Гідроксид Калію: властивості, особливості, застосування

Гідроксид калію, калій гідроксид — неорганічна сполука ряду гідроксидів складу KOH. Білі, дуже гігроскопічні кристали, але гігроскопічність менша, ніж в гідроксиду натрію. Водні розчини КОН мають сильнолужну реакцію.
Гідроксид калію є білими, майже прозорими ромбічними кристалами, які легко поглинають вологу з повітря та утворюють ряд гідратів.
KOH легко розчиняється у воді, спиртах (55 г у 100 г метанолу; приблизно 14 г у 100 г ізопропанолу), етерах.
Гідроксид калію є термічно стійким (не розкладається навіть при високих температурах). У газоподібному стані існує переважно у формі димерів.

Застосування Гідроксиду Калію

Одна з найважливіших областей застосування гідроксиду калію це виготовлення м'якого мила. Суміші калієвих і натрієвих мил використовуються для виробництва рідких мил, кремів для гоління, миючих засобів, шампунів, відбілювачів і деяких фармацевтичних препаратів.
Інша важлива область застосування це виробництво різних солей калію. Наприклад, перманганат калію отримують шляхом сплавлення діоксиду марганцю з каустичним поташем і подальшого окислення утвореного манганата калію в електролізній камері.
Дихромат калію можна отримати аналогічним способом, хоча частіше його виготовляють сплавленням тонко подрібненої хромітної руди з карбонатом або гідроксидом калію і впливом на отриманий хромат кислотою з утворенням дихромату калію.
Гідроксид калію застосовують разом з каустичною содою у виробництві багатьох барвників та інших органічних сполук, а також як адсорбент газів, дегідратуючий агент, осаджувач нерозчинних гідроксидів металів, в лужних акумуляторах, для отримання різних з'єднань калію.
Крім того, гідроксид калію використовується для знезараження стічних вод, в азотній промисловості для осушки газів, гумотехнічної промисловості в якості «калійного мила», що запобігає злипання крихти каучуку та ін.
Рідкий технічний гідроксид калію застосовується при виробництві добрив, синтетичного каучуку, електролітів, реактивів, у медичній промисловості.
Чешуйний гідроксид калію (пластівці) використовується у виробництві добрив і синтетичного каучуку, у фармацевтичній промисловості та інших галузях.
Гідроокис калію застосовується для вилуговування виливків сталевого лиття, для підтримки в заданих межах лужності бурових розчинів, для виробництва добрив, синтетичного каучуку та інших галузях.

Застосування калію гидрокиси у виробництві рідких гумінових добрив
Рідкі комплексні гумінові добрива містять легкорозчинні солі гумінових кислот – гумати натрію, калію і амонію. Вони є фізіологічно активними формами гумінових кислот, дія яких полягає у підвищенні активності ферментів, швидкості фізіологічних і біохімічних процесів, а також у стимулюванні процесів дихання, синтезу білків і вуглеводів у рослин.
Поряд з цим, вони активізують розвиток кореневої системи рослин, покращують надходження поживних речовин і мікроелементів з грунтового розчину на рослину. Це сприяє підвищенню коефіцієнта використання мінеральних добрив, що дозволяє скоротити дози азотних добрив на 30-50% і заощадити значні кошти.
В даний час такі добрива отримують в основному з торфу.
Гумінові кислоти практично не розчиняються у воді і мінеральних кислотах. Для одержання рідкого комплексного добрива використовують обробку торфу в 0,1 моль/л розчині калію гідрокису при температурі 100 °С та інтенсивному механічному перемішуванні. Потім розчин гуматів відокремлюють від твердої фази фільтруванням з застосуванням металевої сітки і капронової тканини.

Застосування гідроксиду калію в якості емульгатора для отримання косметичних стеаринових емульсій
Стеаринові емульсії входять до складу різноманітних косметичних продуктів. Основну масу косметичних засобів складають емульсійні системи.
Емульсії складаються з трьох компонентів :

1. дистильована вода;
2. стеарин, який являє собою суміш пальмітинової і стеаринової кислот у співвідношенні 60 : 40. Ці кислоти входять до складу практично всіх тригліцеридів рослинних олій і тваринних жирів.
3. йомульгатор.

Механізм емульгування зводиться до наступного. Великі сферичні краплі при механічному впливі деформуються в краплі-циліндрики або частинки іншої форми в залежності від співвідношення вязкостей дисперсної фази і дисперсійного середовища. Краплі-циліндрики мимовільно (при певному співвідношенні довжини і діаметра) дробляться при перемішуванні системи на більш дрібні краплі. Процес дроблення повторюється до тих пір, поки розміри крапель не складуть 10-100 мкм. Такий розмір крапель не забезпечує стійкість системи, тому в систему необхідно вводити третій компонент – емульгатор, який гарантує стабільність емульсії і підвищує ефективність процесу емульгування.
При використанні в якості емульгатора калію гідроксиду спосіб механічного диспергування передбачає окреме нагрівання як водної, так і масляної фаз до певної температури, при якій здійснюється їх змішування.
Приготування емульсії роблять у наступній послідовності. Необхідну кількість стеарину розплавляють при температурі 70-75°С. Окремо підігрівають до цієї ж температури водний розчин гідроксиду калію. Олійну фазу поміщають на водяну баню з мішалкою і при перемішуванні повільно додають водну фазу (швидкість обертання мішалки 250-300 об/хв). Потім емульсію охолоджують до 60 °С і здійснюють її емульгування протягом 5 хв при швидкості обертання мішалки 1200 об/хв. Після цього емульсію охолоджують до температури 35-40 °С при перемішуванні зі швидкістю обертання 250-300 об/хв.
Найбільш стійкими і однорідними є емульсії з витратою гідроксиду калію від 0,08 до 0,12 г/р стеарину. Такі емульсії добре розподіляються по шкірі і вбираються в неї. Мають значення рН, близьке до нейтрального.
При витраті гідроксиду калію менше 0,06 м/р стеарину спостерігається значна кількість твердообразных включень, а емульсії з витратою гідроксиду калію понад 1,6 г/р стеарину - є мало однорідними і мильними на дотик.

Застосування калію гідроксиду для виробництва калію перманганату
Калію перманганат KMnO4 (марганцівка) - сильний окислювач, який використовується у фармакології і піротехніці.
Існує безліч способів отримання калію перманганату, але промисловий спосіб один - електрохімічний двостадійний. У цьому технологічному способі використовується гідроксид калію.
На першій стадії піролюзит змішують з гідроксидом калію і піддають сплавленню в прокатувальних котлах, реакція протікає за рівнянням  2MnO2 + O2 + 4KOH = 2K2MnO4 + 2H2O.
Тонко розмелений в кульовому млині високосортний піролюзит і 50%-й розчин КОН сплавляють при 473...543 К. При більш високих температурах (748...1233 К) манганат (VI) руйнується до манганата (V) калію з виділенням кисню за рівнянням 3K2MnO4 = 2K3MnO4 + Mno 2 + O2,
і частина з реакції 2K2MnO4 = 2K2MnO3+ O2.
Вихід манганата не перевищує 60 %. Склад плава: 30-35 % К2МпО4, 25 % КОН, багато МпО2, крім того є карбонат калію та інші домішки.
На другій стадії плав витравлюють і отриманий розчин піддають електролізу.
Сумарне рівняння 2K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + 2KOH + H2.
Електроліз лужного розчину манганата проводиться у ваннах, що представляють собою залізні циліндри з конічним днищем яких укладений змійовик (для обігріву і охолодження). У ванні є мішалка і спусковий кран. Залізні аноди у вигляді концентричних циліндрів розташовані на відстані 100 мм один від одного (застосовують також аноди нікелеві). Між анодами розміщуються залізні катоди – стержні діаметром 20...25 мм. Сумарна поверхня катодів в 10 разів менша поверхні анодів. При електролізі струм підтримується так, щоб анодна щільність струму становила 60...70 А/м2; катодна щільність струму 700 А/м2. Анодні і катодні пластини спираються на скляні та фарфорові ізолятори.
Діаметр ванни 1,3...1,4 м, висота циліндричної частини 0,7...0,8 м, конічної – 0,5 м. У ванну поміщається 900...1000 дм3 розчину електроліту. Електроліз проводять при 333 К. На початку електролізу напруга 2,7 В, струм 1400...1600 А; в кінці електролізу 3В, а струм падає. Ванни працюють серіями по кілька штук. Число ванн визначається характеристикою живлячої їх джерела (генератора) постійного струму. Витрата енергії на 1 т КМпО4 становить 700 кВт·год.
Додати рецепт калійного мила з картки

Калійне мило
Олія соняшнику 40% - 240г, олія мигдалю 20% - 120г, олія виноградної кісточки 10% - 60г, рицинова олія 10% - 60г, гірчична олія 10% - 60г, кокосова олія 10% - 60г, вода - 228г, гідроксид калію - 114,13г

1. Змішуємо всі олії і топимо на водяній бані в окремому посуді до однорідного стану. Далі залишаємо ємність з оліями остигати, їх температура повинна дійти до 50-55°C
2. У попередньо охолоджену воду додаємо гідроксид кальцію невеликими порціями, постійно перемішуючи розчин, який буде сильно нагріватися. Мішаємо до тих пір, поки всі кристали лугу не розчиняться. Остужуємо лужний розчин до 50-55°C і вливаємо в олії
3. Воно буде довго розшаровуватися, доводимо до сліду 3-4 години
4. Збивайте невеликими етапами, давайте милу відстоятися 10-12 хвилин і знову повторюйте схему. Далі будуть з'являтися пластівці в маслі і тільки потім вже мило почне густіти
5. Після отримання стійкого сліду ставте мило в духовку на 80-85°C або на водяну баню під закриту кришку на 3-4 години
6. Через 3 години перевірте масу на рН, якщо індикаторна смужка показує 7-9 - мило готове