Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Формула карбоната калия

Определение и формула карбоната калия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Карбонат калия – калиевая средняя соль угольной кислоты.
Химическая формула карбоната калия

Формула – K_2CO_3

Молярная масса равна 138,205 г/моль.

Физические свойства – соль белого цвета растворимая в воде, но не растворимая в этиловом спирте, образует растворы с сильно щелочной реакцией.

Плавится без разложения, при более глубоком нагревании разлагается.

Очень хорошо растворяется в воде (сильный гидролиз по аниону):

    \[ K_2CO_3+12H_2O = 2\left [ K\left ( H_2O \right )_6 \right ]^+ + CO_3^{2-} \]

    \[ CO_3^{2-}+H_2O\leftrightarrows HCO_3^{-}+OH^- \]

Карбонат калия является основным компонентом калийных удобрений. Исторически сложилось так, что карбонат калия получали при спекании поташа из золы растений в печи для удаления примесей. Мелкий белый оставшийся порошок являлся поташем. Первый патент, выданный патентным ведомством США был присужден Сэмюэлю Хопкинсу в 1790 году для улучшенного способа изготовления поташа из золы растений и карбоната калия.

В конце 18-го века в Северной Америке, до развития разрыхлителей, поташ использовался в качестве разрыхлителя в быстрых хлебах.

Химические свойства карбоната калия

  • При нагревании до температуры выше 1200^{\circ} C карбонат калия разлагается на оксид калия и углекислый газ:

        \[    K_2CO_3 = K_2O + CO_2 \]

  • Реагирует с кислотами-неокислителями:

        \[    K_2CO_3 + 2HCl = 2KCl + CO_2 \uparrow + H_2O \]

  • Взаимодействует с основаниями:

        \[    K_2CO_3 + Ca\left ( OH \right )_2 = CaCO_3 \downarrow + 2KOH \]

  • Реагирует с углеродом при высокой температуре:

        \[    K_2CO_3 + C + CaCN_2 = 2KCN + CaCO_3 \]

  • Вступает в реакцию с SO_2 с образованием гидросульфита калия:

        \[    K_2CO_3 + 2SO_2 + H_2O = 2KHSO_3 + CO_2 \uparrow \]

Получение

В настоящее время, карбонат калия получают в промышленных масштабах путем электролиза хлорида калия. Полученный гидроксид калия приводят во взаимодействие с диоксидом углерода с образованием карбоната калия, который часто используется для получения других соединений калия:

    \[   2KOH + CO_2 = K_2CO_3 + H_2O \]

Применение

Исторически карбонат калия использовался для производства мыла, стекла, фарфора. В качестве мягкого сушильного агента, где другие влагопоглощающие вещества, такие как хлорид кальция и сульфат магния, нельзя применить. Он не подходит для кислотных соединений, но может быть полезен для сушки органической фазы, если есть небольшое количество кислотных примесей. Он также может быть использован для сушки некоторых кетонов, спиртов и аминов перед перегонкой.

Используется в производстве порошка какао, чтобы сбалансировать pH натуральных какао-бобов (это также помогает улучшить аромат).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
Задание 2,5 грамм технического K_2CO_3 обработали избытком HCl, выделившийся CO_2 поглотили раствором Ca(OH)_2, выпавший осадок имеет массу 1,573 грамма. Какова массовая доля примесей в образце K_2CO_3?
Решение Запишем уравнения реакций:

    \[   K_2CO_3 + 2HCl \rightarrow KCl + H_2O + CO_2 \uparrow \]

    \[   CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O \]

Из стехиометрии реакций следует, что:

n(K_2CO_3) = n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{1,573}{100,087} = 0,0157 моль

m(K_2CO_3) = M(K_2CO_3) \cdot n(K_2CO_3) = 138,205 \cdot 0,0157 = 2,172 г

Вычислим массовую долю примесей:

    \[   \omega_{imp.} = \frac{m_{imp.}}{m_{(sample)}} = \frac{m_{(sample)} - m(K_2CO_3)}{m_{(sample)}} = \frac{2,5 - 2,172}{2,5} = 0,1312 = 13,12 \% \]

Ответ \omega_{imp.} = 13,12 \%
ПРИМЕР 2
Задание Рассчитайте массу KOH, которую можно получить при гидролизе 1 грамма K_2CO_3 в 1 литре раствора.
Решение Рассчитаем начальную концентрацию K_2CO_3 в растворе.

    \[    C_0(K_2CO_3) = \frac{m(K_2CO_3)}{M(K_2CO_3) \cdot V(K_2CO_3)} = \frac{1}{138,205 \cdot 1} = 0,0072356 M \]

Запишем реакцию гидролиза соли и рассчитаем ее константу гидролиза.

    \[   CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^{2-} + OH^- \]

Равновесные концентрации частиц, принимающих участие в реакции:

    \[   [CO_3^{2-}] = C_0 - x, [HCO_3^-] = x, [OH^-] = x \]

    \[   K = \frac{K_W(H_2O)}{K_{d2}(H_2CO_3)}} = \frac{10^{-14}}{4,69 \cdot 10^{-11}} = 2,1322 \cdot 10^{-4} \]

Вычислим молярную концентрацию KOH.

    \[   C_M(KOH) = [OH^-] = x \]

    \[   K = \frac{x^2}{C_0 - x} \approx \frac{x^2}{C_0} \]

    \[   x = \sqrt{C_0 \cdot K} = \sqrt{0,0072356 \cdot 2,1322 \cdot 10^{-4}} = 0,00124208 M \]

    \[   C_M(KOH) = 0,00124208 M \]

Рассчитаем массу гидроксида калия KOH.

    \[   m(KOH) = C_M(KOH) \cdot M(KOH) \cdot V(K_2CO_3) = 0,00124208 \cdot 56,1056 \cdot 1 = 0,06969 \]

Ответ m(KOH) = 0,06969 г
Нужна помощь с
решением задач?
Более 500 авторов онлайн и готовы помочь тебе прямо сейчас! Цена от 20 рублей за задачу. Сейчас у нас проходит акция, мы дарим 100 руб на первый заказ.