Карбонат калия и оксид алюминия: Al2O3 + K2CO3 = ? уравнение реакции

Решение задачи 71

1. Из описанных способов получения очевидно, что А является калиевой солью угольной кислоты. Учитывая, что в способах в) и г) процедуре получения А предшествует нагревание при высокой температуре, соль не содержит гидрокарбонат-иона. Рассчитаем ее состав (Поскольку данные термического анализа приведены с 4 значащими цифрами, в данном решении расчет проведен также с учетом 4 значащих цифр необходимых атомных масс). Нагревание до 200 °С может привести только к удалению кристаллизационной воды. В остатке — карбонат калия, который при молекулярной массе 138,21 а.е.м. составляет 100-16,36=83,64 % от массы А. Потеря массы 16,36% отвечает 0,1636*138,21/0,8364=27,03 а.е.м. на молекулу А, что соответствует 1,5 молекулам H₂O. А — K₂CO₃*1,5H₂O.
Остатком от прокаливания активной магнезии является MgO (40,31 а.е.м.), независимо от ее исходного состава. Потеря массы 70,88 % соответствует 0,7088*40,31/(1-0,7088)=98,12 а. е.м. Нетрудно убедиться, что это число в точности совпадает с суммой масс 1 молекулы СО₂ и 3 молекул Н₂О. Б — MgCO₃*3H₂O.
Двойная соль Энгеля, судя по названию, может содержать карбонаты или гидрокарбонаты калия и магния и, возможно, кристаллизационную воду. При нагревании до 200 °С останется смесь карбонатов, до 700 °С — оксид магния и значительно более устойчивый карбонат калия. В интервале от 200 до 700 °С разлагается только карбонат магния. Доля СО₂, приходящегося на карбонат магния составляет 57,36-40,19=17,17 % от исходной массы В и 17,17/(1-0,4019)=28,71 % от смеси карбонатов. Доля карбоната магния в этой смеси (44,05+40,31)*28,71/44,05=54,98 %, мольное отношение MgCO₃/K₂CO₃ = (54,98/84,36) : (45,02/138,21) = 2:1. Масса смеси состава 2MgCO₃*K₂CO₃ составляет 100-40,19=59,81 % от массы исходной соли Энгеля. На удаляющуюся до 200 оС часть (вероятно, CO₂ и h3O) приходится 40,19*306,93/59,81=206,25 а. е.м. Рассчитаем число молекул в смеси газов, приходящееся на эту массу (n=PV/RT). Из 10,00 г В получается 7,561 л газов, из 206,25+306,93=513,18 г – 7,561*513,18/10,00=388,02 л, что составляет 388,02*1/(0,082*473,15)=10,00 моль. Решив нехитрую систему, получим, что потеря массы 206,25 а.е.м. это одна молекула CO₂ и 9 молекул H₂O при остатке 2MgCO₃*K₂CO₃. Брутто-формула соли Энгеля K₂Mg₂(CO₃)₂(HCO₃)2*8H₂O. После сокращения всех коэффициентов на 2 получаем вполне приемлемую для двойной соли формулу: В – KHCO₃*MgCO₃*4H₂O

2. Уравнения реакций 1-4:
(1) 3(MgCO₃*3H₂O) + 2KCl + CO₂ = 2(KHCO₃*MgCO₃*4h3O)↓ + MgCl₂
(2) 2(KHCO₃*MgCO₃*4H₂O) →(t) K₂CO₃ + 2(MgCO₃*3H₂O)↓ + 3H₂O + CO₂↑
(3) 2(KHCO₃*MgCO₃*4H₂O) + Mg(OH)₂ →(t) K₂CO₃ + 3(MgCO₃*3H₂O)↓ + H₂O
(4) (CH₃)₃N + KCl + CO₂ + H₂O = KHCO₃↓ (Г) + (CH₃)₃NHCl (Д)
Процесс 5 лучше проводить в насыщенном водном растворе, т. к. в этом случае разложение гидрокарбоната калия идет при значительно более низкой температуре, чем в конденсированной фазе. Самый экономичный способ перевода хлорида триметиламмония в исходный триметиламин — слабое нагревание с гашеной известью:
(5) 2KHCO₃ →(t) K₂CO₃ + H₂O + CO₂↑
(6) 2(CH₃)₃NHCl + Ca(OH)₂ →(t) CaCl₂ + (CH₃)₃N↑

3. Реакции 7-9:
(7) K₂SO₄ + Ca(OH)₂ + 2CO = CaSO₄↓ + 2HCOOK
(8) 2HCOOK + O₂ →(t) K₂CO₃ + H₂O + CO₂↑
(9) K₂SO₄ + 2C + CaCO₃ →(t) K₂CO₃ + CaS + 2CO₂↑

Процесс 8 проводят во вращающейся барабанной печи, чтобы обеспечить доступ кислорода в зону реакции. В обычной печи при недостатке кислорода возможен и другой путь термолиза:
2HCOOK →(t) K₂C₂O₄ + H₂↑ и K₂С₂О₄→(t) K₂CO₃ + СО↑.

В результате получается экологически небезопасная смесь СО и Н₂, а целевой продукт будет загрязняться оксалатом калия. Тем не менее, при соблюдении дополнительных мер безопасности и увеличении времени термообработки, можно обойтись и обычной печью.

4. В процессах Сольве и Леблана получают, соответственно, гидрокарбонат и карбонат натрия. Метод Леблана отличается от способа г) только тем, что в нем используют сульфат натрия. В производстве соды по Сольве в качестве основания используют не триметиламин, а аммиак:
NaCl + CO₂ + NH₃ + H₂O = NH₄Cl + NaHCO₃.

5. Нефелины относятся к классу алюмосиликатов, фактически представляющих собой каркасную структуру SiO₂, часть атомов кремния в которой замещена на атомы алюминия. Возникающий в результате такой замены отрицательный заряд компенсируется внешними катионами, в случае нефелинов это в основном катионы калия и натрия (приближенную среднюю формулу нефелинов часто записывают как KNa₃(AlSiO₄)₄). В процессе комплексной переработки нефелинов получают поташ, соду, цемент и окись алюминия, из которой затем выделяют металлический алюминий.

Силикатные материалы 9 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей

Классификация силикатных материалов

 

Классификация силикатных материалов представлена на схеме 1:

 

Схема 1. Классификация силикатных материалов

Из природных силикатных материалов изготавливают облицовочную плитку и строительные блоки.

Искусственные силикатные материалы – гораздо более распространенные строительные материалы. Сырьем для производства искусственных силикатных материалов служат такие природные минералы, как кварцевый песок, глина, полевой шпат, известняк. Также в качестве сырья используют и отходы различных производств (рис. 2):

Рис. 2. Сырье для производства силикатных материалов

Производство силикатных материалов составляют силикатную промышленность. Рассмотрим сущность производства цемента, керамики и стекла.

 

Производство цемента

 

 

Силикатным вяжущим средством является портландцемент, который в быту называют просто цементом. Состав цемента можно отразить с помощью следующей формулы: .

 

Производство цемента включает две основные стадии: 1. производство клинкера; 2. измельчение клинкера. Основным сырьем для производства цемента являются глина, известняк и мел.

В состав известняка и мела входит карбонат кальция (СаСО₃). Глина – это алюмосиликат. При обжиге смеси мела, известняка и глины сначала происходит испарение воды, затем разлагаются карбонат кальция и примеси:

На заключительной стадии происходит спекание оксидов кальция, алюминия и кремния, образуется однородная твердая масса – клинкер. При измельчении клинкера получается порошок, который и называется портландцементом.

Процесс затвердевания цемента объясняется тем, что алюмосиликаты, входящие в его состав, реагируют с водой с образованием каменистой массы.

При смешивании цемента с водой и речным песком получается цементный раствор. Смесь цементного раствора с гравием образует бетон. Бетонные сооружения получаются еще более прочными, если в бетон закладывают каркас из железных стержней. Такой строительный материал называется железобетоном.

 

Производство керамики

 

 

Основным сырьем для производства керамических изделий является глина. Изготовление этих изделий основано на свойстве глины при смешивании ее с небольшим количеством воды образовывать пластичную массу. Этой массе можно придать любую форму, которая сохраняется после ее высыхания и закрепляется посредством обжига при высокой температуре.

 

Керамические изделия подразделяются на пористые – фаянс, кирпич, огнеупоры – и спекшиеся – фарфор. Изделия из фаянса и фарфора специально покрывают глазурью. Для этого после обжига на поверхность изделия наносят смесь кварцевого песка и полевого шпата, после чего проводят повторный обжиг. Часто перед покрытием глазурью на посуду наносят рисунок.

 

Производство стекла

 

 

Сырьем для производства обычного стекла служат чистый кварцевый песок, сода и известняк. Эти вещества тщательно перемешивают и подвергают сильному нагреванию (до 1500 °С). Образовавшиеся силикаты натрия и кальция спекают с избытком речного песка:

 

Стекло не является индивидуальным веществом, это сплав нескольких веществ. Примерный состав обычного стекла можно выразить формулой . Если карбонат натрия заменить карбонатом калия, то получится более тугоплавкое стекло (химическое).

Если в качестве сырья берут поташ (карбонат калия), оксид свинца (II) и речной песок, то получают хрустальное стекло. Это стекло сильно преломляет свет и поэтому применяется в оптике для линз и призм. Из него изготовляют также хрустальную посуду.

Для получения цветных стекол к сырью добавляют оксиды различных металлов. При добавлении оксида кобальта (II) получают синее стекло. Оксид хрома (III) придает стеклу зеленый цвет, оксид меди (II) – сине-зеленый.

 

Список литературы

1. Микитюк А. Д. Сборник задач и упражнений по химии. 8–11 классы / А. Д. Микитюк. – М.: Изд. «Экзамен», 2009 (с. 124–127).
2. Оржековский П. А. Сборник задач и упражнений по химии: 9-й кл. / П. А. Оржековский, Н. А. Титов, Ф. Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2007 (с. 124–128).
3. Оржековский П. А. Химия: 9-й класс: учеб. для общеобраз. учрежд. / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, Л. С. Понтак. – М.: АСТ: Астрель, 2007 (§41).
4. Сборник вопросов и задач по химии: Для общеобр. учрежд. / А. В. Суворов, Е. Б. Носова и др. – М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ»: СПб: СпецЛит, 2001 (с. 159–162).
5. Хомченко И. Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008 (с. 84–85).
6. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В. А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003 (с. 212–216).

 

Дополнительные веб-ресурсы

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (видеоопыты по теме) (Источник)
2. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» (Источник)

 

Домашнее задание

1. № 14. 52 из «Сборника задач и упражнений по химии для средней школы» И. Г. Хомченко, 2-е изд., 2008 г.
2. Сборник задач и упражнений по химии: 9-й кл. / П. А. Оржековский, Н. А. Титов, Ф. Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2007. – с. 126 № 511. 

 

Роль карбоната калия в производстве стекла

Стекло – неотъемлемая часть нашей повседневной жизни. От очков для чтения, оконных стекол и зеркал до экранов смартфонов, произведений искусства и посуды стекло можно найти в наших домах. Стекло также незаменимо для промышленности и науки. Вот несколько примеров: высокотемпературные печи со стеклянными стенками, микроскопические и телескопические линзы, пробирки и многое другое.

При таком разнообразии областей применения неудивительно, что существует много разных типов стекла, каждое из которых имеет несколько разные свойства, но все они обладают ожидаемой функциональностью и красотой. Карбонат калия от Vynova играет жизненно важную роль во многих различных областях применения стекла, повышая сопротивление, прозрачность и коэффициент преломления стекла, придавая ему превосходную прозрачность.

Из чего делают стекло?

Самая простая форма стекла состоит из смеси силиката натрия, силиката кальция и кремнезема. Однако эта форма не подходит для большинства применений, с которыми мы сталкиваемся ежедневно. Элементы, которые обычно добавляют в стекло, включают отбеливающий порошок, оксиды щелочных металлов, оксид кальция (известь) и карбонат калия. На самом деле, для производства стекла можно использовать тысячи различных химических составов, каждый из которых влияет на механические, электрические, химические, оптические и термические свойства производимого стекла, делая его пригодным для различных целей.

Стекло обычно содержит формообразователи, флюсы и стабилизаторы.

• Формовочные изделия: самая большая часть стекломассы. Часто это кремнезем или песок.
• Флюсы: понизьте температуру, при которой флюсы будут плавиться. Карбонат калия, который производится на предприятиях Vynova в Тессендерло (Бельгия) и Танне (Франция), является обычным флюсом.
• Стабилизаторы: убедитесь, что стекло прочное и водостойкое. Поскольку формовочные составы и флюсы растворимы в воде, необходим стабилизатор, чтобы стекло не растворялось под воздействием воды или влажности.

Стекло изготавливается путем превращения этих элементов в мелкий микропорошок, который сплавляется, а затем плавится в печи. В зависимости от требуемого типа стекла состав стекломассы, температура печи и процесс отделки могут варьироваться.

Карбонат калия в стекле

Vynova является предпочтительным партнером стекольной промышленности. Мы поставляем несколько сортов карбоната калия для широкого спектра применений в производстве стекла. Карбонат калия (К ₂ CO ₃ ) получают путем карбонизации гидроксида калия (KOH) с помощью CO ₂ .

Карбонат калия в основном используется в качестве флюса в производстве стекла. Он увеличивает сопротивление, прозрачность и коэффициент преломления стекла, придавая ему превосходную прозрачность, что делает его идеальным для использования в очках, стеклянной посуде, телевизионных экранах и компьютерных мониторах.

И он выглядит потрясающе при использовании в стеклянных скульптурах и других произведениях искусства.

Карбонат калия является важным ингредиентом для различных видов стекла и используется для придания им некоторых уникальных свойств:

• Калийное стекло — это твердое стекло, изготовленное из карбоната калия, карбоната кальция и кремнезема. Он выдерживает более высокие температуры и более устойчив к действию кислот. Он используется в лабораторных приборах из твердого стекла, а также в стеклянной посуде.
• В стекле Pyrex карбонат калия используется для придания стеклу высокой термостойкости. Это термостойкое стекло, также известное как боросиликатное стекло, изготавливается из карбоната натрия, карбоната калия, диоксида кремния, буры и оксида алюминия. Благодаря своим термостойким качествам стекло Pyrex идеально подходит для высокотемпературного лабораторного оборудования, а также для посуды для бытовых нужд.
• Оптическое стекло благодаря высокому показателю преломления благодаря карбонату калия. Этот тип стекла требует тщательного производственного процесса, чтобы не было деформаций или других дефектов. Это гарантирует, что полученное стекло будет иметь высокий показатель преломления, что полезно в очках, камерах, микроскопах, телескопах и других оптических инструментах.
• В свинцовом хрустале, который используется для изготовления дорогой посуды и декоративных предметов, блеск и исключительная прозрачность стекла обусловлены смесью карбоната калия, оксида свинца и кремнезема.
• Карбонат калия также используется для производства закаленного стекла, что придает ему исключительную долговечность, прочность и свойства, позволяющие использовать его в экстремальных условиях, например, в самолетах.

 

Контакты Vynova

Vynova является ведущим европейским поставщиком производных калия с производственными площадками в Бельгии и Франции. Наши производные калия используются во многих областях, приносящих пользу здоровью и улучшающих качество жизни, например производные калия, используемые в производстве стекла. Узнайте больше о производных калия от Vynova или свяжитесь с одним из наших торговых представителей здесь.

#ThePotassiumDerivativesExpert

Формула карбоната калия – структура, свойства, использование, примеры вопросов нож с небольшим усилием. Металлический калий быстро реагирует с кислородом воздуха с образованием чешуйчатого белого пероксида калия всего за несколько секунд воздействия. Углерод (C) является химическим элементом, и его атомный номер равен 6 в периодической таблице. Он неметаллический и имеет четыре электрона, доступных для образования ковалентных химических связей. Углерод составляет около 0,025% земной коры. Кислород (O) — химический элемент с атомным номером 8 в периодической таблице. Это очень реакционноспособный неметалл и окислитель, который легко образует оксиды с большинством элементов, а также с другими соединениями.

Что такое карбонат калия?

Карбонат калия представляет собой химическое неорганическое соединение, состоящее из катиона калия (K ⁺ ) и аниона карбоната (CO ^2- ₃ ) с химической формулой K ₂ CO _{3. Это неорганическая соль, которая используется в производстве мыла, моющих средств, стекла и удобрений для повышения урожайности, в качестве пекарного агента и для очистки жесткой воды. Его также называют карбонатом калия или карбонатом дикалия или жемчужной золой, солью полыни и солью зубного камня.}

Гигроскопичный расплывающийся порошок белого цвета без запаха. Он растворим в воде и нерастворим в этаноле. Встречается в естественных ложбинах вместе с различными карбонатами.

Химическая формула карбоната калия: K ₂ CO ₃ .

Структура карбоната калия

Структура имеет два катиона калия (K ⁺ ) и анион карбоната (CO ^2- ₃ ). Это драгоценный камень, который находится при температуре ниже – 47 ºC.

 

Приготовление карбоната калия

• Его готовят с помощью поташа в печи и получают белый порошок, представляющий собой карбонат калия. Карбонат калия получают, когда хлорид калия (KCl) и оксид магния (MgO) реагируют с двуокисью углерода (CO ₂ ) с образованием MgCO ₃ .KHCO ₃ .4H ₂ O, который также известен как Соль Энгеля. Затем эту соль разлагают и прокаливают с получением карбоната калия (K ₂ CO ₃ ).

KCL + MGO + CO ₂ → MGCO ₃ . KHCO ₃ .4H ₂ O

• . Хлор калия с карбоновым диоксидом (CO ₂
• . KHCO ₃ ) в присутствии органического амина. Бикарбонат калия дополнительно прокаливают, чтобы получить карбонат калия.

2KHCO ₃   → K ₂ CO ₃ + H ₂ O + CO ₂

• его готовит путем обработки гидроксида калия с диоксидом углерода,

2KOH + CO ₂ → K ₂ CO ₃ 2 → K ₂ CO ₃ 8 + H _{2 2 7 2 7 2 7 2 7 2 7 2 → K 2 8.}

Свойства карбоната калия

• Молекулярная масса K ₂ CO ₃ составляет 138,205 г/моль.
• Белое, гигроскопичное, сильное, расплывающееся на вид.
• Плотность 2,43 г·м/л, температура плавления 891 ºС.
• Растворим в воде и нерастворим в метаноле, этаноле и ацетоне.
• Он имеет структуру твердого растворимого основания при растворении в воде, а структура карбонатного аниона представляет собой вторую разновидность аниона, которая начинается с депротонирования углеродного коррозионного вещества H ₂ CO ₃ .

Использование карбоната калия

• Он используется в производстве мыла, моющих средств, стекла и удобрений для увеличения выхода, в качестве пекарного агента и для очистки жесткой воды.
• Используется как нежное моющее средство для сушки.
• Используется для производства травяного желе.
• Используется для создания шоколада по голландской технологии путем подщелачивания.
• Используется при производстве проволоки.
• Он используется в качестве основного сырья при производстве материалов в таких отраслях, как химическая, легкая и медицинская.

Примеры вопросов

Вопрос 1. Растворяется ли карбонат калия в воде?

Ответ:

Да, растворим в воде. При растворении карбоната калия в воде ионы калия и карбоната диссоциируют.
 

Вопрос 2. Почему карбонат калия называют жемчужной золой?

Ответ: 

Это основной компонент поташа и очищенной жемчужной золы или солей. Пепел жемчуга получают путем обжига поташа в растворе для удаления примесей. Полученный мелкий белый порошок и есть жемчужная лазурь.

Вопрос 3: Какого цвета карбонат калия?

Ответ: 

Карбонат калия представляет собой раствор щелочной среды.