидом калия взаимодействуют соли аммония .

Например , при взаимодействии хлорида аммония и гидроксида калия образуются хлорид калия, аммиак и вода:

NH₄Cl + KOH = NH₃ + H₂O + KCl

8. Гидроксид калия проявляет свойства сильного основания. В воде практически полностью диссоциирует , образуя щелочную среду и меняя окраску индикаторов.

KOH ↔ K + + OH —

9. Гидроксид калия в расплаве подвергается электролизу . При этом на катоде восстанавливается сам литий, а на аноде выделяется молекулярный кислород:

4KOH → 4K + O₂ + 2H₂O

Гидроксид калия: свойства, получение и применение

Всего в природе существует три класса неорганических соединений: соли, оксиды и гидроксиды. Также в отдельный класс выделяют такие вещества, как СІ2, І2 и подобные им, состоящие только из одного химического элемента.

Классификация гидроксидов

Это один из трех существующих классов неорганических соединений. Они делятся на кислоты, основания и амфотерные вещества. Первые состоят из катиона Н+ и аниона в виде кислотного остатка, к примеру, СІ-. Структура вторых включает в себя катион какого-либо металла, например, Са+, а также анион в виде гидроксильной группы ОН-. Последние характеризуются тем, что одновременно обладают химическими свойствами, присущими кислотам и основаниям. К таким гидроксидам можно отнести соединения алюминия и железа. Основания, как и другие неорганические вещества, можно разделить на группы в зависимости от их химической активности. Самыми сильными в этом плане считаются гидроксид калия и натрия, которые еще называют щелочами. Они быстро вступают в реакцию с различными веществами.

Физические свойства

Данное вещество в нормальных условиях (при комнатной температуре и невысоком давлении) пребывает в твердом агрегатном состоянии. Оно выглядит как небольшого размера кристаллы, которые не имеют цвета и запаха, хорошо растворимы в воде. Эти кристаллы обладают чрезвычайно высокой гигроскопичностью. Пребывая долго на открытом воздухе, они расплываются и превращаются в раствор, поглощая из атмосферы влагу. Такое же явление наблюдается и с гидроксидом натрия, гигроскопичность которого еще выше.

Другие названия гидроксида калия

В просторечье данное вещество именуется едким калием, а также каустическим поташем и калиевым щёлоком.

Химические свойства

Рассматриваемое вещество обладает всеми особенностями, которые характерны для оснований. Его щелочные свойства очень ярко выражены, как и у гидроксида натрия. При горении гидроксид калия выделяется оксид данного металла и вода. К2О имеет светло-желтую окраску.

Взаимодействие с солями

Соли — вещества, состоящие из катиона какого-либо металла и аниона, представленного кислотным остатком. Образуются они в основном при взаимодействии активных металов с кислотами. Происходит реакция замещения, при которой кроме соли образуется водород, выделяющийся в виде газа. При реакции с веществами данного класса образуется уже другая соль с содержанием калия, а также гидроксид какого-либо металла. Например, при взаимодействии данного вещества с хлоридом меди образуется гидроксид меди и хлорид калия, выпадающий в осадок. Для того чтобы провести такого рода реакцию, необходимо взять щелочь и хлорид меди в таких пропорциях, чтобы на две молекулы первого вещества приходилась одна второго, то есть соотношение полученных веществ будет таким: на одну молекулу гидроксида купрума две хлорида калия. Такого рода взаимодействия называются реакциями обмена. Чтобы они могли осуществляться, нужно соблюсти следующие условия: один из продуктов взаимодействия должен либо выпадать в осадок, либо испаряться в виде газа, либо становиться водой. Металл, входящий в состав соли, должен быть менее химически активным, нежели калий (все, кроме лития).

Реакции с кислотами

Все основания, в том числе и гидроксид калия, способны взаимодействовать с кислотами. Самая распространенная и часто используемая реакция — та, в которой участвует рассматриваемое вещество и серная кислота. Гидроксид калия в таком случае нужен в таком количестве, чтобы на одну молекулу кислоты приходилось две — данного соединения. При подобного рода реакции образуются такие вещества, как сульфат калия и вода в молярном соотношении один к двум. Подобный химический процесс активно используется в промышленности, так как полученный продукт широко применяется повсеместно.

Что будет, если добавить его к оксиду?

В таком случае также произойдет, по сути, реакция обмена. К примеру, если смешать гидроксид калия и диоксид железа в молярном соотношении два к одному, можно получить гидроксид (ІІ) ферума, выпадающий в темно-зеленый осадок, а также оксид калия в таких пропорциях, что на одну молекулу первого вещества будет приходиться одна второго.

Основные способы получения гидроксида калия

В промышленности чаще всего его добывают путем электролиза раствора калий хлорида. Получение гидроксид калия — это процесс, при котором кроме добываемого вещества образуются Н₂ и СІ₂.

Использование в промышленности

В основном данное вещество используется в сфере изготовления мыла и других чистящих средств. В этом процессе используется реакция рассматриваемого соединения с каким-либо жиром. Для такой же цели можно использовать и гидроксид натрия. Также рассматриваемое в этой статье вещество широко применяется в химической промышленности для получения разнообразных соединений калия, в первую очередь — его сульфата.

Реакция, при которой он образуется, была рассмотрена нами выше. В этой же сфере его используют как соединение, поглощающее газы, такие как сероводород, диоксид серы, углекислый газ. Также он выступает в роли осушителя благодаря своим высоким гигроскопическим свойствам. Его можно использовать для определения уровня концентрации кислот в растворе. Кроме того, гидроксид применяется и в пищевой промышленности. Здесь его используют в качестве пищевой добавки Е525. Он выступает регулятором кислотности. Встретить его можно в составе какао, шоколада и других аналогичных продуктов. Применяют гидроксид калия при обработке целлюлозы, для получения вискозы, используют в щелочных аккумуляторах, добавляют в состав средств для мытья посуды или очистки разных поверхностей, для обработки хлопковой ткани и придания ей большей гигроскопичности.

Соединения калия, получаемые из его гидроксида, и их применение

Чаще всего рассматриваемое вещество используется для того, чтобы добыть сульфат калия, который применяется в качестве удобрения. Им подкармливают растения во время вегетационного периода. Также он применяется как эмульгатор в пищевой промышленности — он дает возможность получить однородную массу, состоящую из компонентов, которые не смешиваются при обычных условиях. Для его обозначения используют маркировку Е515. Также он может, как и гидроксид калия, выступать в качестве регулятора кислотности. Сульфат часто используют как заменитель соли. Кроме того, данное вещество находит свое применение в фармакологии при производстве биологически активных добавок, а также при изготовлении красителей. Кроме этого, его используют и в стекольной промышленности.

Гидроксид калия и человеческий организм

В виде концентрированного раствора данное химическое соединение является опасным для живых организмов. Попадание его на кожу или слизистые оболочки может привести к серьезным поражениям. Концентрированный раствор гидроксида калия причиняет более сильные ожоги, чем кислоты. Также он способен растворять многие органические соединения. Данное вещество относят ко второму классу опасности, то есть при работе с ним необходимо соблюдать особые правила. Избыточное количество гидроксид калия в организме приводит к возникновению новых кожных заболеваний или обострению хронических.

Гидроксид калия: описание, вред и польза, применение

Гидроксид калия – это вещество, принадлежащее к классу соединений, не включающих в свою структуру углерод: то есть, неорганических. В различных сферах гидроксид калия носит разные названия: едкое кали, каустический поташ, гидроокись калия, калиевая щелочь и калиевый щелок.

Внешне вещество похоже на кокосовую стружку: как правило, его реализуют в виде белых плотных хлопьев. Вещество обладает высокой способностью к впитыванию влаги, а водные растворы гидроокиси калия имеют сильную щелочную реакцию. Помимо влаги, калиевая щелочь с легкостью поглощает воздух. Вещество получают посредством электролиза раствора хлорида калия. Наибольшую популярность гидроксид калия заработал в производстве уходовой косметики, в частности – жидкого мыла.

При растворении кристаллов происходит выделение большого количества тепла. Стоит отметить, что данное соединение принадлежит к категории токсичных веществ и относится ко второму классу опасности. В работе с кристаллами важно соблюдать определенные правила, дабы уберечься от негативного воздействия. В случае контакта гидроксида калия с кожей образуются серьезные ожоги. При попадании кристаллов в глаза, велик риск потери зрения.

Что такое гидроксид калия: его особенности

Гидроксид калия – это щелочь, заработавшая большую популярность в пищевой промышленности. В производстве продуктов питания она известна под индексом Е525. Использование добавки официально разрешено на всей территории Европейского Союза и в России.

Как правило, гидроксид калия представлен небольшими плотными хлопьями белого цвета, но это не единственная его форма. Выпускают соединение также в форме бесцветных палочек и шариков.

В пищевой промышленности вещество получают посредством электролиза хлористого калия. Вещество используется в производстве продуктов питания в роли регулятора кислотности и осушителя. Оно необходимо для упрощения процедуры снятия кожицы с плодов и ускорения протекания некоторых реакций.

Рассматриваемое вещество применяется для производства метана, поглощения кислотных газов и определения присутствия катионов в растворах. Часто его можно встретить в косметических продуктах: вещество легко вступает в реакцию с жирами.

Лидерами по производству гидроксида калия считаются Франция, Южная Корея и Китай.

Формула гидроксида калия и его свойства

Формула рассматриваемого вещества выглядит следующим образом: KOH.

• молярная масса вещества – 56 г/моль;
• плотность соединения – 2,1 г/см3;
• температура, при которой вещество начинает плавиться – 380-406 градусов;
• температура, при которой раствор вещества начинает кипеть – 1327 градусов;
• растворимость хлопьев в воде при температуре 20 градусов – 118 г/100 мл.

Молекула гидроксида калия

Физические свойства гидроксида калия

Для вещества характерно твердое агрегатное состояние, но оно может изменяться в определенных условиях. Визуально вещество выглядит как небольшие кристаллы или хлопья, не имеющие ни цвета, ни запаха.

Вещество может выглядеть и иначе – все зависит от конкретной марки и сорта. Так, твердая добавка высшего сорта представляет собой зеленоватые или сиреневатые чешуйки, соединение первого сорта может иметь серый цвет. Жидкая калиевая щелочь первого и второго сорта – голубоватый, зеленоватый или сероватый раствор, в некоторых случаях допускается присутствие осадка.

Гидроксид калия обладает крайне высокой гигроскопичностью – он моментально впитывает воздух и жидкость. При долгом нахождении на открытом воздухе вещество принимает вид раствора – такой эффект достигается благодаря поглощению влаги из окружающей среды. Аналогично ведет себя и каустическая щелочь – ее гигроскопичность даже выше.

Порошок и хлопья начинают плавиться при температуре в 404 градуса. Прекрасно растворяется в спиртосодержащей среде и в обычной питьевой воде.

Химические свойства

Гидроксиду калия присущи те же свойства, что и основаниям. Особенно ярко выражены щелочные свойства рассматриваемого соединения. В процессе горения образуются оксид и обычная вода. Оксид обладает характерным желтым цветом.

Соединение не воспламеняется и не взрывается. Однако по степени отрицательного воздействия на организм человека принадлежит ко 2 классу. При попадании на кожу гидроксид калия вызывает тяжелые химические ожоги, а при контакте со слизистой глаз – нарушение зрения. Кроме того, гидроксид калия способен провоцировать развитие кожных заболеваний.

Получение гидроксида калия

Существует несколько способов получения пищевой добавки. Наиболее часто в промышленности используют метод электролиза водных растворов хлорида калия. Выделение электродов может происходить с добавлением твердого асбестового катода или ртутного катода. Твердый асбестовый катод используют при мембранном способен получения рассматриваемого соединения.

Ртутные катоды применяются в разы чаще, поскольку они дают возможность получить более чистое вещество с минимальным количеством примесей. Однако безопасным данный метод назвать тяжело – если выбирать способ производства с точки зрения безопасности, предпочтение лучше отдавать мембранному. Несмотря на сложность процесса, риск для работников сводится к минимуму.

Мембранный метод появился в конце 20 века, а вот ртутный способ использовался намного дольше – впервые его применили еще в конце 19 века. Впрочем, в последнее время ртутный способ утрачивает свою популярность: применение ртутных катодов не только не выгодно с точки зрения экономии, но и опасно для окружающей среды.

С точки зрения экологии мембранный метод лучше: технологический процесс подразумевает поступление сточных вод с новый цикл, а не их сброс в канализацию. Соответственно, окружающая среда не испытывает абсолютно никакого вреда. Мембранная методика позволяет решить следующие вопросы: исключить стадию сжижения и испарения хлора, исключение газовых выбросов хлора.

Получение гидроксида калия электролизом раствора хлорида калия:

Гидроксид калия можно выделить посредством соединения оксида калия, гидрида калия и пероксида калия в водном растворе:

Реакции с гидроксидом калия

Калиевая щелочь легко вступает в реакцию с кислотными оксидами. По завершению образуются средние или кислые соли – финальный продукт зависит от соотношения реагентов. Так, если преобладает гидроксид калия: реакция выглядит следующим образом:

В случае преобладания оксида углерода уравнение выглядит так:

Помимо этого, гидроксид калия легко реагирует с амфотерными оксидами и гидроксидами. Конечным продуктом реакции являются соли – средние и комплексные:

Калиевая щелочь взаимодействует и с кислыми солями, в результате образуются менее кислые и средние соли:

Рассматриваемый химикат вступает в реакцию с простыми веществами. Исключение составляют только инертные газы азота, кислорода, водорода и углерода, в результате выделяется водород:

При добавлении щелочи происходит реакция окисления, по заверению которой выделяется кислород:

С серой вещество начинает взаимодействовать только при повышении температуры – в нормальных условиях вещества никак не реагируют друг с другом:

Рассматриваемое вещество вступает в обменные реакции с растворимыми солями. Так, например, при добавлении к щелочи хлорида меди происходит образование хлорида калия и осадка гидроксида меди:

Допустимые нормы употребления гидроксида калия

Допустимые дозировки указаны в нормативных документах, в частности – в СанПиН 2.3.2.1293-03 от 26.05.2008. Так, в продукты питания, как правило, добавляют совсем небольшое количество калиевой щелочи – в том объеме, в котором она присутствует в пище, добавка неспособна спровоцировать ухудшение состояния здоровья.

Гидроксид калия официально разрешен к использованию в производстве продуктов питания для разных групп населения в странах Европы, России, Канаде и Соединенных Штатах.

Сферы применения гидроксида калия

Гидроксид калия – это не только достаточно востребованная в современном мире пищевая добавка. Данное соединение применяется в самых разных сферах: диапазон настолько широк, что начинается промышленными масштабами и заканчивается бытовыми нуждами обычных людей.

Производство бумаги и уходовой косметики

Так, например, гидроксид калия востребован при производстве бумаги и картона, ещё его используют для улучшения протекания процесса омыления жиров. Благодаря этому свойству вещество часто используется производителями уходовой косметики и бытовой химии. Применять гидроксид калия в мыловарении начали очень и очень давно – примерно в 385 году до нашей эры. Тогда мыло варили из различных ароматных масел, соды и гидроксида калия.

Химическая промышленность

В химической промышленности вещество нужно для нейтрализации кислот, даже самых сильных, а также для ускорения протекания различных реакций. В нефтеперерабатывающей промышленности гидроксид калия важен для производства жиров.

Производство биодизельного топлива

Огромную популярность гидроксид калия получил в производстве биодизельного топлива, основой которого сложат растительные масла.

Устранение засоров в трубах

Гидроксид калия необходим для устранения засоров в трубах – он ускоряет процесс движения содержимого труб, частично растворяя его.

Гражданская оборона

В гражданской обороне гидроксид калия необходим для нейтрализации отравляющих веществ – он позволяет очистить вдыхаемый воздух и предотвратить отравление людей.

Развлекательная сфера (фокусы)

У рассматриваемого соединения есть и менее серьезные способы использования. Так, например, его часто применяют фокусники: благодаря способности изменять цвет меди, гидроксид натрия пользуется большой популярностью в фокусе с монеткой.

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности гидроксид калия необходим для правильного мытья и очистки плодов. Ещё его используют в ходе производства

кондитерских изделий, размягчения маслин и оливок, выпечке хлеба.

Использование гидроксида калия в разных отраслях промышленности:

Влияние гидроксида калия на человека

Гидроксид калия может быть достаточно опасен в работе, но при его употреблении в составе продуктов питания никакого вреда организм получить не должен. Впрочем, о пользе добавки говорить тоже не приходится.

Исследования, проведенные зарубежными учеными на животных, показали, что чрезмерное употребление пищевой добавки может повлечь за собой развитие заболеваний кожного покрова. Несмотря на этом, все сведения о рекомендуемых объемах потребления рассматриваемого вещества довольно расплывчаты.

Гидроксид калия – это вещество, которое разрешено к применению в производстве продуктов питания во многих странах, Россия и Украина входят в их число, с ними в списке соседствуют все страны ЕС, США и Канада. Более того, соединение разрешено к применению в производстве детского питания, что говорит о его безопасности при употреблении в небольших количествах.

При контакте гидроксида калия с кожным покровом образуются глубокие химические ожоги, поэтому при работе с веществом необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

Польза гидроксида калия

Рассматриваемая добавка не оказывает положительного влияние на организм человека.

Вред гидроксида калия

При употреблении вовнутрь в разумных количествах гидроксид калия безопасен. А вот при неосторожной работе с ним вы рискуете заработать ожоги, раздражение, нарушение работы органов зрения и т.д.

Где можно приобрести гидроксид калия и сколько он стоит

Проще всего приобрести гидроксид калия в режиме онлайн – в сети доступна масса интернет-магазинов, предлагающих широкий ассортимент пищевых добавок от самых разных производителей.

Онлайн-магазины предлагают своим клиентам различные способы оплаты: через Киви кошелек, банковским переводом и наличным расчетом.

1 кг добавки обойдется вам приблизительно в 300 рублей, за 5 кг гидроксида калия придется заплатить 1400 рублей, а за 10 кг – 2500 рублей.

Заключение

Гидроксид калия – это неорганическое вещество, широко применяющееся в разных отраслях промышленности. Внешне добавка представляет собой белый порошок или белые плотные хлопья. Наиболее крупные производства гидроксида калия расположены на территории Франции, Южной Кореи и Китая. Приобрести вещество проще всего в режиме онлайн: в интернет-магазинах представлены пищевые добавки от разных производителей.

Основным методом получения гидроксида калия считается электролиз. В зависимости от реагентов выделяют три основные методики получения добавки: с твердым асбестовым катодом, с полимерным катодом и с ртутным катодом. Последние два способа применяются реже, поскольку более затратны, менее экологичны и несут опасность для работников. Ртутный метод использовался в промышленности с 19 века и когда-то считался единственно верным, однако развитие науки и совершенствование химической отрасли позволило открыть другие способы. Однако, в некоторых странах ртутный метод все так же популярен. Так, например, его до сих пор используют в России.

В больших объемах гидроксид калия получают посредством электролиза хлористого калия. При этом существует три способа проведения реакции (они аналогичны тем, что описаны выше)

Гидроксид калия обознается в составе продуктов питания как Е525. Он считается относительно безопасной добавкой и разрешен к использованию на территории бывшего Советского Союза, США, Канады и всех стран Европы. Более того, на данный момент отсутствуют ограничения, запрещающие использовать рассматриваемое соединение в производстве детского питания.

А вот в работе с гидроксидом калия необходимо строго следовать правилам безопасности. Дело в том, что при попадании на открытые участки тела порошок способен провоцировать сильные ожоги. Он также является причиной развития высыпаний, раздражений и прочих кожных заболеваний. При попадании на слизистую оболочку глаз порошок и вовсе способен привести к потере зрения. Ощутить негативные последствия можно также при чрезмерном употреблении гидроксида калия.

Несмотря на это, бояться присутствия гидроксида калия в составе продуктов питания не стоит – в пищевой продукции его настолько мало, что ощутить хоть какой-то вред практически невозможно. Негативные последствия дадут о себе знать только в том случае, если вы будете употреблять в пищу чистую пищевую добавку.

Никакой пользы организму гидроксид калия не несет.

Помимо пищевой промышленности вещество применяют также для производства бумаги и картона – им обрабатывают целлюлозу; изготовления мыла, гелей для душа и бытовой химии – гидроксид натрия отвечает за их способность к образованию устойчивой пены. Встретить гидроксид натрия можно также в химической промышленности, во время прочистки труб, в гражданской обороне и других отраслях. Соединение применяют для нейтрализации кислот, изготовления буровых растворов, красителей и удобрений, очистки газов, перегонки нефти, регулирования кислотности раствором и производства синтетического каучука.