Хлорид калия — химическое соединение¶

Хлорид калия (калиевая соль соляной кислоты, химическая формула KCl) — неорганическое химическое соединение, представляющее собой кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде. Одна из наиболее распространённых калийных солей, добываемая из природных месторождений и синтезируемая промышленным способом. Находит широкое применение в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине и химическом производстве.

¶Физические и химические свойства

Хлорид калия образует бесцветные кристаллы кубической сингонии, при наличии примесей приобретающие сероватый или розоватый оттенок. Молярная масса вещества составляет 74,55 г/моль, плотность — 1,98 г/см³. Температура плавления — 770 °C, кипения — 1420 °C.

Вещество хорошо растворяется в воде: при 20 °C растворимость составляет около 34 г на 100 мл, при этом раствор охлаждается (отрицательный тепловой эффект растворения), что используется в химических «холодильных» наборах. Растворимость в воде резко возрастает с повышением температуры, что лежит в основе промышленного получения вещества кристаллизацией.

Хлорид калия химически инертен в обычных условиях. При взаимодействии с концентрированной серной кислотой при нагревании образует хлороводород и гидросульфат калия. С азотной кислотой даёт соответствующие реакции обмена. При электролизе расплава KCl выделяется металлический калий и хлор — этот метод является основным промышленным способом получения калия.

¶Природные месторождения и добыча

Хлорид калия является основным рудным минералом калийных солей. В природе встречается минерал сильвин (KCl), а также каинит (KMgSO₄Cl·H₂O), из которого KCl может быть получен технологической переработкой. Сильвин образует залежи в осадочных отложениях, сформировавшихся в результате испарения древних морей.

Крупнейшие месторождения сильвинита (руды, содержащие KCl и NaCl) сосредоточены в Канаде (Саскачеван), России, Белоруссии, Германии, Испании и на Украине. В России значимые запасы хлорида калия связаны с Верхнекамским месторождением в Пермском крае, где добычей и переработкой калийных солей занимается компания «Уралкалий» — один из крупнейших мировых производителей. Разработка ведётся подземным способом: руда извлекается из шахт, после чего обогащается гравитационными и浮 flotation методами.

¶Получение

Помимо добычи из природных руд, хлорид калия синтезируют несколькими способами:

• Электролиз расплава хлорида калия с получением металлического калия и хлора.
• Реакция соляной кислоты с гидроксидом или карбонатом калия.
• Поглощение хлороводорода спиртовыми растворами гидроксида калия.
• Совместная кристаллизация из растворов, содержащих KCl и NaCl (метод фракционной кристаллизации).

¶Применение

¶Сельское хозяйство

Основная часть добываемого хлорида калия (около 90–95 % мирового производства калийных удобрений) используется в сельском хозяйстве. KCl является сырьём для производства калийных удобрений: собственно хлористого калия, а также сульфата калия, калимагнезии и других комплексных составов. Калий необходим растениям для синтеза белков, регулировки водного баланса и повышения устойчивости к засухе и морозам.

¶Медицина

Хлорид калия применяется для восполнения дефицита калия в организме (гипокалиемии). Выпускается в таблетках, растворах для инфузий. Внутривенное введение калия проводится строго под контролем, так как избыток калия в крови (гиперкалиемия) может вызвать нарушения сердечного ритма. Входит в состав плазмозамещающих и регидратационных растворов.

¶Пищевая промышленность

В пищевой промышленности KCl зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е508. Используется как загуститель, влагоудерживающее и коагулирующее вещество. Находит применение в производстве сыров, кондитерских изделий. Частично заменяет поваренную соль в продуктах со сниженным натрием — так называемая «диетическая соль» содержит смесь NaCl и KCl, поскольку избыток натрия в рационе связан с повышением риска гипертонии.

¶Промышленность и лабораторная практика

Хлорид калия используется как стандарт для калийных электродов и в качестве электролита. Применяется в стекольном производстве, при изготовлении огнеупоров. В лабораторной практике служит источником ионов калия и хлора, применяется для калибровки pH-метров (стандартные буферные растворы).

¶Токсичность и безопасность

Хлорид калия относится к веществам с низкой токсичностью. В обычных условиях безопасен при соблюдении техники работы. При проглатывании в больших количествах возможны тошнота и рвота. Основная опасность связана с внутривенным введением избыточных доз — гиперкалиемия приводит к остановке сердца. Работы с пылью KCl требуют использования средств индивидуальной защиты органов дыхания.

¶Интересные факты

Смесь хлорида калия и азотнокислого натрия (KNO₃) в определённых соотношениях применяется в пиротехнике как дымовая смесь. Хлорид калия входит в состав «сухого льда» для химических холодильников — при растворении в воде он охлаждает раствор до −30 °C.

Источники:

• Химическая энциклопедия / Под ред. Кнунянца И. Л. — М.: Большая Российская энциклопедия.
• Справочник химика / Под ред. Быкова Н. И. — Л.: Химия.
• ГОСТ 4568-95. Калий хлористый. Технические условия.
• Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона.