Гидроксид калия

Гидрокси́д ка́лия () — неорганическое соединение с химической формулой . Бесцветные, очень гигроскопичные кристаллы, но гигроскопичность меньше, чем у гидроксида натрия. Водные растворы KOH имеют сильнощелочную реакцию. Получают электролизом растворов хлорида калия (KCl), применяют в производстве жидких мыльных средств, для получения различных соединений калия, для получения загустителей для некоторых видов густых мазеобразных смазок, используемых в различных механизмах.

Тривиальные названия: едкое кали, каустический поташ, а также гидрат окиси калия, гидроокись калия, калиевая щёлочь, калиевый щёлок.

Физические свойства 
Имеет вид бесцветных кристаллов. Может находиться в двух различных модификациях: моноклинной, устойчивой до 247 °C и кубической, аналогичной таковой у хлорида натрия (a = 0,533 нм, z = 4, пространственная группа Fm3m). Температура плавления 405 °C, кипения 1325 °C, плотность 2,044 г/см3. Растворим в воде — 107 г / 100 мл (15 °C).

Химические свойства 
 Взаимодействие с некоторыми солями с образованием нового основания и новой соли (при условии соблюдения правила Бертолле)

 3 KOH + AlCl3 -> 3KCl + Al(OH)3

 2 KOH + MgSO4 -> K2SO4 + Mg(OH)2

 Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

 KOH + HCl -> KCl + H2O

 2KOH + H2SO4 -> K2SO4 + 2H2O

 Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием соли и воды:

 2KOH + CO_2 -> K_2CO_3 + H_2O

 2KOH + SO_3 -> K_2SO_4 + H_2O

 Взаимодействие с некоторыми непереходными металлами в растворе с образованием комплексной соли и водорода:

 2Al + 2KOH + 6H2O  -> 2K [Al(OH)4] + 3H2 ^

Гидроксид калия получают электролизом растворов KCl, обычно с применением ртутных катодов, что даёт продукт высокой чистоты, не содержащий примеси хлоридов:

 2KCl + 2H_2O -> 2KOH  + H_2 ^ + Cl_2 ^

Электролиз расплава протекает по следующему уравнению:

 4KOH -> 4K + 2H2O + O2

Именно так впервые были получены чистые натрий и калий британским химиком Г. Дэви.

Применение 
Гидроксид калия является практически универсальным химическим соединением. Ниже приведены примеры материалов и процессы, в которых он используется:
 нейтрализация кислот,
 щелочные элементы,
 катализ
 моющие средства,
 буровые растворы,
 красители,
 удобрения,
 производство пищевых продуктов,
 газоочистка,
 металлургическое производство,
 переработка нефти,
 различные органические и неорганические вещества,
 производство бумаги,
 пестициды,
 фармацевтика,
 регулирование pH,
 карбонат калия и другие калийные соединения,
 мыла,
 синтетический каучук.
В пищевой промышленности обозначается как пищевая добавка E525. Используется как регулятор кислотности, в качестве осушителя и средства для снятия кожицы с овощей, корнеплодов и фруктов. Он также используется в качестве катализатора в некоторых реакциях.

Также используется для получения метана, поглощения кислотных газов и обнаружения некоторых катионов в растворах.

Популярное средство в производстве косметической продукции, вступая в реакцию с жирными маслами, расщепляется и омыливает при этом масла.

В качестве агента для растворения засоров канализационных труб, в виде сухих гранул или в составе гелей (наряду с гидроксидом натрия). Гидроксид калия дезагрегирует засор и способствует лёгкому продвижению его далее по трубе.

В циркониевом производстве используется для получения обесфторенного гидроксида циркония.

В сфере промышленной мойки продукты на основе гидроксида калия, нагретые до 50-60 °С, применяются для очистки изделий из нержавеющей стали от жира и других масляных веществ, а также остатков механической обработки.

Используется в качестве электролита в щелочных (алкалиновых) батарейках.

Также применяется в ресомации — альтернативном способе «захоронения» тел.

5 % раствор гидроксида калия используется в медицине для лечения бородавок.

В фотографии используется, как компонент проявителей, тонеров, индикаторов тиосульфатов и для удаления эмульсии с фотографических материалов.

Производство 
В промышленном масштабе гидроксид калия получают электролизом хлористого калия.

Возможны три варианта проведения электролиза:
 электролиз с твёрдым асбестовым катодом (диафрагменный метод производства),
 электролиз с полимерным катодом (мембранный метод производства),
 электролиз с жидким ртутным катодом (ртутный метод производства).
В ряду электрохимических методов производства самым лёгким и удобным способом является электролиз с ртутным катодом, но этот метод наносит значительный вред окружающей среде в результате испарения и утечек металлической ртути. Мембранный метод производства самый эффективный, но и самый сложный.

В то время как диафрагменный и ртутный методы были известны соответственно с 1885 и 1892 гг., мембранный метод появился сравнительно недавно — в 1970 гг.

Основной тенденцией в мировом производстве гидроксида калия в последние 10 лет является переход производителей на мембранный метод электролиза. Ртутный электролиз является устаревшей, экономически невыгодной и негативно действующей на окружающую среду технологией. Мембранный электролиз полностью исключает использование ртути. Экологическая безопасность мембранного метода заключается в том, что сточные воды после очистки вновь подаются в технологический цикл, а не сбрасываются в канализацию.

При использовании данного метода решаются следующие задачи:
 исключается стадия сжижения и испарения хлора,
 водород используется для технологического пара, исключаются газовые выбросы хлора и его соединений.
Мировым лидером в области мембранных технологий является японская компания «Асахи Касэй».

В России производство гидроксида калия осуществляется мембранным (ООО «Сода-Хлорат») методом.

Особенностью технологического оформления производства гидроксида калия является тот факт, что на аналогичных установках электролиза можно выпускать как едкое кали, так и каустическую соду. Это позволяет производителям без существенных капиталовложений переходить на производство гидроксида калия взамен каустической соды, производство которой не столь рентабельно, а сбыт в последние годы усложняется. При этом в случае изменений на рынке возможен безболезненный перевод электролизёров на производство ранее выпускавшегося продукта.

Примером перевода части мощностей с производства гидроксида натрия на гидроксид калия может служить ОАО «Завод полимеров КЧХК», начавший промышленный выпуск едкого кали на пяти электролизерах в 2007 году.

Меры предосторожности при обращении с гидроксидом калия 
Гидроксид калия — едкое, токсичное вещество, обладающее ярко выраженными щелочными свойствами. По степени воздействия на человеческий организм оно относится к веществам 2-го класса опасности. В чистом виде действует на кожу и слизистые оболочки прижигающим образом. Особенно опасным считается попадание (больших) частиц гидроксида калия в глаза. Поэтому все работы с этим веществом должны проводиться в резиновых перчатках и очках. Гидроксид калия разрушает бумагу, кожу и другие материалы органического происхождения.

Предельно допустимая концентрация аэрозоля гидроксида калия в воздухе рабочих помещений составляет 0,5 мг/м3 в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76.

Гидроксид калия не горюч, пожаро- и взрывобезопасен.

См. также 
 Щёлочи
 Пищевые добавки

Примечания

Литература

Ссылки 
 

К
Химически активные вещества
Щёлочи
Соединения калия
Пищевые добавки
Фотографические реактивы