Carbonato di potassio: proprietà, sintesi, reazioni, usi

Il carbonato di potassio è un sale che si presenta come una polvere bianca o come un cristallo solido incolore dal sapore salato.
Esso ha formula K₂CO₃ e deriva formalmente dall’acido carbonico per sostituzione di entrambi gli atomi di idrogeno con il potassio.

Il carbonato di potassio si dissocia in acqua dando ioni K⁺ e CO₃^2-.
Lo ione carbonato idrolizza secondo gli equilibri:
CO₃^2- + H₂O ⇌ HCO₃^– + OH^–
HCO₃^– + H₂O ⇌ CO₃^2- + OH^–
e pertanto dà idrolisi basica.

Proprietà

È solubile in acqua e deliquescente ovvero è in grado passare in soluzione assorbendo vapore acqueo dall’ambiente.

È scarsamente solubile in metanolo, etanolo, toluene e acetone. Tende a decomporsi alla temperatura di 890°C secondo la reazione:
K₂CO₃→ K₂O + CO₂

Sintesi del carbonato di potassio

Il carbonato di potassio è ottenuto dalla reazione tra idrossido di potassio e biossido di carbonio secondo la reazione:
2 KOH + CO₂ → K₂CO₃ + H₂O

Può essere ottenuto anche dalla calcinazione del carbonato acido di potassio:
2 KHCO₃ → K₂CO₃ + H₂O + CO₂

Reazioni

Il carbonato di potassio reagisce a una temperatura di circa 120°C con:

• Solfuro di idrogeno per dare solfuro acido di potassio e carbonato acido di potassio:
  K₂CO₃ + H₂S → KHS + KHCO₃

• Biossido di carbonio e vapore acqueo per dare carbonato acido di potassio:
  K₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2 KHCO₃

La reazione avviene quando la pressione parziale di biossido di carbonio è compresa tra 2 e 6 atm
Queste reazioni possono essere utilizzate in campo industriale per la rimozione rispettivamente di H₂S e CO₂.

Usi

Può essere utilizzato per la produzione di:

• vetri ottici in quanto ne aumenta la trasparenza, la resistenza e l’indice di rifrazione
• elettrodi per saldatura
• coloranti al tino

Quando è miscelato con il carbonato di sodio, può essere utilizzato come agente estinguente. Il carbonato di potassio è utilizzato nell’industria del cioccolato, nella produzione di frutta secca, nel vetro, nella detergenza, nell’industria fotografica e di colorazione e come agente scongelante non corrosivo.

Trova inoltre utilizzo nell’industria alimentare come regolatore dell’acidità e funge da agente essiccante per la lavorazione della frutta. Viene comunemente usato come agente di attivazione nella produzione di carbone attivo ed è preferito rispetto ad altri agenti come l’idrossido di potassio per la sua capacità di produrre una maggiore quantità di carbone attivo con una migliore capacità di adsorbimento e minori impurità.

In campo agricolo  viene utilizzato per produrre fertilizzanti che arricchiscono il terreno con potassio. Inoltre, agisce come agente lievitante nella cottura al forno, contribuendo alla consistenza e alla lievitazione dei prodotti da forno.  È utilizzato come agente essiccante per solventi, soprattutto se sono presenti tracce di acidi, e come scavenger di acidi prodotti nella sintesi organica.

Il carbonato di potassio si trova anche in molti prodotti per la pulizia. Funge da agente ammorbidente, migliorando l’efficacia dei detergenti. Inoltre, le sue proprietà alcaline aiutano a scomporre il grasso. In campo farmaceutico viene utilizzato nella formulazione di vari medicinali, in particolare quelli che richiedono un ambiente con pH stabile.

Nella sintesi organica, è un reagente ampiamente utilizzato per le reazioni di alchilazione e arilazione su centri di carbonio, zolfo, azoto e ossigeno. È anche utilizzato nella condensazione aldolica, nella reazione di addizione di Michael, nell’acilazione, nella reazione di Wittig, nella condensazione di Knoevenagel, nella reazione di eliminazione, nell’apertura di epossidi, nella ciclizzazione, nella reazione di accoppiamento incrociato catalizzata da metalli, nell’idratazione e in un’ampia gamma di reazioni.

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