Сульфат калия и вода уравнение

Сульфат калия: способы получения и химические свойства

Сульфат калия K₂SO₄ — соль щелочного металла калия и серной кислоты. Белый, термически устойчивый. Хорошо растворяется в воде (гидролиза нет).

Относительная молекулярная масса Mr = 174,26; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,662; t_пл = 1074º C; t_кип > 2000º C

Способ получения

1. В результате взаимодействия при надпероксида калия и серы образуется сульфат калия:

2. Оксид калия реагирует с оксидом серы. В результате реакции образуется сульфат калия:

K₂O + SO₃ = K₂SO₄

3. В результате реакции между гидроксидом калия и серной кислотой происходит образование сульфата калия и воды:

4. Гидросульфат калия при 240 ºС разлагается с образованием сульфата калия и серной кислоты:

5. При взаимодействии концентрированного гидроксида калия и гидросульфата калия образуется сульфат калия и вода:

6. Сульфат калия взаимодействует с хлоридом калия при 450–700º C с образованием сульфата калия и соляной кислоты:

7. Твердый хлорид калия реагирует с концентрированной серной кислотой в состоянии кипения. В результате реакции образуется сульфат калия и газ хлороводород:

8. При температуре выше 500º С твердый сульфид калия взаимодействует с кислородом, образуя сульфат калия:

Качественная реакция

Качественная реакция на сульфат калия — взаимодействие его с хлоридом бария, в результате реакции происходит образование белого осадка , который не растворим в азотной кислоте:

1. При взаимодействии с хлоридом бария , сульфат калия образует сульфат бария и хлорид калия:

Химические свойства

1. Сульфат калия может реагировать с простыми веществами :

1.1. Сульфат калия реагирует с углеродом при температуре 900º C. При этом образуются сульфид калия и угарный газ:

1.2. С водородом сульфат калия реагирует при температуре 600º C, в присутствии катализатора Fe₂O₃ с образованием сульфида калия и воды:

2. Сульфат калия вступает в реакцию со многими сложными веществами :

2.1. Сульфат калия взаимодействует с гидроксидами :

2.1.1. Сульфат калия реагирует с гидроксидом бария с образованием гидроксида калия и сульфата бария:

2.2. Сульфат калия может реагировать с кислотами :

2.2.1. При взаимодействии с концентрированной серной кислотой твердый сульфат калия образует гидросульфат калия:

2.3. Сульфат калия может взаимодействовать с оксидами :

2.3.1. Сульфат калия реагирует с оксидом серы (VI) . Взаимодействие сульфата калия с оксидом серы (VI) приводит к образованию пиросульфата калия:

2.4. Сульфат калия реагирует с солями :

2.4.1. Сульфат калия взаимодействует с хлоридом бария . При этом образуются хлорид калия и осадок сульфат бария:

Сульфат калия

(20 °C) 11.1 г/100 мл

(25 °C) 12 г/100 мл

(100 °C) 24 г/100 мл

Сульфат калия
Систематическое наименование	сульфат калия
Традиционные названия	сернокислый калий
Хим. формула	K2SO4
Состояние	белое кристаллическое вещество
Молярная масса	174.259 г/моль
Плотность	2.66 г/см³
Т. плав.	1069 °C
Т. кип.	1689 °C
Т. всп.	негорюч °C
Мол. теплоёмк.	131,4 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования	−1437,7 кДж/моль
Растворимость в воде
Растворимость в остальных веществах	слабо растворим в глицерине, нерастворим в ацетоне, спирте, CS2
Кристаллическая структура	ромбическая
ГОСТ	ГОСТ 4568-95 ГОСТ 4145-74
Рег. номер CAS	7778-80-5
PubChem	24507
Рег. номер EINECS	231-915-5
SMILES
Кодекс Алиментариус	E515(i)
RTECS	TT5900000
ChEBI	32036
ChemSpider	22915
ЛД50	6600 мг/кг
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Сульфат калия — неорганическое соединение. Химическая формула K₂SO₄.

Содержание

• 1 История
• 2 Нахождение в природе
• 3 Физические свойства
• 4 Получение
• 5 Химические свойства
• 6 Применение
• 7 Сведения о безопасности

История

Сульфат калия был известен с начала 14-го века, изучен Глаубером, Бойлом и Тахеусом. В 17 веке он был назван arcanuni или sal duplicatum — эти названия были для кислот и щелочных солей.

Нахождение в природе

В природе находится на месторождениях калийных солей. Присутствует в водах солёных озёр.

Физические свойства

Бесцветные кристаллы, ромбическая сингония (a = 0,742 нм, b = 1,001 нм, c = 0,573 нм, Z = 4, пространственная группа Pnam). При температуре выше 584 °C переходит в гексагональную модификацию (a = 0,5947 нм, c = 0,8375 нм, Z = 2, пространственная группа P6₃/mmc).

Хорошо растворим в воде, не подвергается гидролизу. Нерастворим в концентрированных растворах щелочей или в чистом этаноле.

Получение

Минеральные формы чистого сульфата калия относительно редки. Минерал арканит (англ. Arcanite ) состоит из чистого K₂SO₄, представляет собой белые или прозрачные кристаллы, встречается в Калифорнии (США).

Есть много минералов, содержащих соли калия:

Промышленные методы получения основаны на обменных реакциях KCl с различными сульфатами и в результате сульфат калия, как правило, сильно загрязнён побочными продуктами:

Наиболее чистый продукт получают, обрабатывая твёрдый хлорид калия концентрированной серной кислотой:

Прокаливанием с углём минерала лангбейнита:

В лабораторной практике применяют следующие методы:

Сульфат калия получается при нагреве сульфита калия до температуры в 600 °C:

Окисление серы бихроматом калия:

Взаимодействием сульфата аммония и гидроксид калия:

(NH₄)₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2NH₃↑ + 2H₂O

Химические свойства

Как соль двухосновной кислоты образует кислые соли:

Как все сульфаты взаимодействует с растворимыми соединениями бария:

Восстанавливается до сульфида:

С оксидом серы образует пиросульфат:

Применение

Основной потребитель сульфата калия — сельское хозяйство. Сульфат калия является ценным бесхлорным удобрением. Эффективность сульфата калия лучше проявляется на бедных калием дерново-подзолистых почвах гранулометрического состава и торфяных почвах. На черноземных почвах он применяется обычно под культуры, которые усваивают много калия и натрия (сахарная свёкла, подсолнечники, плодовые, для корнеплодов, овощей). На каштановых и серозёмных почвах используют в зависимости от вида культуры, технологии выращивания и содержания калия в почве. Сульфат калия намного эффективнее влияет на величину урожая и его качество, если его применять в комплексе с азотными и фосфорными удобрениями. На кислых почвах действие сульфата калия повышается на фоне использования извести.

Калий повышает содержание сахаров и витаминов в выращиваемой продукции, а подкормки в конце августа-сентября способствуют лучшему зимованию плодово-ягодным и декоративным деревьям и кустарникам. Используется на различных почвах, под все культуры, а также для комнатного и балконного цветоводства. Сульфат калия пригоден для всех способов внесения: основного (при перекопке почвы весной или осенью) и для подкормки в течение вегетационного периода.

Применяется в первую очередь под культуры, чувствительные к хлору (картофель, табак, лён, виноград, цитрусовые и др.). Наличие в удобрении сульфат-иона положительно влияет на урожай растений семейства крестоцветных (капуста, брюква, турнепс и др.) и бобовых, потребляющих много серы.

Также сульфат калия используется в производстве стекла, различных квасцов и других соединений калия, как флюс в металлургии. В Европейском союзе допущен в качестве использования как пищевая добавка E515.

Сведения о безопасности

Следующие действия сульфатом калия на части тела могут вызвать:

• Глаза: попадание пыли может вызвать механическое раздражение,
• Кожа: попадание на кожу может вызвать раздражение,
• Проглатывание: употребление в пищу больших количеств может вызвать раздражение желудочно-кишечного тракта,
• Вдыхание: при вдыхании может вызвать раздражение дыхательных путей,
• При хроническом употреблении сульфата калия: отравления могут возникать в редких случаях длительного воздействия.

Гидролиз сульфита калия

K₂SO₃ — соль образованная сильным основанием и слабой кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по аниону.

Первая стадия (ступень) гидролиза

Полное ионное уравнение
2K + + SO₃ 2- + HOH ⇄ K + + HSO₃ — + K + + OH —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
SO₃ 2- + HOH ⇄ HSO₃ — + OH —

Вторая стадия (ступень) гидролиза

Полное ионное уравнение
K + + HSO₃ — + HOH ⇄ H₂SO₃ + K + + OH —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
HSO₃ — + HOH ⇄ H₂SO₃ + OH —

Среда и pH раствора сульфита калия

В результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH — ), поэтому раствор имеет щелочную среду (pH > 7).