إن مادة كبريتات البوتاسيوم تمتلك الصيغة الكيميائية التالية:(K2SO4) وهي نوع من المركبات الكيميائية غير العضوية التي يشيع استخدامها في الزراعة، والاستخدام السائد لكبريتات البوتاسيوم هو كسماد والذي يتم استخدامه بشكل شائع لتقديم كل من البوتاسيوم والكبريت، وبالتالي تحسين جودة وإنتاجية المحاصيل التي تنمو في التربة التي تفتقر إلى الإمدادات الكافية من هذه العناصر الأساسية، وإلى جانب ذلك فإنه يتم استخدام هذه المادة الخام أحيانًا في إنتاج الزجاج، كما أن لها تطبيقات في صناعات أخرى والتي تستخدم كمخفض فلاش في شحنات وقود المدفعية وكوسيلة انفجار بديلة مماثلة للصودا في عملية تفجير الصودا.
كبريتات البوتاسيوم
- إن كبريتات البوتاسيوم والمعروفة أيضًا باسم ملح الليمري والأركانيت هي مادة صلبة بلورية عديمة اللون أو بيضاء أو حبيبات أو مسحوق أبيض تذوب عند 1072 درجة مئوية، وهي قابلة للذوبان في الماء لكنها غير قابلة للذوبان في الكحول، وتستخدم كبريتات البوتاسيوم في صناعة الزجاج والألمنيوم والأسمدة والطب.
- تمتلك كبريتات البوتاسيوم هيكل معيني السطوح طعم مر، وكثافة 2.66 جم لكل سم 3، تتبخر هذه المادة عند 1689 درجة مئوية، وهي قابلة للذوبان في الماء بشكل معتدل 12 جم / 100 مل عند 25 درجة مئوية و 24 جم / 100 مل عند 100 درجة مئوية، كما أنه قابل للذوبان بشكل طفيف في الجلسرين، وغير قابل للذوبان في الكحول والأسيتون وثاني كبريتيد الكربون.
- تستخدم كبريتات البوتاسيوم في الأسمدة كمصدر للبوتاسيوم والكبريت وكلاهما عنصران أساسيان لنمو النبات، وتعتبر كبريتات البوتاسيوم واحدة من أملاح البوتاسيوم الأكثر استهلاكًا في التطبيقات الزراعية إما في شكل (sim-ple) أو كملح مزدوج مع كبريتات المغنيسيوم، ويفضل على كلوريد البوتاسيوم لأنواع معينة من المحاصيل مثل محاصيل التبغ والحمضيات وغيرها من المحاصيل الحساسة للكلوريد.
- وتشمل بعض التطبيقات الأخرى صناعة الأسمنت الجبسي لصنع شب البوتاسيوم، وفي تحليل نيتروجين كيلدال، وفي الطب، والزجاج، ويتم استخدام درجة الكاشف في تقدير (Kjeldahl) للنيتروجين، وكبريتات البوتاسيوم مادة كاشف في مستحضرات التجميل، وهي أيضا ملح غير عضوي بوظيفة أساسية كعامل زيادة اللزوجة.
- كبريتات البوتاسيوم يتكون من بلورات عديمة اللون أو بيضاء أو مسحوق بلوري له طعم مر ومحلول ملحي، يتم تحضيره عن طريق معادلة حامض الكبريتيك بهيدروكسيد البوتاسيوم أو كربونات البوتاسيوم، وهو قابل للذوبان في الماء وغير قابل للذوبان في الإيثانول، يكون ذو شكل معيني أو سداسي.
- ولقد تم إنتاج كبريتات البوتاسيوم أيضًا بواسطة عملية (Hargreaves) والتي تتضمن حدوث عملية أكسدة لكلوريد البوتاسيوم بحمض الكبريتيك، ويمكن الحصول عليها في المختبر من خلال تفاعل هيدروكسيد البوتاسيوم أو كربونات البوتاسيوم مع حامض الكبريتيك، وتستعمل كبريتات البوتاسيوم في الأسمنت وفي صناعة الزجاج، وكمادة مضافة للغذاء.
أساليب الانتاج لكبريتات البوتاسيوم
- إن كبريتات البوتاسيوم ملح غير عضوي يمكن تحضيره عن طريق تفاعل جبس الفوسفوجبس وكلوريد البوتاسيوم، ويشكل جزيئات موليت تشبه الإبر عند التسخين بكبريتات الألومنيوم (Al2(SO4)3) وثاني أكسيد السيليكون (SiO2).
- لقد تم الإبلاغ عن تطبيقه على التربة لتقليل البرنز على نباتات الأرز، وتم الحصول على حركية نمو تكامل السطح في نطاق درجة حرارة 20-50 درجة مئوية، كما وتم الحصول على منحنى السعة الحرارية النظرية لكبريتات البوتاسيوم في طور البخار.
- إن كبريتات البوتاسيوم معتدل السمية للإنسان عن طريق الابتلاع، ومعتدل السمية تجريبيا عن طريق الطريق تحت الجلد، ويؤدي ابتلاع جرعات كبيرة إلى تأثيرات شديدة في الجهاز الهضمي، وعند تسخينها للتحلل تنبعث منها أبخرة سامة من (K2O) و (SOx).
- يتم إنتاج كبريتات البوتاسيوم بطرق مختلفة واختيار العملية حسب توفر المواد الخام وتكلفتها، ويمكن الحصول على الملح من معدنه الطبيعي، ويتم سحق الخام أولاً وغسله بالماء لفصل كلوريد الصوديوم، وبعد ذلك يتم فصل أكسيد الحديد الأسود عن (langbei-nite) المغسول عن طريق الفصل المغناطيسي، وبعد فصل هذين الرابطين الرئيسيين، تتم معالجة الملح المزدوج المنقى بمحلول مائي من كلوريد البوتاسيوم للحصول على كبريتات البوتاسيوم:
K2SO4؟ 2MgSO4 + 4KCl → 3K2SO4 + 2MgCl2
- يتم ترشيح المحلول لإزالة البقايا غير القابلة للذوبان ويتم فصل المنتجات عن خليطها المائي عن طريق التبلور، ويتم إنتاج كبريتات البوتاسيوم أيضًا من الكيسيريت المعدني (MgSO4 ؟H2O) بالمعالجة بكلوريد البوتاسيوم، ويتفاعل الملح المزدوج الوسيط الذي تم الحصول عليه بشكل أكبر مع كلوريد البوتاسيوم لتكوين كبريتات البوتاسيوم.
- ويتم فصل كبريتات البوتاسيوم عن كلوريد المغنيسيوم الأكثر قابلية للذوبان عن طريق التبلور، وأيضًا يمكن تصنيع كبريتات البوتاسيوم من خلال عمليتين أخريين لا يتم فيهما استخدام أي معدن طبيعي، في عملية مانهايم يتم إنتاج الملح بفعل حمض الكبريتيك على كلوريد البوتاسيوم:
2KCl + H2SO4 → K2SO4 + 2HCl
- وفي عملية هارجريفز وهي تباين طفيف في طريقة مانهايم حيث يتم تصنيع كبريتات البوتاسيوم عن طريق تسخين خليط من كلوريد البوتاسيوم وثاني أكسيد الكبريت والهواء والماء:
4KCl + 2SO2 + 2H2O + o2 → 2K2SO4 +4HCl.
