硫酸カリウム

硫酸カリウム

アルカナイト アルカナイト
硫酸カリウム
名前
その他の名前 硫酸カリウム
識別子
CAS番号	7778-80-5^はい
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像
チェビ	チェビ:32036^はい
チェムブル	ChEMBL2021424^はい
ケムスパイダー	22915^はい
ECHA 情報カード	100.029.013
EC番号	231-915-5
E番号	E515(i) （酸度調整剤、…）
ケッグ	D01726^はい
PubChem CID	24507
RTECS番号	TT5900000
ユニイ	1K573LC5TV^はい
CompToxダッシュボード（EPA）	DTXSID6029701
InChI InChI=1S/2K.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2^はい キー: OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L^はい InChI=1/2K.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2 キー: OTYBMLCTZGSZBG-NUQVWONBAU
笑顔 [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O
プロパティ
化学式	K 2 SO 4
モル質量	174.259 g/モル
外観	白色固体
臭い	無臭
密度	2.66 g/cm ^3[ 1 ]
融点	1,069 [ 2 ]  °C (1,956 °F; 1,342 K)
沸点	1,689 °C (3,072 °F; 1,962 K)
水への溶解度	111 g/L (20 °C) 120 g/L (25 °C) 240 g/L (100 °C)
溶解度積（K sp）	1.32（120グラム/リットル）
溶解度	グリセロール にわずかに溶ける、アセトン、アルコール、 CS2に溶けない
磁化率（χ）	−67.0·10 ^−6 cm ^3 /モル
屈折率（nD ）	1.495
構造
結晶構造	斜方晶系
危険
労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険	刺激物
GHSラベル：
ピクトグラム
シグナルワード	警告
危険有害性情報	H318
注意事項	P280、P305+P351+P338、P310
引火点	不燃性
致死量または濃度（LD、LC）：
LD 50（中間投与量）	6600 mg/kg（経口、ラット）[ 3 ]
安全データシート（SDS）	外部MSDS
関連化合物
その他の陰イオン	セレン酸カリウムテルル酸カリウム
その他の陽イオン	硫酸リチウム硫酸ナトリウム 硫酸ルビジウム硫酸セシウム
関連化合物	硫酸水素カリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素カリウム、過硫酸カリウム
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 北 検証する （何ですか  ？） ^はい北 情報ボックスの参照

硫酸カリウム（米国）または硫酸カリウム（英国）は、硫酸カリ（SOP）、アルカナイト、あるいは古語では硫黄カリとも呼ばれ、化学式K ₂ SO ₄で表される白色の水溶性固体の無機化合物です。カリウムと硫黄の両方を供給し、肥料に広く使用されています。

歴史

硫酸カリウム（K ₂ SO ₄）は14世紀初頭から知られており、グラウバー、ボイル、タケニウスによって研究されました。17世紀には、酸性塩とアルカリ性塩が混合していたことから、アルカヌニ（ arcanuni ）またはサル・デュプリカトゥム（sal duplicatum）と名付けられました。また、硫酸カリウムを調製し、薬用として用いた薬化学者クリストファー・グレイザーにちなんで、ビトリオル・タータル（vitriolic tartar）やグレイザー塩（sal polychrestum Glaseri）としても知られていました。^{[ 4 ] [ 5 ]}

近代以前の医学では「二重の秘密」または「万能薬」として知られていたこの薬は、グラウバー法によって硝石（硝酸カリウム、KNO ₃ ）と硫酸（硫酸、H ₂ SO ₄ ）から硝酸水（硝酸、HNO ₃ ）を製造した後に残った残留物（死骸の頭）から作られました。

2 KNO ₃ + H ₂ SO ₄ → 2 HNO ₃ + K ₂ SO ₄

残留物は熱湯に溶解し、濾過後、蒸発させてクチクラ層を分離し、結晶化させた。利尿剤や発汗剤として用いられた。^{[ 6 ]}

チェンバーズの百科事典によると、この薬はホルシュタイン＝ゴットルプ公爵カール・フリードリヒによって500ターラーで購入された。公爵の医師であったシュレーダーは、心気症、発熱、結石、壊血病などに対するこの薬の優れた効能について記している。 ^{[ 6 ]}

天然資源

硫酸カリウムの鉱物形態であるアルカナイトは比較的希少です。硫酸カリウムの天然資源は、シュタスフルト塩に豊富に含まれる鉱物です。これらは、硫酸カリウムとマグネシウム、カルシウム、ナトリウムの硫酸塩の共結晶です。

関連する鉱物は次のとおりです。

• カイナイト、KMg(SO ₄ )・Cl・3H ₂ O
• シェーナイト（現在はピクロメライトとして知られている）、K ₂ SO ₄ ·MgSO ₄ ·6H ₂ O
• レオナイト、K ₂ SO ₄・MgSO ₄・4H ₂ O
• ラングバイナイト、K ₂ Mg ₂ (SO ₄ ) ₃
• アフチタライト（以前はグラセライトとして知られていた）、K ₃ Na(SO ₄ ) ₂
• ポリハライト、K ₂ SO ₄・MgSO ₄・2CaSO ₄・2H ₂ O

硫酸カリウムは、カイナイトのような鉱物の一部からは分離できます。これは、対応する塩が水に溶けにくいためです。

キースライト（MgSO ₄ ·H _{2 O）は、}塩化カリウム溶液と混合して硫酸カリウムを生成することができます。

生産

1985年には約150万トンが生産されました。これは主に塩化カリウムと硫酸の反応によるもので、マンハイム法による硫酸ナトリウムの生産に似ています。^{[ 7 ]}このプロセスでは、室温で発熱反応を起こす 重硫酸カリウム の中間体形成が行われます。

KCl + H ₂ SO ₄ → HCl + KHSO ₄

プロセスの2番目のステップは吸熱的であり、エネルギーの投入が必要です。

KCl + KHSO ₄ → HCl + K ₂ SO ₄

構造と特性

2つの結晶形態が知られています。斜方晶系のβ-K ₂ SO ₄が一般的な形態ですが、583℃以上ではα-K ₂ SO _{4に変化します。} ^{[ 7 ]}これらの構造は複雑ですが、硫酸塩は典型的な四面体構造をとります。^{[ 8 ]}

• 
  _{β-K 2} SO ₄の構造。
• 
  2 種類の K ⁺サイトのうちの 1 つの配位球。
• 
  _{β-K 2} SO ₄内のSO4環境。

硫酸ナトリウムとは異なり、水和物を形成しません。この塩は、六角錐（双晶菱形）として結晶化し、透明で非常に硬く、苦味と塩味があります。この塩は水に溶けますが、水酸化カリウム（比重1.35）溶液や無水エタノールには溶けません。

用途

硫酸カリウムの主な用途は肥料です。K 2 _SO 4_には、一部の作物に有害な塩化物が含まれていないため、タバコや一部の果物・野菜などのこれらの作物には硫酸カリウムが適しています。土壌に灌漑用水から塩化物が蓄積した場合、それほど敏感でない作物でも最適な生育のために硫酸カリウムが必要になることがあります。^{[ 9 ]}

粗塩はガラス製造にも時折使用されます。硫酸カリウムは、砲弾の発射薬の閃光抑制剤としても使用されます。これは、砲口の閃光、フレアバック、爆風の過圧を軽減します。

ソーダブラストではソーダと同様に硬く水溶性であるため、ソーダブラストの代替ブラスト媒体として使用されることもあります。 ^{[ 10 ]}

硫酸カリウムは、硝酸カリウムと組み合わせて花火に使用され、紫色の炎を発生させることもできます。

20 世紀初頭には、5% 硫酸カリウム溶液が局所的な蚊よけ剤として使用されていました。

反応

酸性化

硫酸水素カリウム（重硫酸カリウムとも呼ばれる）KHSO _{4は、K 2} SO ₄と硫酸の反応によって容易に生成されます。KHSO 4 は菱形ピラミッドを形成し、197 °C（387 °F）で融解します。0 °C（32 °F）の水に3倍の割合で溶解します。この溶液は、2つの同族体であるK ₂ SO ₄とH ₂ SO ₄が互いに結合せずに並んで存在しているかのように振る舞います。過剰のエタノールを加えると、過剰の酸が残った通常の硫酸塩（重硫酸塩はほとんど含まれない）が沈殿します。

溶融乾燥塩は、数百度に加熱すると、ケイ酸塩、チタン酸塩などに対して、硫酸をその自然沸点以上に加熱した場合と同様に作用します。そのため、分析化学では崩壊剤として頻繁に使用されます。硫酸塩を含む他の塩については、「硫酸塩」を参照してください。

参考文献

1. パトナイク、プラディオット (2002).無機化学ハンドブック. マグロウヒル. ISBN 978-0-07-049439-8。
2. Windholtz, M; Budavari, S. 編 (1983). The Merck Index . Rahway, New Jersey: Merck & Co.
3. チェンバース、マイケル. 「硫酸カリウム RN: 7778-80-5」 . ChemIDplus . 米国国立医学図書館.
4. De Milt, Clara (1942). "Christopher Glaser". Journal of Chemical Education . 19 (2): 53. Bibcode : 1942JChEd..19...53D . doi : 10.1021/ed019p53 .
5. van Klooster, HS (1959). 「ロシェル塩の3世紀」. Journal of Chemical Education . 36 (7): 314. Bibcode : 1959JChEd..36..314K . doi : 10.1021/ed036p314 .
6. チェンバーズ、エフライム編。 （1728年）。「アルカナム・デュプリカタム」。Cyclopædia、または芸術と科学の世界辞典。 Vol. 1（第1版）。ジェームズ・ナプトンとジョン・ナプトンほかp. *125。 
7. シュルツ、H.;バウアー、G.シャッフル、E.ハーゲドーン、F.シュミッティンガー、P. (2005)。 「カリウム化合物」。ウルマンの工業化学百科事典。ワインハイム: ワイリー-VCH。土井: 10.1002/14356007.a22_039。ISBN 3527306730。
8. ゴルチエ、M.パネティエ、G. (1968)。 「Structure cristalline de la forme 'basse température' du sulfate de katassium K ₂ SO ₄ -beta」[硫酸カリウムの「低温」β 型の結晶構造]。Bulletin de la Société Chimique de France (フランス語)。1：105～ 112
9. 国連工業開発機関、国際肥料開発センター（1998年）。肥料マニュアル（第3版）。ドルドレヒト、オランダ：Kluwer Academic。ISBN 978-0-7923-5032-3。
10. 「スーパーK（硫酸カリウム）」 American Surface Prep. 2014年12月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年12月7日閲覧。

外部リンク

• mindat.org: アルカナイト
• ウェブミネラル：アルカナイト