Гидроксид калия (Е525)
Гидроксид калия относится к щёлочным веществам, и обладает выраженными эмульгирующими свойствами. Благодаря этой добавке, которая ещё известна под названиями “гидроокись калия”, “калиевый щёлок”, “каустический поташ”, и под кодом Е525, удаётся создавать однородные смеси из компонентов вроде воды с маслами или воды с жирами. В обычном своём состоянии эти элементы не могут взаимодействовать в виде смеси, а за счёт добавления гидроксида калия образуют однородные текстуры.
Вещество считается безопасным для человека, поэтому его часто применяют в пищевой промышленности. Однако изготовление пищи – не единственная отрасль, в которой нашлось место гидроксиду калия.
Что из себя представляет добавка Е525 и как её получают
По своей химической структуре гидроксид калия – это сильная щёлочь, которая может использоваться и в сыпучем состоянии, и в виде раствора. Белый или бесцветный порошок с мелкими гранулами не имеет запаха и обладает хорошей растворимостью в воде. Кроме гранулированной формы, порошковое вещество может состоять из мелких хлопьев, шариков, крупинок.
Водный раствор, в свою очередь, отличается едким щёлочным запахом. Вкус у добавки выражено горький, с “мыльным” послевкусием. Кроме воды, вещество нормально растворяется в спиртах, эфирах. Раствор может сам становиться растворителем для некоторых органических материалов – бумаги, дерева, кожи. Кроме того, водный раствор способен корродировать стекло, а расплав оказывает аналогичное действие на фарфор и платину.
При температуре от 404 градусов Цельсия добавка начинает плавиться, а при 1324 градусах закипает. Гидроксид калия способен вступать в реакции с кислотными оксидами, кислотами и переходными металлами, а из-за своей высокой гигроскопичности сильно подвержен воздействию влаги.
Производители пищевых продуктов ценят добавку Е525 как эмульгатор для создания однородных смесей, а также как регулятор уровня кислотности, который способен устанавливать и поддерживать определённое значение кислотной среды в продукте.
Что касается получения добавки, существует несколько способов, наиболее часто используемых в промышленности. Процесс происходит посредством электролиза водных растворов хлорида калия.
Электролиз может осуществляться с использованием твёрдого асбестового или полимерного катода (мембранный способ), а также с использованием ртутного катода – этот механизм наиболее выгодный и распространённый, так как полученное в результате вещество содержит наименьшее количество примесей. Всё же безопасным и более предпочтительным для пищевой промышленности считается мембранный.
Сферы использования гидроксида калия
Начиная с 17-18 столетия вещество было известно своими очищающими свойствами: после воздействия на него высоких температур, с помощью гидроксида калия можно было производить очистку изделий и поверхностей из нержавейки.
Немного позже, в конце 19 века, когда отрасль производства пищевых продуктов начала усиленно пользоваться достижениями химии для улучшения свойств изготавливаемой продукции, на едкое кали обратили внимание как на эмульгатор и регулятор кислотности. На сегодняшний день его используют в таких целях:
- для создания и поддержания нужного уровня рН в шоколаде и продуктах на основе какао;
- для предохранения от потемнения, сохранения цвета и товарного вида замороженных овощей, особенно картофеля (как компонент обработки);
- для снятия шкурки и кожицы с овощей и фруктов;
- для проведения реакций рафинирования растительных масел (подсолнечного, льняного) в качестве катализатора.
Может применяться для анизотропного травления кремния в кристаллах, а также для поглощения кислых газов вроде сероводорода или диоксида серы. С помощью гидроксида калия может происходить обеззараживание сточных вод.
Вещество является одним из наиболее важных элементов в химической промышленности и в производстве разнообразных продуктов широкого потребления, от батареек до сельскохозяйственных удобрений и смесей.
Кроме того, его очень часто используют в ветеринарной сфере, так как Е525 имеет свойство уничтожать клопов, блох и паразитов, а также некоторые вирусы и бактерии. Может встречаться в детском питании для прикорма детей до 1 года.
Вещество также используется и в других отраслях, процессах, материалах:
- алкалиновых батареях;
- моющих средствах;
- красителях;
- удобрениях;
- фармацевтике
- при получении вискозных нитей и волокон для обработки древесной целлюлозы;
- для обработки хлопковых тканей с целью придания им гигроскопичности.
Требования к таре для транспортировки и хранения
Добавка может содержаться только в герметичной упаковке, которая обладает устойчивостью к воздействию щёлочи. Это полиэтиленовые неокрашенные мешки, стальные барабаны с подкладом из фторопласта или полипропиленовых мешки с дополнительной устойчивой вставкой-мешком. В пластиковые банки и вёдра допустимо упаковывать мелкие партии вещества. Раствор гидроксида калия обычно хранится в стальных контейнерах или бочках.
Кроме того, вещество является негорючим, но взрывоопасным, и эту его особенность необходимо учитывать при выборе места для хранения.
Может ли добавка Е525 нанести вред здоровью человека
Однозначно на сегодняшний день известно только то, что вещество не приносит никакой пользы организму. В составе пищи количество щёлочной добавки настолько незначительно, что фактически никакой опасности она не представляет.
Проблемы может вызвать неосторожное обращение с концентрированным веществом: при попадании на кожу или слизистые ткани оно вызывает сильный химических ожог, а попадание добавки в глаза может закончится полной потерей зрения.
Для работы с калиевым щёлоком необходимо придерживаться техники безопасности: обязательно наличие защитной спецодежды, перчаток, маски, очков и специальной обуви.
Исследования, проведённые с использованием лабораторных животных показали, что постоянное употребление регулятора кислотности Е525 может стать причиной появления хронических заболеваний кожных покровов. Однако до сих пор нет установленной суточной нормы потребления добавки.
Вещество разрешено к использованию в процессе изготовления пищевых продуктов в России, Украине, Канаде, США и государствах Европейского союза. Сама по себе гидроокись калия представляет собой сильную щёлочь, поэтому при непосредственном контакте с чистой формой вещества человеку грозит опасность получения сильных ожогов и даже слепоты. В продуктах питания количество добавки настолько незначительно, что не причиняет здоровью вреда, более того, её разрешено использовать и в детском питании. Кроме изготовления еды, сфера использования гидроксида калия очень широка: это и производство различных моющих средств, химикатов, удобрений, бумаги, каучука, и перегонка нефти, и множество химических реакций разнообразного назначения, а также металлургические и буровые процессы.
Источник
Использование гидроокиси калия
Современные интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур предусматривают использование большого количества удобрений и химических средств, достигая определенного повышения продуктивности, но это удается сделать ценой все большего загрязнения почвы и окружающей среды.
Поэтому все технологии возделывания сельскохозяйственных культур должны базироваться на всемерном поддержании гомеостаза растений, на помощь растительному организму реализовать его наследственно обусловленную программу воспроизводства потомства на повышение урожайности и направлена на оптимизацию режима питания растений.
95% сухого вещества формируется растением в процессе фотосинтеза и системы питания предполагают значительное снижение применения минеральных удобрений. Идея снижения норм минеральных удобрений особенно актуальной стала в последнее время в связи с ухудшением экологической ситуации.
В растениях происходят сложные физико-биологические процессы, транспортировка и накопление пластических веществ по градиенту рН цитозоля компонентов донорно-акцепторной системы: отдающие органы всегда имеют кислую реакцию клеточной среды, а потребляющие щелочную. Из этого следует, что для усиления передвижения веществ по растению необходимо или уменьшить рН в листьях (доноре), или увеличить рН в потребляющих органах (акцепторе). А еще лучше сместить реакцию клеточной среды одновременно и в доноре и акцепторе в нужных направлениях.
Целесообразнее провести смещение реакции среды в листьях – в период старения, а в потребляющих органах – с начала их формирования. Для этого предложен новый способ регулирования жизнедеятельности растений, усиления перемещения пластических веществ по растению путем использования простых неорганических веществ и соединений, которые исключают загрязнение окружающей среды: гидроокись калия (для повышения аттрагирующей способности акцепторов) и уксусную кислоту (для повышения донорской функции листьев).
После применения этих веществ урожайность зерновых и зернобобовых культур повышается на 15%. На посевах сахарной свеклы сахаристость корнеплодов повышается на 1,2% в результате применения уксусной кислоты.
Применение гидроокиси калия и уксусной кислоты является одним из альтернативных вариантов повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, не исключают друг друга и предусматривают ресурсосбережения и охрану окружающей среды.
Источник
Калийные удобрения: какие бывают и как их применять
Что бы ни думали приверженцы органического земледелия о минеральных удобрениях, но их
обретение спасло больше жизней, чем хлорирование воды, вакцины от столбняка, кори, малярии, оспы, открытие пенициллина и прочие научные прорывы в медицине, вместе взятые. С начала прошлого века 2,7 миллиарда человек на планете не умерли с голоду, потому что увеличилось количество производимой сельхозпродукции, благодаря применению минеральных удобрений (по оценке концерна Yara International ASA (Норвегия)). И особенно — калийных.
Растения нуждаются в калии
Азот можно легко получить из органики — побочного продукта животноводства. А вот калия в ионной форме в почве недостаточно, так как он слишком легко вступает в реакции и связывается с другими элементами. И пока химикам не удалось обнаружить ни одного органического соединения, содержащего калий в легко усвояемой растениями форме. А для обеспечения культурных растений этим архиважным элементом одной золой не обойтись.
Третий архиважный элемент
Калий вместе с азотом и фосфором входит в триаду (N-P-K) жизненно необходимых элементов питания растительных организмов. Впервые вывод том, что этот элемент особенно важен для растений, сделал швейцарский биолог Никола-Теодор де Соссюр в 1804 году.
Основоположник учения о минеральном питании растений немецкий химик Юстус фон Либих указал на необходимость применения калийных удобрений. А князь Фридрих цу Зальм-Хорстмар экспериментально доказал, что «растения отчаянно нуждаются в калии». Он писал своему другу: «Мои попытки заменить его похожими элементами оказались тщетны».
Третий архиважный элемент
Калий входит в состав почти двухсот с лишним энзимов (ферментов), участвующих в основных метаболических процессах в организме растений. Он присутствует в любой клетке от кончика корня до зернышка пыльцы.
Роль калия в жизни растений и экономике
Калий — один из главных участников самых разных физиологических процессов:
- регулирует фотосинтез;
- усиливает отток углеводов от листьев к другим органам растения и синтез сахаров и иных высокомолекулярных соединений, а значит, увеличивает сахаристость плодов, крахмалистость клубней, образование пектина, целлюлозы и пр. Помидоры становятся вкуснее, картошка — питательнее, волокно льна — длиннее, а зерновые — более устойчивыми к полеганию и насыщенными растительным белком;
- способствует накоплению углеводов в клетках, а это влияет на повышение осмотического давления, и, как следствие, увеличивается устойчивость растения и к засухе, и к переувлажнению;
- участвует в синтезе белков.
Калий присутствует абсолютно во всех растениях и их частях
Использование калийных удобрений не только увеличивает количество крахмала в картофеле или сахара в свекле (что уже положительно влияет на экономику), но и позволяет перевозить различную сельхозпродукцию на дальние расстояния и успешно хранить ее. Так, 100 лет назад, до начала применения калийных удобрений, тропические фрукты в Европе были редкостью и стоили огромных денег, потому что большая часть груза манго, бананов и авокадо просто сгнивала по дороге. Конечно, сейчас появились более быстрые транспортные решения и огромные рефрижераторы, но немалую роль в получении фруктов и овощей надлежащего потребительского качества играет именно калий.
Как человек решил проблему калийного голода
Человек занимается сельским хозяйством уже почти 12 тысячелетий, но только к началу прошлого века ученые смогли понять необходимость использования калийных удобрений. И, проникшись важностью этого элемента в жизни растений, создали организацию, назвав ее Международным институтом фосфора и калия. Позже она была преобразована в Международный институт питания растений. И эта трансформация названий, мне кажется, говорит сама за себя.
Откуда берется калий
Калий имеет высокую химическую активность, поэтому его невозможно найти в природе в чистом виде — только в форме солей. Эта же активность делает его важным химическим реагентом в самых разных отраслях промышленности. Калий необходим в производстве мыла, красителей, стекла, используется в золотодобыче и газовой отрасли, в медицине (например, известная всем марганцовка — это перманганат калия), применяется в гальванопластике и пайке цветных металлов, пиротехнике и, конечно, в сельском хозяйстве. Проще назвать отрасли, где он не требуется, чем перечислять все способы использования.
Сильвинит — осадочная горная порода. Этот калийный минерал в настоящее время используют как сырье для получения хлорида калия
В прежние времена основным источником солей калия был поташ — углекислый калий, или карбонат калия (K₂CO₃). В английском, польском, французском, португальском, испанском языках калий до сих пор называют potassium. Поташ получали из золы, и основные его производства были сосредоточены в странах, богатых лесом, — в России и Северной Америке. Петр I ввел государственную монополию на производство поташа: «Нигде никому отнюдь поташа не делать и никому не продавать под страхом ссылки в вечную каторжную работу».
Первое месторождение калийной соли обнаружили в 1851 году случайно (искали обычную соль) на севере Германии. На некоторое время эта страна стала единственным в мире поставщиком сильвинитовой руды — главного источника калия.
Свод шахты по добыче сильвинитовой руды. Красные вкрапления — это и есть соли калия
А спустя 74 года в России вспомнили ремарку некоего картографа в составленном им «Описании Пермской губернии за 1800 год» о найденной соли — «горькой и розовой, от которой болит живот». В октябре 1925 года под руководством профессора Павла Ивановича Преображенского было открыто месторождение калийно-магниевых солей — Верхнекамское. На сегодняшний день Россия — один из крупнейших мировых поставщиков калийных удобрений (после Канады и Белоруссии).
Калийные удобрения: какие бывают
Калийные удобрения подразделяются в зависимости от процентного содержания оксида калия (K₂O). Назовем их основные характеристики и способы применения.
Сырые калийные соли
Их получают размолом природных калийных солей (сильвинит содержит 12-15 % оксида калия и 45 % оксида натрия, каинит — 10 % оксида калия и 6 % оксида магния). В сырых калийных удобрениях действующего вещества немного, к тому же содержится большое количество примесей. Поэтому чаще всего их используют непосредственно в местах добычи сырья: транспортировать их просто невыгодно. Также в них много хлора — в 4 раза больше, чем калия, и применение их для хлорофобных культур (винограда, пасленовых, цитрусовых, тыкв, фасоли, ягодных культур) невозможно. Зато сахарная свекла, редис, шпинат, мангольд, сельдерей, морковь не чувствительны к хлору и положительно реагируют на большое количество натрия — его в сырых калийных удобрениях в 2,5 раза больше, чем калия.
Концентрированные
Все это — продукты промышленной переработки калийных руд.
- Хлористый калий. Самое концентрированное (содержит до 60 % оксида калия) из предлагаемых садоводам калийных удобрений — и одно из наиболее распространенных и экономичных. Выпускается в двух вариантах — гранулированном (серые или розовые крупные кристаллы или гранулы) и молотом. Можно использовать как основное удобрение и для регулярных подкормок. Единственный минус — большое содержание хлора. Поэтому для хлорофобных культур (картофеля, лука, капусты, винограда и др.) рекомендуют использовать только при основном осеннем внесении или заменить на бесхлорные калийные удобрения (о них расскажем ниже).
Калийные удобрения составляют пятую часть всех производимых минеральных удобрений в мире
- 40%-ная калийная соль. Получается при смешивании сильвинита (реже — каинита) тонкого помола с хлористым калием. По своему составу и действию занимает промежуточное положение между сырыми калийными удобрениями и хлористым калием: в калийной соли оксида калия должно быть не менее 40 %, а хлора и натрия — меньше, чем в сильвините или каините.
- Хлоркалий-электролит — мелкокристаллический сильно пылящий порошок белого цвета с желтоватым оттенком. По своему действию и количеству основных действующих веществ аналогичен хлористому калию, но имеет в составе еще магний и натрий (примерно по 5 %). Поэтому наиболее эффективен на почвах с недостатком магния.
- Сернокислый калий (сульфат калия) — бесхлорное удобрение, содержащее 50 % оксида калия. Мелкокристаллический порошок белого, чуть желтоватого цвета, применяется в качестве подкормки на культурах, чувствительных к хлору.
Калийные удобрения наиболее эффективны на легких песчаных и торфяных почвах
- Калимагнезия — смесь оксида калия (29 %) и оксида магния (9 %). Это удобрение можно смело применять под все культуры (оно ведь тоже не содержит хлора) и в качестве основного, и для периодических подкормок.
- Калимаг — калийно-магниевый (калийно-магнезиальный) концентрат. По эффективности и составу (18-20 % оксида калия и 8-9 % оксида магния) это средство близко к калимагнезии. Способы применения аналогичные.
- Калийсодержащая цементная пыль — смесь карбонатов, сульфатов и силикатов калия, отходы цементного производства. Это бесхлорное удобрение с содержанием действующего вещества от 10 до 35 %. Отлично подходит для почв с повышенной кислотностью, так как в состав входит еще и известь.
Зола — наше все
Отдельно следует сказать про золу — калийное удобрение, которое каждый может произвести самостоятельно у себя в печке. Зола содержит калий в виде поташа (карбоната калия). Его количество зависит от исходного сырья, то есть от вида сгоревшего топлива. Как и цементная пыль, зола одновременно и становится известковым удобрением (хороша для кислых почв), и подходит под любые культуры, потому что не имеет в своем составе хлора.
Зола — калийное удобрение, которое можно приготовить самостоятельно
Эффективность золы как калийного удобрения люди оценили еще на заре своей сельскохозяйственной деятельности, не подозревая о том, что это заслуга калия. При подсечном земледелии никаких иных удобрений, кроме золы от сгоревшего леса, не использовалось, но урожайность была очень высокой. Подробнее об этом вы можете прочитать в статье Подсечно-огневое земледелие: об этом не рассказывали в учебниках.
В нашем маркете вы можете выбрать удобрения для разных целей применения. Выбрать калийные удобрения.
Источник