Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Хлорид калия (также известный как сильвин , KCl или калиевой соли ) представляет собой галогенид металла соль состоит из калия и хлора . Он не имеет запаха и имеет вид белого или бесцветного стекловидного кристалла . Твердое вещество легко растворяется в воде, а его растворы имеют соленый вкус. Хлорид калия можно получить из древних высохших озерных отложений. [7] KCl используется в качестве удобрения, [8] в медицине , в научных целях и в пищевой промышленности., где он может быть известен как добавка числа E E508 .

Он встречается в природе как минерал сильвин и в сочетании с хлоридом натрия как сильвинит . [9]

Использует [ редактировать ]

Удобрение [ править ]

Большая часть производимого хлорида калия используется для производства удобрений , называемых калием , поскольку рост многих растений ограничен наличием калия. Двумя основными типами поташа являются хлористый калий (MOP, хлорид калия) и сульфат калия (SOP, сульфат калия ). Хотя СОП обычно продается с наценкой к СС, подавляющее большинство калийных удобрений во всем мире продается как СС.

Калий хлористый уплотненный, сорт удобрения.

Медицинское использование [ править ]

Калий жизненно важен для человеческого организма , и хлорид калия внутрь является обычным средством для лечения низкого уровня калия в крови , хотя его также можно вводить внутривенно. Он включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения . [10] Передозировка вызывает гиперкалиемию, которая может нарушить передачу сигналов клеток до такой степени, что сердце остановится, обратимо в случае некоторых операций на открытом сердце .

Кулинарное использование [ править ]

Его можно использовать в качестве заменителя соли в пище , но из-за его слабого, горького и несоленого вкуса его часто смешивают с обычной поваренной солью (хлоридом натрия) для улучшения вкуса с образованием соли с низким содержанием натрия . Добавление 1 ppm тауматина значительно снижает эту горечь. [11] Также сообщается о жалобах на горечь, химический или металлический привкус при употреблении хлорида калия в пищевых продуктах. [12]

Промышленное [ править ]

В качестве химического сырья , он используется для изготовления из гидроксида калия и калия металла. Он также используется в медицине, смертельных инъекциях , научных применениях, пищевой промышленности , мыле и в качестве не содержащего натрия заменителя поваренной соли для людей, обеспокоенных воздействием натрия на здоровье.

Он используется в качестве добавки к корму для животных, чтобы увеличить количество питательных веществ в корме, что, в свою очередь, способствует здоровому росту животных. В качестве дополнительного преимущества известно, что он увеличивает надои молока.

Иногда он используется в воде в качестве жидкости для заканчивания нефтяных и газовых скважин, а также в качестве альтернативы хлориду натрия в бытовых установках для смягчения воды .

Производители стекла используют гранулированный калий в качестве флюса, снижая температуру плавления смеси. Поскольку поташ придает стеклу отличную прозрачность, он обычно используется в очках, стеклянной посуде, телевизорах и компьютерных мониторах.

KCl , является полезным в качестве беты - излучение источника для калибровки в области радиационного контроля оборудования , потому что естественный калий содержит 0,0118% от изотопа 40 К. Один килограмма хлорида калия дает 16350 беккерелей от радиации , состоящей из 89.28% бета и 10,72% гаммы с 1.46083 МАМИ. Чтобы использовать готовые материалы, его необходимо последовательно кристаллизовать с использованием контролируемой температуры для извлечения KCl, что является предметом текущих исследований. Есть также небольшое количество гамма-лучей 511 кэВ от аннигиляции позитронов, которые можно использовать для калибровки медицинских сканеров.

Хлорид калия используется в некоторых противообледенительных продуктах, которые разработаны, чтобы быть более безопасными для домашних животных и растений, хотя по качеству плавления они уступают хлориду кальция [самая низкая температура использования 12 ° F (-11 ° C) против -25 ° F (-32 ° С)]. Он также используется в различных марках бутилированной воды , а также в больших количествах для бурения на ископаемое топливо .

Хлорид калия когда-то использовался в качестве средства пожаротушения , применялся в переносных и колесных огнетушителях . Известный как сухой химикат Super-K, он был более эффективным, чем сухие химикаты на основе бикарбоната натрия, и был совместим с белковой пеной . Этот агент потерял популярность с появлением в конце 1960-х годов сухого химиката бикарбоната калия ( Purple-K ), который был гораздо менее агрессивным и более эффективным. Он рассчитан на пожары категорий B и C.

Наряду с раствором хлорида натрия и хлорида лития , хлорида калия используется в качестве потока для газовой сварки из алюминия .

Хлорид калия также представляет собой оптический кристалл с широким диапазоном пропускания от 210 нм до 20 мкм. Хотя кристаллы KCl дешевы, они гигроскопичны . Это ограничивает его применение в защищенных средах или краткосрочном использовании, таком как прототипирование. На открытом воздухе оптика KCl «гниет». В то время как компоненты KCl раньше использовались для инфракрасной оптики , он был полностью заменен более прочными кристаллами, такими как селенид цинка .

Хлорид калия используется в качестве скотофора с обозначением P10 в ЭЛТ с темными следами , например, в Skiatron .

Казнь с помощью смертельной инъекции [ править ]

В некоторых штатах США он используется для остановки сердца в качестве третьего наркотика в «коктейле из трех лекарств» при казнях путем смертельной инъекции .

Побочные эффекты [ править ]

Обычные количества хлорида калия, содержащиеся в рационе, в целом безопасны. [13] Однако в больших количествах хлорид калия токсичен. ЛД 50 перорально введенный хлорид калия составляет примерно 2,5 г / кг, или 190 г (6,7 унции) для массы тела 75 кг (165 фунтов). Для сравнения, LD 50 из хлорида натрия (поваренной соли) составляет 3,75 г / кг.

При внутривенном введении LD 50 хлорида калия намного меньше, примерно от 57,2 мг / кг до 66,7 мг / кг; это определяется делением летальной концентрации положительных ионов калия (примерно от 30 до 35 мг / кг) [14] на массовую долю ионов калия в хлориде калия (примерно 0,52445 мг K + / мг KCl). [15]

Химические свойства [ править ]

Растворимость [ править ]

KCl растворим во множестве полярных растворителей.

Растворы KCl являются общими стандартами, например , для калибровки по электропроводности от (ионных) растворов, поскольку растворы KCl стабильны, что позволяет обеспечить воспроизводимость измерений. В водном растворе он практически полностью ионизируется на сольватированные ионы K + и Cl - .

Редокс и превращение в металлический калий [ править ]

Хотя калий более электроположителен, чем натрий , KCl может быть восстановлен до металла путем реакции с металлическим натрием при 850 ° C, потому что более летучий калий может быть удален перегонкой (см . Принцип Ле Шателье ):

KCl (l) + Na (l) ⇌ NaCl (l) + K (г)

Этот метод является основным способом получения металлического калия. Электролиз (используемый для натрия) не удается из-за высокой растворимости калия в расплавленном KCl. [9]

Физические свойства [ править ]

«Увеличьте урожай бананов, используя израильский хлорид калия!», Реклама над шоссе в районе выращивания бананов в округе Хэкоу , Юньнань , Китай.

Кристаллическая структура хлорида калия подобна структуре NaCl. Он имеет гранецентрированную кубическую структуру. Его постоянная решетки составляет примерно 6,3 Å. Кристаллы легко раскалываются в трех направлениях.

Некоторые другие свойства

  • Дальность передачи: от 210 нм до 20 мкм
  • Коэффициент пропускания = 92% при 450 нм и линейно возрастает до 94% при 16 мкм.
  • Показатель преломления = 1,456 при 10 мкм.
  • Потери на отражение = 6,8% при 10 мкм (две поверхности)
  • d N / d T (коэффициент расширения) = −33,2 × 10 −6 / ° C
  • d L / d T (градиент показателя преломления) = 40 × 10 −6 / ° C
  • Теплопроводность = 0,036 Вт / (см · К)
  • Порог поражения (Ньюман и Новак): 4 ГВт / см 2 или 2 Дж / см 2 (частота импульсов 0,5 или 1 нс); 4,2 Дж / см 2 (частота следования импульсов 1,7 нс Ковалев и Файзуллов)

Как и другие соединения, содержащие калий, KCl в порошкообразной форме дает лиловое пламя .

Производство [ править ]

Сильвит
Сильвинит

Хлорид калия добывается из минералов сильвита , карналлита и поташа . Он также извлекается из соленой воды и может быть получен путем кристаллизации из раствора , флотации или электростатического отделения подходящих минералов. Это побочный продукт производства азотной кислоты из нитрата калия и соляной кислоты .

Подавляющее большинство хлористого калия производится в виде калия сельскохозяйственного и промышленного качества в Саскачеване, Канада , а также в России и Беларуси. Только на Саскачеван в 2017 году приходилось более 25% мирового производства калийных удобрений [17].

Лабораторные методы [ править ]

Хлорид калия доступен недорого и редко готовится специально в лаборатории. Его можно получить, обработав гидроксид калия (или другие основания калия) соляной кислотой :

КОН + HCl → KCl + H 2 O

Это преобразование представляет собой кислотно-щелочную реакцию нейтрализации . Затем полученную соль можно очистить перекристаллизацией. Другой метод - позволить калию гореть в присутствии газообразного хлора, что также является очень экзотермической реакцией:

2 К + Cl 2 → 2 КСl

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Хлорид калия (PIM 430)» . Международная программа химической безопасности . 3.3.1 Свойства вещества . Проверено 17 января 2011 .
  2. ^ "period-table-of-elements.org" (веб-сайт показывает значения в г / 100 мл) . Проверено 4 октября 2019 года .
  3. ^ ДБ Сирдешмух; Л. Сирдешмук; KG Subhadra. Галогениды щелочных металлов: Справочник физических свойств .
  4. ^ a b Zumdahl, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд . Компания Houghton Mifflin. п. A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
  5. ^ "Резюме соединения для CID 4873" . Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 17 октября 2015 года .
  6. ^ Чемберс, Майкл. «ChemIDplus - 7447-40-7 - WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M - Хлорид калия [USP: JAN] - Поиск похожих структур, синонимов, формул, ссылок на ресурсы и другой химической информации» . Chem.sis.nlm.nih.gov . Проверено 22 декабря 2017 года .
  7. Rayner-Canham, Джеффри (22 декабря 2013 г.). Описательная неорганическая химия . Овертон, Тина (Шестое изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. ISBN 978-1-4641-2557-7. OCLC  882867766 .
  8. ^ "Калийные удобрения (Руководство по агрономии штата Пенсильвания)" . Руководство по агрономии штата Пенсильвания (расширение штата Пенсильвания) . Архивировано из оригинала на 2016-12-20 . Проверено 10 декабря 2016 .
  9. ^ a b Буркхардт, Элизабет Р. (2006). «Калий и калиевые сплавы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . DOI : 10.1002 / 14356007.a22_031.pub2 . ISBN 978-3527306732.
  10. ^ Всемирная организация здравоохранения (2019). Примерный перечень Всемирной организации здравоохранения основных лекарственных средств: список двадцать первых 2019 . Женева: Всемирная организация здравоохранения. ЛВП : 10665/325771 . WHO / MVP / EMP / IAU / 2019.06. Лицензия: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.
  11. ^ Лорьян, Денис; Линден, Г. (1999). Новые ингредиенты в пищевой промышленности: биохимия и сельское хозяйство . Бока-Ратон: CRC Press. п. 357 . ISBN 978-1-85573-443-2. ... в диетической пище, содержащей хлорид калия, тауматин, добавленный в соотношении 1 ppm, значительно снижает ощущение горечи. ...
  12. ^ Sinopoli, Dominique A .; Лоулесс, Гарри Т. (2012). «Вкусовые свойства хлорида калия в чистом виде и в смесях с хлоридом натрия с использованием метода проверки всех подходов». Журнал пищевой науки . 77 (9): S319–22. DOI : 10.1111 / j.1750-3841.2012.02862.x . PMID 22901084 . 
  13. ^ Питание, Центр безопасности пищевых продуктов и прикладных технологий. «База данных веществ GRAS (SCOGS) - Мнение Специального комитета по веществам GRAS (SCOGS): хлорид калия» . www.fda.gov . Архивировано из оригинального 31 октября 2017 года . Проверено 21 июля 2019 .
  14. ^ Bhatkhande, CY; Йоглекар, ВД (1977-01-01). «Смертельное отравление калием человека и кролика». Судебная медицина . 9 (1): 33–36. DOI : 10.1016 / 0300-9432 (77) 90062-0 . ISSN 0300-9432 . PMID 838413 .  
  15. ^ «Молекулярный вес KCl» . www.convertunits.com . Проверено 4 ноября 2018 .
  16. ^ Берджесс, Дж. (1978). Ионы металлов в растворе . Нью-Йорк: Эллис Хорвуд. ISBN 978-0-85312-027-8.[ требуется страница ]
  17. ^ «Сводки по сырьевым товарам калийных минералов 2018» (PDF) .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Лиде, Д.Р., изд. (2005). CRC Справочник по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
  • Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1984). Химия элементов . Оксфорд: Pergamon Press . ISBN 978-0-08-022057-4.

Внешние ссылки [ править ]

  • «Калий хлористый» . Информационный портал о наркотиках . Национальная медицинская библиотека США.