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Kalium

Wichtige Verbindungen

Kaliumchlorid

Kaliumchlorid, KCl, ist Ausgangsstoff für die Herstellung der meisten Kaliumverbindungen, z.B. von Kaliumhydroxid, KOH, oder Kaliumcarbonat, K2CO3. Große Mengen an KCl werden in der Landwirtschaft als Düngemittel verwendet. Da der Bedarf an Kaliumchlorid größer als die Förderung von natürlich vorkommendem KCl (Sylvin) ist, werden Carnallit, KCl · MgCl2 · 6 H2O, Sylvinit, NaCl · KCl, und andere kalisalzhaltige Minerale ebenfalls auf KCl aufgearbeitet.

Kaliumhydroxid

Kaliumhydroxid, KOH, (Ätzkali) ist eine weiße, kristalline, stark hygroskopische Substanz. Die Darstellung der wässrigen Lösung (Kalilauge) erfolgt wie beim Natriumhydroxid, NaOH, durch Kaustifizierung des Carbonats oder durch Elektrolyse einer wässrigen Lösung von Kaliumchlorid. Wasserfreies KOH findet aufgrund seiner Hygroskopizität als Trockenmittel Anwendung. Große Mengen Kaliumhydroxid bzw. Kalilauge werden zur Seifen- und Waschmittelfabrikation, in der Farbstoffindustrie, als Wasserenthärter sowie als Absorptionsmittel für Kohlendioxid, CO2, benötigt.

Kaliumsulfat

Kaliumsulfat, K2SO4, kristallisiert im Gegensatz zum Natriumsulfat wasserfrei. Die technische Darstellung beruht auf der Umsetzung von Kaliumchlorid, KCl, mit Magnesiumsulfat, MgSO4, in zwei Stufen:

2MgSO4+ 2KCl K2Mg(SO4)2+ MgCl2 K2Mg(SO4)2+ 2KCl 2K2SO4+ MgCl2

Die Synthese des Kaliumsulfats in einem Arbeitsgang ist nicht möglich, da sonst die MgCl2-Konzentration so groß wird, dass das Gleichgewicht in Richtung der Ausgangsstoffe verschoben würde. Kaliumsulfat ist ein verbreitetes Düngemittel. Große Mengen werden auch in der Glasindustrie verwendet, wo es teilweise das teure Kaliumcarbonat ersetzt.

Kaliumnitrat

Die Darstellung von Kaliumnitrat erfolgt nach dem Konversionsverfahren, bei dem Kaliumchlorid, KCl, und Natriumnitrat, NaNO3, in heißem Wasser gelöst und das beim Abkühlen zuerst auskristallisierende Natriumchlorid, NaCl, abgetrennt werden. Beim Einengen und weiteren Abkühlen fällt dann sehr reines Kaliumnitrat aus:

NaNO3+ KCl KNO3+ NaCl

Ein weiteres Herstellungsverfahren basiert auf der Umsetzung von Kaliumcarbonat, K2CO3, mit Salpetersäure, HNO3. Da Kaliumnitrat im Unterschied zum Natriumnitrat, NaNO3, nicht hygroskopisch ist, wird es in der Pyrotechnik als Bestandteil des Schwarzpulvers verwendet. Für die Landwirtschaft stellt es ein wertvolles Düngemittel dar.

Kaliumcarbonat

Kaliumcarbonat, K2CO3, ist eine weiße, kristalline, hygroskopische Substanz. Die Darstellung erfolgt bevorzugt durch Carbonisierung von Kalilauge, KOH, (Einleiten von Kohlendioxid, CO2) bzw. nach dem Formiatverfahren. Das Formiatverfahren geht von einer Kaliumsulfatlösung aus, der zunächst Kalkmilch, Ca(OH)2, und dann unter hohem Druck Kohlenmonoxid, CO, zugeführt wird. Das entstehende Kaliumformiat (Kaliumsalz der Methansäure) wird nach seiner Abtrennung und Reinigung durch oxidatives Calcinieren in das Carbonat überführt:

K2SO4+ Ca(OH)2+ 2CO CaSO4+ 2HCOOK 2HCOOK+ O2 K2CO3+ CO2+ H2O

Kaliumcarbonat wird in großen Mengen in der Seifen- und Glasfabrikation sowie zur Darstellung anderer Kaliumsalze benötigt. Im Labor kommt wasserfreies K2CO3 als Trockenmittel zum Einsatz.

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