Potaż — jeden z najstarszych chemikaliów technicznych
Węglan potasu, znany pod tradycyjną nazwą potaż, przez stulecia pozyskiwano przez ługowanie
popiołu drzewnego i odparowanie roztworu; angielska nazwa potash pochodzi wprost od
garnka, w którym prowadzono to odparowanie. Dzisiaj wytwarza się go metodami przemysłowymi, ale
rola pozostała ta sama: jest to silnie zasadowa, bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie sól
potasowa kwasu węglowego.
Dwie cechy praktyczne odróżniają go od pokrewnej sody. Jest wyraźnie higroskopijny, więc
w otwartym opakowaniu chłonie wilgoć z powietrza i zbryla się. Jego roztwory osiągają też wyższe
stężenia niż roztwory węglanu sodu, co ma znaczenie wszędzie tam, gdzie liczy się pojemność
absorpcyjna jednostki objętości cieczy.
Identyfikacja i potwierdzenie numeru CAS
| Cecha | Wartość |
|---|---|
| Nazwa polska | węglan potasu, potaż |
| Nazwa angielska | potassium carbonate |
| Nazwa niemiecka | Pottasche, Kaliumkarbonat |
| Numer CAS | 584-08-7 |
| Numer WE | 209-529-3 |
| Identyfikator PubChem CID | 11430 |
| Wzór | K2CO3 |
Numer 584-08-7 odnosi się do bezwodnego węglanu potasu. Ma to znaczenie praktyczne,
ponieważ przy związkach występujących także w formach uwodnionych łatwo o pomyłkę
polegającą na przypisaniu hydratowi numeru formy bezwodnej. Każda forma ma własny
numer rejestrowy, własną masę molową i własne zachowanie przy ogrzewaniu, więc
sprawdzenie, o którą postać chodzi, poprzedza każde przeliczenie zawartości.
Dwa poziomy wymagań spotykane w obrocie technicznym
Dla potażu funkcjonują równolegle różne zestawy wymagań i nie są one wariantami tego samego
zapisu — różnią się sposobem opisania zanieczyszczeń. Starszy zapis operuje procentami
i kontroluje tlenki metali, nowszy schodzi z częścią limitów do jednostek ppm.
| Parametr | Wymaganie w zapisie procentowym | Wymaganie w zapisie ppm |
|---|---|---|
| K2CO3 | min. 99,0 % | min. 98 % |
| Sód jako Na2CO3 | maks. 0,40 % | maks. 2 % |
| Chlorki | maks. 0,020 % | maks. 30 ppm |
| Siarczany | maks. 0,35 % | maks. 50 ppm |
| Żelazo | maks. 0,0005 % jako Fe2O3 | maks. 5 ppm jako Fe |
| Tlenek glinu | maks. 0,10 % | nie deklarowany |
| Tlenek chromu | maks. 0,0015 % | nie deklarowany |
| Metale ciężkie jako Pb | nie deklarowane | maks. 5 ppm |
| Substancje nierozpuszczalne w wodzie | 0,015 % | roztwór 50 % klarowny |
Wszystkie zawartości odnoszą się do suchej masy. Porównanie obu kolumn pokazuje realny wybór
technologiczny: zapis procentowy dopuszcza więcej siarczanów, ale znacznie ostrzej ogranicza sód,
glin i chrom; zapis w ppm pilnuje przede wszystkim chlorków, siarczanów i metali ciężkich.
O przydatności do konkretnego procesu decyduje więc nie sama liczba przy składniku głównym, tylko
to, który z zanieczyszczeń jest dla danej instalacji krytyczny.
Skład ziarnowy i strata przy suszeniu
Dla materiału sypkiego deklaruje się przesiew przez sito 2,5 mm na poziomie minimum
99,0 % oraz przez sito 0,1 mm na poziomie maksymalnie 1,0 %. Pierwsza liczba
wyklucza grube zrosty, druga ogranicza frakcję pylistą, uciążliwą przy dozowaniu.
Osobno podaje się stratę przy suszeniu w temperaturze 500 °C i tu rozjazd wartości
jest bardzo duży: maksymalnie 1,0 % dla materiału kalcynowanego i aż 15,0 % dla
podsuszanego. To nie jest różnica jakości, tylko różnica formy. Węglan potasu tworzy hydrat
o zawartości wody zbliżonej do tej drugiej wartości, więc materiał podsuszany jest w istocie
solą uwodnioną. Przy dozowaniu wagowym różnica ta bezpośrednio przekłada się na ilość faktycznie
wprowadzonego składnika i trzeba ją uwzględnić w przeliczeniu.
Zastosowania
- Przemysł szklarski — surowiec do szkła okiennego, budowlanego oraz
części szkła gospodarczego. Szkło potasowe jest twardsze i bardziej błyszczące od sodowego. - Koksownictwo — roztwór węglanu potasu służy do oczyszczania gazu
koksowniczego; gorący roztwór pochłania dwutlenek węgla i siarkowodór, a po ogrzaniu oddaje je
w regeneracji, co pozwala prowadzić proces w obiegu zamkniętym. - Chemia nieorganiczna — wyjściowa sól do otrzymywania innych związków
potasu oraz środek suszący dla rozpuszczalników organicznych nieczułych na zasady. - Środki myjące i barwniki — źródło alkaliczności w recepturach
technicznych.
Bezpieczeństwo i przechowywanie
Roztwory są silnie zasadowe i działają drażniąco na skórę oraz oczy; pył drażni drogi
oddechowe. Przy pracy z materiałem stosuje się ochronę oczu i rękawice, a stanowisko wyposaża
w możliwość natychmiastowego przemycia oczu wodą. Rozpuszczaniu w wodzie towarzyszy wydzielanie
ciepła.
Ze względu na higroskopijność materiał przechowuje się w opakowaniach szczelnych, z dala od
kwasów, z którymi reaguje z wydzieleniem dwutlenku węgla.
Powiązane substancje
- Węglan baru — drugi węglan w zestawach
szklarskich, o odmiennej roli i znacznie ostrzejszym profilu zagrożeń. - Siarczan potasu — inna sól potasowa,
o obojętnym odczynie roztworów. - Chlorek potasowy — podstawowy surowiec
wyjściowy dla przemysłu związków potasu. - Wodorowęglan sodu — sodowy odpowiednik
w rodzinie węglanów, o znacznie słabszym odczynie zasadowym.