Хлорид калия

1. Общие сведения.

Формула:

KCl

Хлори́д ка́лия — химическое соединение KCl, калиевая соль соляной кислоты.

Белое кристаллические вещество без запаха. Относится к структурному типу NaCl. В природе встречается в виде минералов сильвина икарналлита, а также входит в состав сильвинита.

Систематическое название: Хлорид калия

Молярная масса: 74,55 г/моль

Плотность: 1.984 г/см³

Температура плавления: 776 °C

Температура кипения: 1407 °C

Растворимость в воде при 0 °C: 28.1 г/100 мл

Растворимость в воде при 20 °C: 34.0 г/100 мл

2. Получение.

1. Лабораторное

В лабораторных условиях хлорид калия можно получить взаимодействием гидроксида калия с соляной кислотой: KOH + HCl → KCl + H₂O

2. Из сильвинита

Хлорид калия получают из сильвинита методами галургии и флотации.

Галургический метод основан на различной растворимости KCl и NaCl в воде при повышенных температурах. При нормальной температуре растворимость хлоридов калия и натрия почти одинакова. С повышением температуры растворимость хлорида натрия почти не меняется, а растворимость хлорида калия резко возрастает. На холоде готовится насыщенный раствор обеих солей, затем он нагревается, и сильвинит обрабатывается полученным раствором. В процессе обработки раствор дополнительно насыщается хлоридом калия, а часть хлорида натрия вытесняется из раствора, выпадает в осадок и отделяется фильтрованием. Раствор охлаждается, и из него выкристаллизовываетсяизбыточный хлорид калия. Кристаллы отделятся на центрифугах и сушатся, а маточный раствор идет на обработку новой порции сильвинита.

Флотационный метод заключается в разделении минералов измельченной руды на основе различной их способности удерживаться на границе раздела фаз в жидкой среде.

3. Качественный анализ.

   1. Аналитические реакции на катион калия.

1. Реакция с виннокаменной кислотой H₂C₄H₄O₆ с образованием белого кристаллического осадка гидротартрата калия, растворимого в горячей воде, сильных кислотах и щелочах и нерастворимого в уксусной кислоте (ГФ).

KCl + H₂C₄H₄O₆ KHC₄H₄O₆  + HCl

Реакцию проводят в присутствии ацетата натрия.

HCl + CH₃COONa CH₃COOH + NaCl

Условия проведения реакции: а) достаточно высокая концентрация К⁺ в растворе;

б) проведение реакции на холоду; в) слабокислая или нейтральная реакция раствора (рН 4-7);

г) потирание стеклянной палочкой о стенку пробирки.

Мешающие ионы: NH₄⁺, катионы s²- и d-элементов.

2. Реакция с гексанитритокобальтатом(III) натрия Na₃[Co(NO₂)₆] с образованием кристаллического осадка жёлтого цвета, растворимого в сильных кислотах, разлагающегося щелочами (ГФ).

2 KCl + Na₃[Co(NO₂)₆] K₂Na[Co(NO₂)₆]  + 2 NaCl

Условия проведения реакции: а) использование свежеприготовленного реагента;

б) избыток реагента; в) слабокислая среда (рН 4-6); г) проведение реакции на холоду; д) потирание стеклянной палочкой о стенку пробирки.

Мешающие ионы: NH₄⁺, катионы р- и d-элементов.

Реакция используется как дробная после удаления мешающих ионов действием гидроксида натрия или карбоната натрия.

3. Окрашивание бесцветного пламени горелки в фиолетовый цвет (ГФ).

4. Реакция с перхлоратом аммония NH₄CIO₄ с образованием кристаллов, имеющих вид многогранников с затемненными гранями (МКС).

KCl + NH₄ClO₄ KClO₄  + NH₄Cl

Реакция дробная, специфичная, проводится при нагревании для повышения чувствительности реакции.

1. Аналитические реакции на хлорид-ион.

1. С групповым реагентом – раствором AgNO₃:

Методика: К 2 каплям раствора, содержащего хлорид-ионы, прибавляют 1 каплю разбавленной HNO₃ и 3 капли раствора AgNO₃. Наблюдаемый белый творожистый осадок растворим в NH₄OH и насыщенном растворе (NH₄)₂CO₃.

Раствор [Ag(NH₃)₂]Cl делят на 2 части: к одной добавляют концентрированную HNO₃ до кислой реакции среды, к другой – концентрированный раствор KJ. Наблюдают выпадение осадков или помутнение раствора:

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ ↔ AgCl↓ + 2 NH₄NO₃

[Ag(NH₃)₂]Cl + KJ + 2H₂O ↔ AgJ↓ + KCl + 2NH₄OH

4. Количественный анализ.

   1. Ионообменная хроматография.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРИДА КАЛИЯ МЕТОДОМ ИОНООБМЕННОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Определение основано на обратимом обмене катионов металлов в раство­ре электролита на подвижные ионы водорода ионообменного сорбента.

2 Катионит-Н + К₂SO₄ « 2 Катионит-К + Н₂SO₄

H₂SO₄ + 2 КOH « К₂SO₄ + 2 Н₂О

М KCl = 74,55 г/моль

МЕТОДИКА

Около 1 г вещества (точная навеска) растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 100 см³, доводят водой до метки. 10 см³ полученного разведения помещают в хроматографическую колонку с катионитом КУ-2 в Н-форме. Жидкости дают стекать со скоростью 20-25 капель в минуту. Затем колонку промыва­ют дистиллированной водой (50-70 см³) до нейтральной реакции по метиловому оран­жевому (к нескольким каплям фильтрата добавляют 1 каплю метилового оранжевого). Фильтрат и промывные воды собирают в колбу для титрования, прибавляют 2-3 капли индикатора метилового оранжевого и титруют 0,1 моль/дм³ раствором гидро­ксида натрия до оранжевой окраски раствора.

По результатам анализа рассчитывают Q и w%.

5. Применение.

1. Хлорид калия является наиболее распространённым калийным удобрением. Применяется для производства гидроксида калия методомэлектролиза. Иногда применяется в качестве добавки (E508) к поваренной соли (так называемая «соль с пониженным содержанием натрия»).

2. На кристаллах хлорида калия возможно формирование голограмм.

3. В ряде штатов США используется в качестве инъекции при смертной казни.

6. Список литературы.

1. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. Москва, 1972;

2. Методическое указание «Инструментальные методы анализа», Пермь, 2004;

3. Методическое указание «Качественный химический анализ», Пермь, 2003;

4. Методическое указание «Количественный химический анализ», Пермь, 2004;

5. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник, Ленинград, 1991;

6. «Большая советская энциклопедия»;

7. http://ru.wikipedia.org/.