امروزه انسان‌ها از مواد شیمیایی گوناگونی برای پیشبرد زندگی خود استفاده می‌کنند. هر کدام از این مواد شیمیایی خواص مخصوص به خود را دارد و در یک صنعت خاص به کار گرفته می‌شود. یکی از پرکاربردترین مواد شیمیایی در حال حاضر کربنات پتاسیم (Potassium carbonate) است. کربنات پتاسیم با فرمول K2CO3 یک ترکیب معدنی شناخته می‌شود. برای اینکه بهتر بدانید کربنات پتاسیم چیست و چه کاربردی دارد، ادامه مقاله را مطالعه کنید. در این مقاله درمورد کربنات پتاسیم و خواص شیمیایی آن به طور کامل توضیح داده شده است.
فهرست مطلب
کربنات پتاسیم چیست؟
کربنات پتاسیم را با نام کربنات پتاس و خاکستر مروارید نیز می‌شناسند. پتاسیم کربنات یک نمک دو پتاسیم اسید کربنیک است که از آن به صورت گسترده در تولید شیشه و صابون استفاده می‌شود. این ماده در اشکال مختلفی مانند محلول، پودر، پودر میکرونیزه و گرانول موجود است؛ اما معمولا به صورت پودری به فروش می‌رسد. پودر آن نسبتا مرطوب است و رنگ سفیدی دارد. پودر کربنات پتاسیم بدون بو و مزه است و قلیایی محسوب می‌شود.
درمورد اینکه کربنات پتاسیم چیست باید گفت این ماده به راحتی در آب حل می‌شود؛ اما امکان حل کردن آن در اتانول، استون و الکل وجود ندارد. PH این ماده 11.6 است. از لحاظ تاریخی باید گفت که کربنات پتاسیم برای اولین بار از پختن پتاس در کوره ایجاد شد. بعد از پختن پتاس پودر سفیدی به وجود آمد که نام آن را کربنات پتاسیم گذاشتند. این ماده برای اولین بار توسط ساموئل هاپکینز (Samuel Hopkins) کشف شد.
کربنات پتاسیم چگونه ساخته می‌شود؟
کربنات پتاسیم جزء اصلی پتاس است که عمدتا از پتاس نمک استخراج شده به دست می‌آید. در روش‌های قدیمی برای استخراج این ماده از خاکستر چوب استفاده می‌کردند. درمورد اینکه بدانیم کربنات پتاسیم را چگونه به روش امروزی به دست می‌آورند، باید گفت که در حال حاضر سه روش کلی برای تولید این ماده به صورت مصنوعی وجود دارد:
1. روش اول
برای به دست آوردن این ماده در روش اول، هیدروکسید پتاسیم در ابتدا از الکترولیز کلرید پتاسیم به وجود می‌آید و سپس این ماده تولید شده با دی‌اکسید کربن واکنش می‌دهد. کلر Cl2 و هیدروژن H2 نیز می‌توانند برای تولید سریع تر ماده به کار گرفته شود. این روش در حال حاضر پرکاربردترین روش تجاری است. معادله شیمیایی این فرآیند به شکل زیر است:
KCl+ 2 H2O = 2 KOH + H2 + Cl2
KOH + CO2 = K2CO3 + H2O2
2. روش دوم
در روش دوم استخراج آن به کمک محلول هیدروکسید پتاسیم با دی‌اکسید کربن اضافی است که واکنش آن به صورت زیر است:
2KOH+ 2CO2 = K2CO3
3. روش سوم
در روش سوم گاز دی‌اکسید کربن را به محلول هیدروکسید پتاسیم اضافه می‌کنند تا ابتدا بی‌کربنات پتاسیم تولید شود. سپس آن را گرم می‌کنند تا کربنات پتاسیم به دست آید. واکنش تولید پتاسیم کربنات در این روش به شرح زیر است:
2KOH + 2CO2 + H2O= 2KHCO3 = K2CO3 + CO2 + H2O
از سه روش نام برده شده بیشتر برای تولید کربنات پتاسیم سنگین استفاده می‌کنند. کربنات پتاسیم سنگین چگالی بیشتری نسبت به نوع سبک خود دارد. هیدرات کربنات پتاسیم را نیز پس از فرآیند کریستالیزاسیون (Crystallization) و خشک شدن، از محلول فوق به دست می‌آورند. محلول به دست آمده را می‌توان با قرار دادن در دمای 200 درجه سانتی‌گراد به صورت کربنات پتاسیم بی‌آب که حالت پودری دارد، درآورد.
کاربردهای کربنات پتاسیم چیست؟
1. صنایع غذایی
از پتاسیم کربنات در صنایع غذایی به عنوان تنظیم کننده اسیدیته استفاده می‌شود. از جمله کاربردهای آن در صنایع غذایی عبارت است از:
-
پودر کاکائو
کربنات پتاسیم یکی از پرکاربردترین نمک‌های قلیایی در قلیایی کردن کاکائو است. این فرآیند در یک راکتور که در آن دما و فشار برای دستیابی به PH مورد نظر تغییر می‌کند، انجام می‌شود. آب اضافه شده به محلول باید به اندازه‌ای باشد که رطوبت نهایی، کمتر از 5 درصد نباشد تا عطر و رنگ کاکائو حفظ شود.
-
نودل‌ها
کربنات پتاسیم و کربنات سدیم به نودل‌های فوری، بافت و رنگ دلخواه را می‌بخشد.
-
نان‌ها
کربنات پتاسیم جایگزینی برای بی‌کربنات سدیم در نان‌ها، کراکر‌ها و... است. کربنات پتاسیم در پخت نان سبب ورز بهتر و نرم شدن خمیر می‌شود.
-
ماریناد‌ها (طعم دهنده‌ها)
معمولا از سرکه و آبلیمو در تولید ماریناد‌های صنعتی استفاده می‌شود. افزودن مقدار مناسبی از کربنات پتاسیم و بی‌کربنات به عنوان بافر، PH را کنترل می‌کند.
-
نوشیدنی‌ها
کربنات پتاسیم در نوشیدنی‌ها به عنوان طعم دهنده و تنظیم کننده PH کاربرد دارد.
-
شیر خشک
وجود کربنات پتاسیم در شیر خشک‌ها اسیدیته را کاهش می‌دهد و در نتیجه میزان حلال بودن شیر خشک افزایش می‌یابد.
-
خشک کردن کشمش
کربنات پتاسیم یک خشک کننده سریع برای کشمش است. انگور از یک لایه نازک موم پوشیده شده است. این لایه را می‌توان به کمک محلول کربنات پتاسیم سریع‌تر خشک کرد.
2. صنایع تولید شیشه
حال که متوجه شدید کربنات پتاسیم چیست، باید به مهم‌ترین کاربرد آن اشاره کنیم. مهم‌ترین کاربرد این ماده در صنایع تولید شیشه است. به طوری که طبق تحقیقات، 44 درصد از کل مصرف کربنات پتاسیم متعلق به صنایع تولید شیشه است. استفاده از کربنات پتاسیم در شیشه باعث بهبود شفافیت شیشه، مقاومت الکتریکی، استحکام و ضریب شکست می‌شود.
3. کشاورزی
از کربنات پتاسیم کود تولید می‌شود و این کود باعث تقویت ریشه گیاهان می‌شود. این ماده در آب حل می‌شود و ریشه به راحتی آن را جذب می‌کند.
4. سرامیک‌سازی
امکان استفاده از کربنات پتاسیم در تولید سرامیک نیز وجود دارد. هدف از استفاده این ماده کاهش دمای ذوب و افزایش مقدار ضریب انبساط است.
5. صابون‌سازی
از کربنات پتاسیم برای نرم‌تر شدن صابون نسبت به صابون‌هایی که از پایه سدیم ساخته می‌شود نیز می‌توان استفاده کرد.
شرایط نگهداری کربنات پتاسیم
پتاسیم کربنات را در محیط خشک و خنک، دارای تهویه مطبوع و به دور از نور خورشید نگهداری می‌کنند. از آن‌جایی که پتاسیم کربنات قدرت اکسید شوندگی بالایی دارد باید در بسته‌بندی‌های محکم با درب کاملا بسته نگهداری شود.
مسمومیت با کربنات پتاسیم
لازم است بدانید که تماس مستقیم با این ماده به صورت خالص و پیش از انجام هر فرآیندی بسیار خطرناک است. اگر شما یا یکی از اطرافیان‌تان در معرض این ماده قرار گرفته است، سریعا با اورژانس تماس بگیرید.
علائم مسمومیت با کربنات پتاسیم عبارت است از:
- احساس درد و سوختگی شدید در دهان و گلو
- تورم شدید گلو و مشکل در تنفس
- کاهش سریع فشار خون
- استفراغ اغلب خونی
- درد قفسه سینه
- درد شکم
- اسهال
سوالات متداول
-
کربنات پتاسیم در چه مواردی استفاده می‌شود؟
کربنات پتاسیم به طور گسترده برای تولید شیشه و صابون استفاده می‌شود. همچنین به عنوان یک عامل خشک کننده نیز کاربرد دارد. در بسیاری از فرآیند‌های تولید شراب و در اطفاء حریق نیز از این ماده استفاده می‌شود.
-
ویژگی‌های کربنات پتاسیم چیست؟
کربنات پتاسیم یک ماده سفید، مرطوب و لطیف است. چگالی آن 2.43 و نقطه ذوب آن 891 درجه سانتی‌گراد است. این ماده محلول در آب و نامحلول در متانول، اتانول و استون است.
-
کربنات پتاسیم چه تفاوتی با بی‌کربنات پتاسیم دارد؟
هر دو این مواد حاوی پتاسیم هستند، اما ترکیبات شیمیایی متفاوتی دارند. کربنات پتاسیم (K2CO3) یک نمک معدنی است، در حالی که بی‌کربنات پتاسیم (KHCO3) یک ماده کریستالی است. این دو ماده کاربردها و خواص متفاوتی دارند.
-
آیا کربنات پتاسیم برای محیط زیست مضر است؟
در صورت استفاده‌ی مناسب از این ماده، نسبتا برای محیط زیست ایمن در نظر گرفته شده است. با این حال دفع بیش از حد یا نادرست این ترکیب میتواند باعث آلودگی آب شود.
-
آیا کربنات پتاسیم خوراکی است؟
این ماده به شکل پودر سفید رنگ است و در لیست مواد تشکیل دهنده در نانوایی‌ها قرار دارد. همچنین جایگزین کم سدیم برای جوش شیرین (بی کربنات پتاسیم) هم حساب می‌شود.
-
نحوه‌ی عملکرد کربنات پتاسیم برای تنظیم PH به چه صورت است؟
کربنات پتاسیم به عنوان یک تنظیم کننده pH، با آزاد کردن یون‌های هیدروکسید هنگام حل شدن در آب عمل می‌کند. این یون‌های هیدروکسید به خنثی کردن اسیدها کمک می‌کنند و سطح pH محلول را بالا می‌برند. این ویژگی به ویژه در صنایع‌ایی که کنترل دقیق pH ضروری است مفید است.
نتیجه‌گیری
مواد شیمیایی نقش مهمی در زندگی روزمره ما و بسیاری از صنایع تولیدی دارد و از آن‌ها استفاده‌های مختلفی می‌شود. یکی از مواد شیمیایی پرکاربرد کربنات پتاسیم است که از آن در صنایع غذایی، صنایع تولید شیشه و... استفاده می‌شود. این ماده به روش‌های مختلفی میتواند تولید شود و معمولا به صورت پودر به فروش می‌رسد. برای اینکه بهتر بدانید کربنات پتاسیم چیست و چه کاربردی دارد، در این مقاله درمورد خواص و کاربردهای آن توضیح دادیم.
