Металлы первой подгруппы периодической системы называют щелочными. Эти вещества обладают высокой химической активностью: взаимодействуют с водой, галогенами, кислотами, образуя соответствующие соли, многие из которых имеют важное значение для различных отраслей промышленности и сельского хозяйства. Например, сульфат калия (формула K2SO4) — это удобрение, оказывающее положительное влияние на растения.
Описание вещества
Это соединение было известно еще в Средние века. Представляет собой соль калия и серной кислоты. Основные свойства:
Сингония — определенные элементы симметрии, описывающие порядок и расположение атомов в молекуле.
Сульфат калия (химическая формула K2SO4) — бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. В чистом виде (без примесей) в природе встречается редко — есть только несколько месторождений, расположенных в Польше и США (Калифорния). Также в небольших количествах его обнаруживали и в России (Крым, Северо-Восточный регион).
Калия сульфат содержится в водах соленых озер. Примеси этого вещества есть во многих минералах:
- леонит;
- глазерит;
- полигалит, и некоторых других.
Сернокислый калий не подвержен гидролизу. Он не растворяется в спирте (C2H5OH — этанол) и в концентрированных щелочах.
Получение соединения
Из-за того, что вещество в природе встречается редко, но имеет большое промышленное значение, методам получения K2SO4 уделяется значительное внимание. Основные производственные способы синтеза заключаются в проведении обменных реакций хлорида кальция с солями серной кислоты:
2KCl + 2MgSO4 → K2SO4 + 2MgCl2.
2KCl + Na2SO4 → K2SO4 + 2NaCl.
2KCl + FeSO4 → K2SO4 + FeCL2.
Химически чистое соединение получают воздействием серной кислотой на твердый хлорид:
2KCl + H2SO4 → K2SO4 + HCl.
В лабораториях пользуются немного другими способами, позволяющими получить нужное соединение. Основные из них:
Существует достаточно большое количество реакций, в результате которых будет образовываться сернокислый калий (другое название соединения). Преимуществом выбора того или иного метода будет химическая чистота получаемого вещества и экономическая целесообразность.
Химические свойства
С точки зрения химии, соединение ведет себя как типичная средняя соль. Для него характерны такие реакции:
Примечание: кислотный остаток SO4 (сульфат-анион — не путать с СО4) является двухвалентным, поэтому, чтобы правильно составить уравнения реакций, нужно этот момент учитывать — формула сернокислого калия пишется как K2SO4, а не KSO4.
Промышленное применение
Аграрная отрасль — основной потребитель калийной селитры (другое название соединения). Оно используется в качестве удобрения для подкормки почвы. Ценность продукта заключается в его способности ускорять обменные процессы в клетках растений, улучшать их сопротивляемость различным грибковым поражениям.
Недостаток калия (K) приводит к тому, что у растений нарушается углеводный баланс, это влечет за собой уменьшение образования крахмала и сахаров, снижение устойчивости растений к заболеваниям. Определить нехватку элемента можно и по внешним признакам:
Причем недостаток K может возникнуть из-за самих растений: некоторые из них слишком активно «вытягивают» его из почвы. В таких случаях внесение удобрения — необходимость.
Еще один вариант применения сернокислого калия — в качестве исходного сырья при получении гидросульфата (KHSO4). Это соединение требуется во многих отраслях промышленности:
Незаменим он и для науки: химики-аналитики используют KHSO4, чтобы перевести некоторые соединения в легкорастворимые формы.
В странах Европейского союза сульфат калия используют как пищевую добавку биодобавку — регулятор кислотности (стабилизатор) при производстве алкогольных напитков, добавляют в дрожжевые закваски при хлебопечении и даже иногда заменяют им соль в диетических продуктах.
