硫酸钾(英文名称: 钾 Sulfate),一种 无机化合物 化学式 为K 2 SO 4 , 摩尔质量 为174.2,密度为2.662g/cm 3 ,熔点为1069℃。硫酸钾为无色或白色六方形或斜方晶系结晶或颗粒状粉末,吸湿性小,不易结块,物理性状良好,施用方便,易溶于水,不溶于醇、 丙酮 和 二硫化碳 ,没有气味,但有苦咸的味道。硫酸钾与 碳 在不同条件下反应,生成不同碳的氧化物,与盐、酸反应生成不同的钾盐,可以用作不同的钾肥料。硫酸钾主要由硫酸盐 复分解反应 法和 明矾石 转换法制得。也可用98%硫酸和氯化钾在550℃高温下进行反应,直接制取硫酸钾,此方法为中国工业化生产硫酸钾的主要方法,名为曼哈姆法。此外,还可用硫酸中和碳酸钾或氢氧化钾来制备。在德国,硫酸钾主要靠硫酸镁矿和氯化钾在液相反应生产。硫酸钾是一种无氯、优质的高效钾肥,特别是在烟草、葡萄、甜菜、茶树、马铃薯、亚麻及各种果树等对氯敏感作物的种植中,是不可缺少的重要肥料;它还是制作优质氮、磷、钾三元复合肥的主要原料。此外,还可作缓泻剂、食品添加剂,可制明矾、碳酸钾和玻璃等。硫酸钾还广泛应用于染料工业、香料工业等领域。
理化性质
物理性质
硫酸钾为无色或白色六方形或 正交晶系 结晶或颗粒状粉末,易溶于水,溶解度随温度升高而增加,不溶于乙醇、丙 酮[tóng] 和二硫化碳,没有气味,但又苦咸的味道。农用硫酸钾外观多呈淡黄色。 摩尔质量 为174.26g/ 摩尔 ,密度为2.662g/cm 3 , 熔点 为1067℃, 沸点 为1689℃。
化学性质
与碳反应
硫酸钾与 碳 在不同条件下反应,可以生成不同碳的 氧化物 和 亚硫酸钾 或 硫化钾 。
与酸反应
硫酸 钾与 磷酸 、 硫酸 在不同条件下反应,均生成 硫酸氢钾 。
与盐反应
硫酸钾与 硝酸钯 、 硝酸钡 、 硝酸银 、 硝酸汞 反应,生成 硝酸钾 和相应物质的沉淀。
硫酸钾与 氯化钙 、 氯化钡 反应,生成 氯化钾 和相应物质沉淀。
硫酸钾与 硫酸铝 反应,生成 硫酸铝钾 复盐 。
制备方法
硫酸盐复分解法
在自然界中,钾的复盐可以直接当作肥料使用,但为了减少运输成本,一般让钾的复盐与 氯化钾 发生 复分解反应 生产硫酸钾当作肥料使用。例如 无水钾镁钒 与 氯化钾 发生复分解反应制备硫酸钾。无水钾镁钒一般与 氯化钠 混合存在,然后利用两者的 溶解度 差异,用水洗涤除去大部分氯化钠,之后再与氯化钾发生复分解反应得到硫酸钾。
明矾石转换法
利用 明矾石 生产硫酸钾,首先将明矾石焙烧脱除 结晶水 。
脱水明矾石与 稀硫酸 反应生成硫酸钾和 硫酸铝 溶液:
上述溶液中可以结晶出 明矾 。明矾在水中的 溶解度 随温度增高而迅速增大,到达92℃可以溶于自身的结晶水中。明矾可以在加热加压的条件下 水解 生成不溶性 盐基 性明矾:
不溶性盐基性 硫酸铝钾 在高温下分解可得到硫酸钾:
应用领域
农业 :用作 化学肥料 ,是主要的无氯 钾肥 ,主要用于 亚麻 、烟草、茶叶、 柑橘 等忌氯喜钾作物上。
硫酸钾是水溶性钾肥,施入土壤以后,钾以离子状态存在,少部分存在于土壤溶液中,大部分与土壤 胶体 发生 阳离子 代换反应,被土壤胶体 吸附 或转化为层间钾。 钾离子 被作物根系吸收以后, 硫酸 根 残留在土壤溶液中,并与代换出来的 氢离子 生成 硫酸 ,所以硫酸钾是一种生理酸性化肥。在酸性土壤上长期施用硫酸钾,会使 土壤酸化 ,应配合施用 生石灰 。
医药 :用作缓泻剂。
玻璃工业 :用作澄清剂。
香料工业 :用作助剂。
食品工业 :用作通用添加剂,还用于 血清 蛋白生化检验。
安全事宜
安全标志
GHS 分类
健康危害
皮肤接触硫酸钾会使皮肤变红;眼睛接触硫酸钾会使眼睛变红,疼痛;吸入硫酸钾会使人咳嗽,出现 喉咙 疼;食入硫酸钾会导致腹痛、 腹泻 、恶心和呕吐。
急救措施
皮肤接触:立即用水和肥皂清洗皮肤。
眼睛接触:立即用大量清水冲洗几分钟,然后就医。
吸入:立即将人移至空气清新处休息。
食入:立即喝一两杯水,就医。
储存运输
碳酸钾 应储存与通风、干燥的库房中。包装需要密封,避免受潮。运输时防止雨淋而溶化流失。