Карбонат калия

Карбона́т ка́лия (углеки́слый калий, пота́ш, устар. кальцини́рованный пота́ш) — средняя соль калия и угольной кислоты с формулой . Белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Малотоксичен, относится к III классу опасности.

Тривиальное название соли пота́ш происходит от  напрямую или через , .

История 

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, в Европе, но, в основном, в России и Северной Америке.

В России Пётр I в 1721 году установил монополию на производство поташа: «Нигде никому отнюдь поташа не делать и никому не продавать под страхом ссылки в вечную каторжную работу» — с целью сбережения леса, поскольку вводил технологию производства поташа из «худых бочек, сучьев и прочих обрезков». До введения монополии крупнейшим центром производства поташа́ в XVII веке в России, а следовательно и в мире были Нижегородский, Арзамасский и Муромский уезды с их богатыми лесами, позаимствованной из Литвы технологии и с привлечением литовских специалистов уничтожавшимися на зольных «майданах» или «будах» (будных станах).

Физические и химические свойства 
При нормальных условиях выглядит как бесцветные или белые кристаллы (моноклинная модификация), плотностью 2,44 г/см3.
При 420 °C переходит в гексагональную модификацию плотностью 2,27 г/см3. Плавится при 891 °C.

При нагревании до 1200 °C разлагается на углекислый газ и оксид калия:
 K2CO3 -> K2O + CO2

Хорошо растворим в воде: 105,5 г/100 мл (0 °C), 110,5 (20 °C), 155,7 (100 °C), гигроскопичен.
Образует несколько кристаллогидратов: KCO·5H2O, KCO·1,5H2O и KCO·0,5H2O, второй из них образуется при кристаллизации из водных растворов и хранении безводной формы на воздухе. Все перечисленные гидраты полностью обезвоживаются при 150—160 °C.

Водные растворы карбоната калия присоединяют углекислый газ с образованием гидрокарбоната калия.
 K2CO3 + CO2 + H2O -> 2KHCO3

С двуокисью серы водные растворы реагируют с образованием гидросульфита калия и двуокиси углерода.
 K2CO3 + 2SO2 + H2O -> 2KHSO3 + CO2

Получение 
Карбонат калия получают:
 как побочный продукт получается при переработке нефелинов.
 воздействием CO2 на раствор гидроксида калия:
 2KOH + CO2 -> K2CO3 + H2O
 путём электролиза хлорида калия, в результате чего образуется гидроксид калия, который, вступая в реакцию с углекислым газом, образует воду и карбонат калия (см. выше).

Для использования в качестве удобрения поташ получают из щёлока при выщелачивании водой золы из злаков или водорослей, так как именно карбоната 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.

Применение 
Карбонат калия применяют:
 для изготовления жидкого мыла;
 для производства пигментов;
 для производства хрустального, оптического или тугоплавкого стекла;
 для крашения;
 для выращивания сельскохозяйственных культур (соли калия являются хорошим удобрением для растений);
 в фотографии как элемент проявителей;
 в качестве добавки в строительный раствор и бетон для понижения температуры замерзания (даёт белые пятна, поэтому разрабатываются специальные противоморозные присадки, не дающие разводов);
 для производства других соединений калия;
 как поглотитель сероводорода при очистке газов;
 как обезвоживающий агент;
 в качестве средства экстренного пожаротушения (в продукте Firevase компании Samsung)
 зарегистрирован в качестве пищевой добавки E501.

Безопасность 
Карбонат калия считается «общепризнанным безопасным» (GRAS) в США в качестве пищевой добавки для человека Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). Он используется в качестве ароматизатора и адъюванта, питательной добавки, средства контроля рН или вспомогательного средства для обработки пищевых продуктов без каких-либо ограничений. В Европейском союзе карбонат калия указан в Постановлении Комиссии (ЕС) № 231/2012 в качестве разрешённой безопасной пищевой добавки и отнесён к категории «добавки, отличные от красителей и подсластителей». Объединённый экспертный комитет ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам в 1965 году не стал устанавливать допустимое суточное потребление (ДСП) для карбоната калия, присвоив добавке статус «ДСП не определён». Это происходит в тех случаях, когда в ходе исследований за животными и людьми не удаётся определить вредный уровень для здоровья, а значит нет необходимости регулировать количество добавки в пищевых продуктах.

См. также 
 Соляной рыбный двор

Примечания

Литература

Ссылки 
 ГОСТ Р 55053-2012. Добавки пищевые. Калия карбонаты Е501. Общие технические условия
 ГОСТ 10690-73.

Соединения калия
Карбонаты
Пищевые добавки
Фотографические реактивы