Гидроксид калия: свойства, получение и применение. Гидроксид калия (Е525) Что реагирует с гидроксидом калия

Гидроксид калия – это щелочь, которую в пищевой промышленности называют добавкой Е525.

Другие часто встречающиеся названия гидроксида калия – это гидроокись калия, каустический поташ, калиевый щелок, едкое кали, potassium hydrate, сaustic potash, potassium hydroxide.

Применение гидроксида калия в качестве пищевой добавки разрешено в странах ЕС, в России, Украине.

Свойства гидроксида калия

Внешне гидроксид калия представляет собой кристаллические бесцветные палочки, шарики, хлопья.

Добавка Е525 плавится при температуре 404 °C, быстро впитывает влагу и поэтому требует создания особых условий хранения, растворяется в метаноле, этаноле и воде.

Гидроксид калия может растворять органические материалы.

Получение гидроксида калия проводят методом электролиза раствора калий хлора. На вещество воздействуют полимерным, асбестовым или ртутным катодом. Последний способ применяется чаще всего, хотя более безопасными считаются первые два способа получения гидроксида калия, не использующие ртуть.

Добавка Е525 считается сильным веществом, вступающим в бурную реакцию с оловом, алюминием, цинком, свинцом и кислотами.

В пищевой промышленности используют такое свойство гидроксида калия как способность влиять на кислотность продуктов. По сути, добавка Е525 – это регулятор кислотности.

Применение гидроксида калия

Если брать во внимание исключительно пищевую промышленность, то здесь, чаще всего, Е525 используют производители шоколада, какао и продукции из них.

Помимо этого, гидроксид калия может встречаться в составе продуктов детского питания, им обрабатывают замороженный картофель.

Калиевый щелок могут использовать в качестве вспомогательного средства на производстве овощной и фруктовой продукции – при помощи вещества очищают фрукты, овощи и корнеплоды.

В косметической промышленности гидроксид калия применяют для производства шампуней, мыла, отбеливателей, средств для бритья.

Вред гидроксида калия

Работая на производстве с добавкой Е525 нельзя забывать о том, что это все-таки щелочь, которая относится ко второму классу опасности. Гидроокись калия может разъедать кожу и слизистые, вызывая химические ожоги. Избыток гидроксида калия, то есть длительный контакт с веществом провоцирует появление хронических кожных заболеваний.

На производстве, применяющем гидроксид калия, должны быть предприняты серьезные меры предосторожности. Особенно опасен контакт щелочи с глазами человека – зафиксированы случаи полной потери зрения.

Синонимы: кали едкое, гидроксид калия, potassium hydroxide, каустический поташ, «калиевый щёлок», КОН, E525.
Это бесцветное твердое вещество, сильное основание. Имеет много промышленных и специфических применений, но в большинстве случаев используется его способность реактивно осаждать кислоты, а также используются его коррозионные свойства. Гигроскопичен. Его растворение в воде экзотермично - выделяется большое количество тепла.

Получение гидроокиси калия

Исторически КОН готовили с добавлением карбоната калия (поташа) в концентрированном растворе гидроксида кальция (гашеной извести), что приводит к реакции обмена, в результате чего карбонат кальция выпадает в осадок, а гидроксид калия остается в растворе:
Ca (OH) 2 + K 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + 2КОН
Фильтрование осажденного карбоната кальция и кипячение раствора дает гидроксид калия («кальцинированный или едкое кали»). Это был самый важный метод производства гидроксида калия до конца 19 века, потом он был в значительной степени заменен текущим методом электролиза растворов хлорида калия (аналогичный способ получения гидроксида натрия):
2 KCl + 2 H 2 O → 2 КОН + Cl 2 + H 2

Применение гидроокиси калия

Омыление жиров с помощью КОН используется для получения соответствующего "калиевого мыла", которое является более мягкими. Из-за своей мягкости и большей растворимости, калиевые мыла требуют меньше воды для сжижения, и таким образом могут содержать больше моющего средства, чем сжиженные мыла натрия.
В качестве электролита. Водный раствор гидроксида калия применяется в качестве электролита в щелочных батареях. Гидроксид калия является предпочтительным по сравнению с гидроксидом натрия, потому что имеет более высокие свойства проводимости. Никель-металл-гидридные батареи используют смесь гидроксида калия и гидроксида натрия, никель-железные батареи также используют в качестве электролита гидроксид калия.
Гидроксид калия используется для идентификации некоторых видов грибов. 3-5% водный раствор КОН наносится на ткань гриба и исследователь отмечает, появляется ли изменение цвета мякоти. Некоторые виды - боровики, Polypores и многие другие грибы выявляются на основе этой реакции.
В нефтеперерабатывающих заводах гидроксид калия используется при переработке и для удаления органических кислот и соединений серы из нефти и природного газа.

Примечание

Гидроксид калия разрушает бумагу, кожу, ткани органического происхождения. При работе с веществом необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

Характеристики гидроокиси калия


Краткая характеристика гидроксида калия:

Гидроксид калия – неорганическое вещество белого цвета.

Химическая формула гидроксида калия KOН.

Обладает высокой гигроскопичностью, но меньшей чем у гидроксида натрия . Активно поглощает пары воды из воздуха .

Хорошо растворяется в воде, при этом выделяя большое количество тепловой энергии.

Гидроксид калия – едкое, токсическое и коррозионно-активное вещество. Оно относится к веществам второго класса опасности. Поэтому при работе с ним требуется соблюдать осторожность. При попадании на кожу, слизистые оболочки и в глаза образуются серьёзные химические ожоги.


Физические свойства гидроксида калия:

Наименование параметра: Значение:
Химическая формула KOН
Синонимы и названия иностранном языке potassium hydroxide (англ.)

едкое кали (рус.)

калия гидроокись (рус.)

Тип вещества неорганическое
Внешний вид бесцветные моноклинные кристаллы
Цвет белый, бесцветный
Вкус —*
Запах
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м 3 2044-2120
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см 3 2,044-2,12
Температура кипения, °C 1327
Температура плавления, °C 380−406
Гигроскопичность высокая гигроскопичность
Молярная масса, г/моль 56,1056

* Примечание:

— нет данных.

Получение гидроксида калия:

Гидроксид калия в промышленном масштабе получается в результате электролиза хлористого калия с твердым асбестовым катодом (диафрагменный метод производства), с полимерным катодом (мембранный метод производства), с жидким ртутным катодом (ртутный метод производства).

Основной тенденцией в мировом производстве гидроксида калия в последние 10 лет является переход производителей на мембранный метод электролиза.

Химические свойства гидроксида калия. Химические реакции гидроксида калия:

Гидроксид калия – химически активное вещество, сильное химическое основание.

Водные растворы KOH имеют сильную щелочную реакцию.

Химические свойства гидроксида калия аналогичны свойствам гидроксидов других щелочных металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция гидроксида калия с натрием:

KOH + Na → NaOH + K (t = 380-450 °C).

В результате реакции образуются гидроксид натрия и калий.

2. реакция гидроксида калия с хлором:

2KOH + Cl 2 → KCl + KClO + H 2 O.

В результате реакции образуются хлорид калия, гипохлорит калия и вода. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется в виде холодного концентрированного раствора.

3. реакция гидроксида калия с йодом:

6KOH + 3I 2 → 5KI + KIO 3 + H 2 O (t = 80 °C).

В результате реакции образуются йодид калия, иодат калия и вода. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется в виде горячего концентрированного раствора.

4. реакция гидроксида калия с алюминием и водой:

2Al + 2KOH + 6H 2 O → 2K + 3H 2 .

В результате реакции образуются тетрагидроксоалюминат калия и водород . При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется в виде горячего концентрированного раствора.

5. реакция гидроксида калия с цинком и водой:

Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2 .

В результате реакции образуются тетрагидроксоцинкат натрия и водород .

6. реакция гидроксида калия с ортофосфорной кислотой:

H 3 PO 4 + KOH → KH 2 PO 4 + H 2 O.

В результате реакции образуются дигидроортофосфат калия и вода . При этом в качестве исходных веществ используются: фосфорная кислота в виде концентрированного раствора, гидроксид калия в виде разбавленного раствора.

Аналогично проходят реакции гидроксида калия и с другими кислотами.

7. реакция гидроксида калия с сероводородом:

H 2 S + KOH → KHS + H 2 O.

В результате реакции образуются гидросульфид калия и вода. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется в виде разбавленного раствора.

8. реакция гидроксида калия с фтороводородом:

HF + KOH → KF + H 2 O,

2HF + KOH → KHF 2 + H 2 O.

В результате реакции образуются в первом случае – фторид калия и вода, во втором – гидрофторид калия и вода. При этом гидроксид калия и фтороводород в первом случае в качестве исходного вещества используются в виде разбавленного раствора, во втором случае гидроксид калия и фтороводород используются в виде в виде концентрированного раствора.

9. реакция гидроксида калия с бромоводородом:

HBr + KOH → KBr + H 2 O.

В результате реакции образуются бромид калия и вода.

10. реакция гидроксида калия с йодоводородом:

HI + KOH → KI + H 2 O.

В результате реакции образуются йодид калия и вода.

11. реакция гидроксида калия с оксидом алюминия:

Al 2 O 3 + 2KOH → 2KAlO 2 + H 2 O (t = 900-1100 °C).

Оксид алюминия является амфотерным оксидом. В результате реакции образуются алюминат калия и вода. Реакция протекает при спекании исходных веществ.

12. реакция гидроксида калия с оксидом алюминия и водой:

Al 2 O 3 + 2KOH + 3H 2 O → 2K.

Оксид алюминия является амфотерным оксидом. В результате реакции образуется тетрагидроксоалюминат калия. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется в виде горячего концентрированного раствора.

13. реакция гидроксида калия с оксидом углерода (углекислым газом ):

KOH + CO 2 → KHCO 3 ,

2CO 3 + KOH → KCO 3 + H 2 O.

Оксид углерода является кислотным оксидом. В результате реакции образуются в первом случае – гидрокарбонат калия, во втором случае – карбонат калия и вода. Реакция в первом случае происходит в этаноле.

14. реакция гидроксида калия с оксидом серы:

SO 2 + KOH → KHSO 3 ,

2SO 3 + KOH → K 2 SO 3 + H 2 O.

Оксид серы является кислотным оксидом. В результате реакции образуются в первом случае – гидросульфит калия, во втором случае – сульфит калия и вода. Реакция в первом случае происходит в этаноле.

15. реакция гидроксида калия с оксидом кремния:

4KOH + 2SiO 2 → K 2 SiO 3 + K 2 Si 4 O 5 + 2H 2 O (t = 900-1000 °C),

6KOH + 5SiO 2 → K 4 SiO 4 + K 2 Si 4 O 9 + 3H 2 O.

В результате реакции образуются в первом случае – метасиликат калия, метатетрасиликат калия и вода, вот втором случае – ортосиликат калия, тетрасиликат калия и вода. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется во втором случае в виде концентрированного раствора.

16. реакция гидроксида калия с гидроксидом алюминия:

Al(OH) 3 + KOH → KAlO 2 + 2H 2 O (t = 1000 °C),

Al(OH) 3 + KOH → K.

Гидроксид алюминия является амфотерным основанием. В результате реакции образуются в первом случае – алюминат калия и вода, во втором случае – тетрагидроксоалюминат натрия. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется во втором случае в виде концентрированного раствора.

17. реакция гидроксида калия с гидроксидом цинка:

Zn(OH) 2 + 2KOH → K 2 .

Гидроксид цинка является амфотерным основанием. В результате реакции образуется тетрагидроксоцинкат калия.

18. реакция гидроксида калия с сульфатом железа:

FeSO 4 + 2KOH → Fe(OH) 2 + K 2 SO 4 .

железа и сульфат калия.

19. реакция гидроксида калия с хлоридом меди:

CuCl 2 + 2KOH → Cu(OH) 2 + 2KCl.

В результате реакции образуются гидроксид меди и хлорид калия.

20. реакция гидроксида калия с хлоридом алюминия:

AlCl 3 + 3KOH → Al(OH) 3 + 3KCl.

В результате реакции образуются гидроксид алюминия и хлорид калия.

Аналогично проходят реакции гидроксида калия и с другими солями.

    - (едкое кали, КОН), белое твердое вещество, получаемое в промышленности путем ЭЛЕКТРОЛИЗА ХЛОРИДА КАЛИЯ. Гидроксид калия является сильно щелочным веществом, используемым в производстве мыла и моющих средств. см. также ЩЕЛОЧЬ … Научно-технический энциклопедический словарь

    Сущ., кол во синонимов: 1 кали (8) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

    гидроксид калия - едкое кали — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы едкое кали EN potassium hydroxide … Справочник технического переводчика

    ГИДРОКСИД КАЛИЯ - едкое кали, КОН бесцветные кристаллы; плотностью 2120 кг/м3; tпл=380°С; растворимость в воде 52,8% при 20° С. Сильная щелочь, вызывающая ожоги на коже человека. Применяют в виде кипящего 30 50% ного водного раствора для очистки от… … Металлургический словарь

    Гидроксид калия (едкое кали) - Гидроксид калия обычно получают электролизом растворов природного хлорида калия (товарная позиция 3104), но он может быть получен также каустификацией карбоната калия известковым молоком (образующим известковый поташ). Чистый гидроксид калия… … Официальная терминология

    Гидроксид калия Общие Систематическое наименование Гидроксид калия Традиционные названия … Википедия

    Гидроксид алюминия, вещество с формулой (а также … Википедия

    Общие Систематическое наименование Гидроксид рубидия Традиционные названия едкая щёлочь едкий рубит Химическая формула RbOH Физические свойства Молярная масса 102,407 … Википедия

Гидроксид калия (лат. Potassium hydroxide, «калиевый щёлок») — KOH. Тривиальные названия: едкое кали, каустический поташ, а также гидрат окиси калия, гидроокись калия, гидроксид калия, кали едкое, калиевая щелочь.

Свойства гидроксида калия
Бесцветные, очень гигроскопичные кристаллы. Водные растворы КОН имеют сильнощелочную реакцию. Гидрат окиси калия (кали едкое) получают диафрагменным электролизом раствора хлористого калия. Физические константы: Mr = 56,11, r = 2,04 г/см3, tпл = 404 °C, tкип = 1324 °C
Гидроксид калия продается в виде массивных блоков, хлопьевидной массы, гранул или небольших кусков, а также 40-50%-х растворов. Соединения калия менее распространены и поэтому более дороги, чем соответствующие соединения натрия. Они применяются только в тех случаях, когда необходим присущий им комплекс физико-химических свойств, не обеспечиваемый соединениями натрия.
Гидрат окиси калия негорюч и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам 2-го класса. Едкое вещество, при попадании на кожу и слизистые оболочки, особенно глаза, вызывает тяжелые химические ожоги и хронические заболевания кожных покровов. Особенно опасно попадание в глаза.
Раствор гидрата окиси калия заливают в чистые стальные контейнеры или бочки вместимостью 100, 200 и 275 л. Твердый гидрат окиси калия упаковывают в чистые сухие стальные барабаны вместимостью 50-180 дм³. Продукт в виде чешуек допускается упаковывать в стальные барабаны вместимостью 50-180 дм³ с полиэтиленовыми вкладышами или в полиэтиленовые мешки.
В России технический гидрат окиси калия выпускают по ГОСТ 9285-78, химически чистый продукт выпускается согласно ГОСТ 24363-80. Иностранному продукту соответствует CAS 1310-58-3.
Ниже приведены технические характеристики жидкого и чешуированного гидроксида калия российского производства, а также характеристики импортного продукта.

Физико-химические показатели гидроксида калия российского производства

Наименование показателя

Норма для марки и сорта
Твердый Жидкий
Высший Первый Высший Первый
1. Внешний вид Чешуйки зеленого, сиреневого или серого цвета Чешуйки или плав зеленого, сиреневого или серого цвета

Раствор голубого,

зеленого

или серого цвета, допускается осадок
2. Массовая доля едких щелочей (KOH + NaOH) в пересчете на KOH, %, не менее 95.0 95.0 54.0 52.0
3. Массовая доля углекислого калия (K 2 CO 3), %, не более 1.4 1.5 0.4 0.8
4. Массовая доля хлоридов в пересчете на Cl - , %, не более 0.7 0.7 0.7 0.8
5. Массовая доля сульфатов (SO 4 ²־), %, не более 0.025 0.05 0.03 0.1
6. Массовая доля железа (Fe 2+), %, не более 0.03 0.03 0.004 0.01
7. Массовая доля хлорноватистого калия (KClO 3), %, не более 0.1 0.2 0.15 0.3
8. Массовая доля кремния (Si), %, не более 0.01 0.02 0.015 -
9. Массовая доля натрия в пересчете на NaOH, %, не более 1.5 2.0 1.7 2.0
10. Массовая доля кальция (Ca 2+), %, не более 0.01 0.01 0.005 -
11. Массовая доля алюминия (Al 3+), %, не более 0.003 0.005 0.003 -
12. Массовая доля нитратов и нитритов в пересчете на азот (N), %, не более 0.003 0.003 0.003 -

Примеры физико-химических показателей гидроксида калия зарубежного производства

Наименование Potassium hydroxide CAS 1310-58-3
Происхождение Пр-во Франция Пр-во Ю.Корея Пр-во Китай
Внешний вид Белые чешуйки
1. Мас. доля гидроокиси калия (KOH), % не менее 90,0 90,0 90 .0; 95.0
2. Мас. доля углекислого калия (K2CO3), % не более 0,5 0,5 2,0
3. Мас. доля хлоридов (Cl) % не более 0,001 0,005 1,0
4. Мас. доля железа (Fe), % не более 0,0003 0,0003 0.0005
5. Мас. доля сульфатов (SO4), % не более 0,001 0,003 0.005
6. Мас. доля нитратов и нитритов в перерасчете на азот (N), %не более 0,0005 0,0005 0.0005
7. Мас. доля хлорноватокислого калия (KClO3). % не более Не опр. Не опр. Не опр.
8. Мас. доля кремния (Si), %, не более Не опр. Не опр. Не опр.
9. Мас. доля натрия (Na) в пересчете на NaOH, % не более 1.0 1,0 0.8
10.Мас. доля фосфатов (PO4), % не более 0,0002 0,001 0.005
11. Мас. доля кремнекислоты (SiO2), %, не более 0,002 0,002 0.01
12. Мас.доля алюминия (Al) % не более 0,0001 0,001 0.002
13. Мас доля кальция (Ca), %, не более 0,001 0,001 0.005
14. Мас. доля никеля (Ni), %, не более 0,0005 0,0005 0.0005
15. Мас. доля тяжелых металлов (Pb). % не более 0,0005 0,0005 0.002

Основные области потребления
Гидроксид калия является практически универсальным химическим соединением. Ниже приведены примеры материалов и процессы в которых он используется:
- нейтрализация кислот,
- алкалиновые батареи,
- катализ,
- моющие средства,
- буровые растворы,
- красители,
- удобрения,
- производство пищевых продуктов,
- газоочистка,
- металлургическое производство,
- перегонка нефти,
- различные органические и неорганические вещества,
- производство бумаги,
- пестициды,
- фармацевтика,
- регулирование pH,
- карбонат калия и другие калийные соединения,
- мыла,
- синтетический каучук.

Одна из важнейших областей применения гидроксида калия — производство мягкого мыла. Смеси калиевых и натриевых мыл используются для получения жидких мыл, моющих средств, шампуней, кремов для бритья, отбеливателей и некоторых фармацевтических препаратов. Другая важная область применения— производство различных солей калия. Например, перманганат калия получают путем сплавления диоксида марганца с каустическим поташем и последующего окисления образовавшегося манганата калия в электролизной камере. Дихромат калия можно получить аналогичным способом, хотя чаще его изготовляют сплавлением тонко измельченной хромитной руды с карбонатом или гидроксидом калия и воздействием на полученный хромат кислотой с образованием дихромата калия. Гидроксид калия также применяют вместе с каустической содой в производстве многих красителей и других органических соединений, а также как адсорбент газов, дегидратирующий агент, осадитель нерастворимых гидроксидов металлов, в щелочных аккумуляторах, для получения различных соединений калия.
Кроме того, гидроксид калия используется для обеззараживания сточных вод, в азотной промышленности для осушки газов, в резинотехнической промышленности в качестве «калийного мыла», предотвращающего слипание крошки каучука и др.

Жидкий технический гидроксид калия применяется при производстве удобрений, синтетического каучука, электролитов, реактивов, в медицинской промышленности.

Чешуированный гидроксид калия используется в производстве удобрений и синтетического каучука, в фармацевтической промышленности и в других отраслях.

Гидроокись калия техническая применяется для выщелачивания отливок стального литья, для поддержания в заданных пределах щелочности буровых растворов, для производства удобрений, синтетического каучука и в других отраслях.

Особенности и тенденции технологий производства
В промышленном масштабе гидроксид калия получают электролизом хлористого калия. Возможны три варианта проведения электролиза: электролиз с твердым асбестовым или полимерным катодом (диафрагменный и мембранный методы производства), электролиз с жидким ртутным катодом (ртутный метод производства). В ряду электрохимических методов производства самым легким 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.

Рис. 1.1. Мембранная ячейка

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 ртутным (ЗП КЧХК) и диафрагменным (Сода-Хлорат) методами.
Особенностью технологического оформления производства гидроксида калия является тот факт, что на аналогичных установках электролиза можно выпускать как едкий калий, 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 электролизеров 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.