硫酸鉀(英文名稱:鉀 Sulfate),一種無機化合物化學式為K2SO4,摩爾質量為174.2,密度為2.662g/cm3,熔點為1069℃。硫酸鉀為無色或白色六方形或斜方晶系結晶或顆粒狀粉末,吸濕性小,不易結塊,物理性狀良好,施用方便,易溶于水,不溶于醇、丙酮和二硫化碳,沒有氣味,但有苦咸的味道。硫酸鉀與碳在不同條件下反應,生成不同碳的氧化物,與鹽、酸反應生成不同的鉀鹽,可以用作不同的鉀肥料。硫酸鉀主要由硫酸鹽復分解反應法和明礬石轉換法制得。也可用98%硫酸和氯化鉀在550℃高溫下進行反應,直接制取硫酸鉀,此方法為中國工業化生產硫酸鉀的主要方法,名為曼哈姆法。此外,還可用硫酸中和碳酸鉀或氫氧化鉀來制備。在德國,硫酸鉀主要靠硫酸鎂礦和氯化鉀在液相反應生產。硫酸鉀是一種無氯、優質的高效鉀肥,特別是在煙草、葡萄、甜菜、茶樹、馬鈴薯、亞麻及各種果樹等對氯敏感作物的種植中,是不可缺少的重要肥料。此外,還可作緩瀉劑、食品添加劑,可制明礬、碳酸鉀和玻璃等。硫酸鉀還廣泛應用于染料工業、香料工業等領域。
理化性質
物理性質
硫酸鉀為無色或白色六方形或正交晶系結晶或顆粒狀粉末,易溶于水,溶解度隨溫度升高而增加,不溶于醇、丙酮[tóng]和二硫化碳,沒有氣味,但又苦咸的味道。農用硫酸鉀外觀多呈淡黃色。摩爾質量為174.26g/摩爾,密度為2.662g/cm3,熔點為1067℃,沸點為1689℃。
化學性質
與碳反應
硫酸鉀與碳在不同條件下反應,可以生成不同碳的氧化物和亞硫酸鉀或硫化鉀。
與酸反應
硫酸鉀與磷酸、硫酸在不同條件下反應,均生成硫酸氫鉀。
與鹽反應
硫酸鉀與硝酸鈀、硝酸鋇、硝酸銀、硝酸汞反應,生成硝酸鉀和相應物質的沉淀。
硫酸鉀與氯化鈣、氯化鋇反應,生成氯化鉀和相應物質沉淀。
硫酸鉀與硫酸鋁反應,生成硫酸鋁鉀復鹽。
制備方法
硫酸鹽復分解法
在自然界中,鉀的復鹽可以直接當作肥料使用,但為了減少運輸成本,一般讓鉀的復鹽與氯化鉀發生復分解反應生產硫酸鉀當作肥料使用。例如無水鉀鎂釩與氯化鉀發生復分解反應制備硫酸鉀。無水鉀鎂釩一般與氯化鈉混合存在,然后利用兩者的溶解度差異,用水洗滌除去大部分氯化鈉,之后再與氯化鉀發生復分解反應得到硫酸鉀。
明礬石轉換法
利用明礬石生產硫酸鉀,首先將明礬石焙燒脫除結晶水。
脫水明礬石與稀硫酸反應生成硫酸鉀和硫酸鋁溶液:
上述溶液中可以結晶出明礬。明礬在水中的溶解度隨溫度增高而迅速增大,到達92℃可以溶于自身的結晶水中。明礬可以在加熱加壓的條件下水解生成不溶性鹽基性明礬:
不溶性鹽基性硫酸鋁鉀在高溫下分解可得到硫酸鉀:
應用領域
農業:用作化學肥料,是主要的無氯鉀肥,主要用于亞麻、煙草、茶葉、柑橘等忌氯喜鉀作物上。
硫酸鉀是水溶性鉀肥,施入土壤以后,鉀以離子狀態存在,少部分存在于土壤溶液中,大部分與土壤膠體發生陽離子代換反應,被土壤膠體吸附或轉化為層間鉀。鉀離子被作物根系吸收以后,硫酸根殘留在土壤溶液中,并與代換出來的氫離子生成硫酸,所以硫酸鉀是一種生理酸性化肥。在酸性土壤上長期施用硫酸鉀,會使土壤酸化,應配合施用生石灰。
醫藥:用作緩瀉劑。
玻璃工業:用作澄清劑。
香料工業:用作助劑。
食品工業:用作通用添加劑,還用于血清蛋白生化檢驗。
安全事宜
安全標志
GHS分類
健康危害
皮膚接觸硫酸鉀會使皮膚變紅;眼睛接觸硫酸鉀會使眼睛變紅,疼痛;吸入硫酸鉀會使人咳嗽,出現喉嚨疼;食入硫酸鉀會導致腹痛、腹瀉、惡心和嘔吐。
急救措施
皮膚接觸:立即用水和肥皂清洗皮膚。
眼睛接觸:立即用大量清水沖洗幾分鐘,然后就醫。
吸入:立即將人移至空氣清新處休息。
食入:立即喝一兩杯水,就醫。
儲存運輸
碳酸鉀應儲存與通風、干燥的庫房中。包裝需要密封,避免受潮。運輸時防止雨淋而溶化流失。
參考資料 >
Potassium Sulfate | K2SO4 - PubChem.PubChem.2023-01-25