탄산 칼륨

3. 성질

물에 대한 용해도가 매우 높아 20℃에서 100g의 물에 112g이 녹는다. 이는 탄산 나트륨보다 훨씬 높은 수치이다. 수용액은 pH 11 정도의 강한 알칼리성을 나타낸다. 공기 중에 방치하면 이산화 탄소를 흡수하여 탄산 수소 칼륨으로 변한다.

4. 생산

탄산 칼륨의 현대 상업적 생산은 수산화 칼륨과 이산화 탄소의 반응에 의해 이루어진다.^[3]

: 2KOH + CO₂ → K₂CO₃ + H₂O

이 용액으로부터 세스퀴수화물 K₂CO₃*1.5H₂O ("수산화 칼륨")이 결정화된다. 이 고체를 200°C 이상으로 가열하면 무수 염이 생성된다. 다른 방법으로는 염화 칼륨을 유기 아민의 존재 하에서 이산화 탄소와 반응시켜 탄산 수소 칼륨을 얻고, 이를 소성하는 방법이 있다.

: 2 KHCO₃ → K₂CO₃ + H₂O + CO₂

공업적으로는 염화 칼륨을 전기 분해하여 수산화 칼륨을 얻고, 여기에 이산화 탄소를 흡수시켜 생산한다.^[14]

: 2KOH + CO₂ → K₂CO₃ + H₂O

2004년도 일본 국내 탄산 칼륨 생산량은 64,112t (1998년은 73,000t)이며, 소비량은 318t이다.^[14]

4. 1. 공업 생산

5. 용도

탄산 칼륨은 다양한 용도로 사용된다.

역사적으로 비누, 유리, 식기 생산에 사용되었다.^[8] 유리 원료로도 빠질 수 없으며, 브라운관 유리나 크리스탈 유리에 사용된다. 1세기에 기술된 대 플리니우스의 《박물지》에는 갈리아인이 비누를 발명했고, 원료는 재와 수지라고 쓰여 있다. 일본에서는 나트륨을 사용한 비누가 주류이지만, 나트륨 비누에 비해 칼륨 비누는 냉수에 대한 용해도가 크기 때문에 액체 비누로 생산되고 있다.

식이성 칼륨 보충제로, 56%의 원소 칼륨을 함유하며,^[8] 불충분한 영양 섭취, 메스꺼움 및 구토, 설사 또는 코르티코스테로이드 또는 이뇨제와 같은 칼륨 고갈 약물로 인한 낮은 혈중 칼륨 수치를 해결하기 위해 정제 또는 분말 형태로 사용된다.^[9][10]

염화 칼슘 및 황산 마그네슘과 양립할 수 없는 경우, 약한 건조제로 사용된다.^[11] 산 화합물에는 적합하지 않지만, 소량의 산성 불순물이 있는 경우 유기상을 건조하는 데 유용할 수 있다. 또한 증류 전에 일부 케톤, 알코올 및 아민을 건조하는 데 사용할 수 있다.^[11]

벌꿀술 또는 와인 생산에 완충제로 사용된다.^[12] 고대 문서에서 경수를 연수하는 데 사용되었다고 보고되었다.^[12]

깊은 튀김기와 다양한 기타 B급 화재를 소화하는 데 화재 억제제로 사용된다. 응축된 에어로졸 화재 진압에 사용되지만, 질산 칼륨의 부산물로 사용된다. 용접 플럭스의 성분으로, 아크 용접 로드의 플럭스 코팅에 사용된다.

육계와 같은 가축의 칼륨 요구량을 충족시키기 위한 동물 사료 성분으로 사용된다. 스웨덴 ''스누스'' 코담배의 산도 조절제로 사용된다.

조연 촉매로서 유효하며, 목탄의 착화성이나 조총의 불씨가 꺼지지 않는 것은 탄산 칼륨의 존재에 기인한다. 목탄을 흐르는 물에 담가두면 거의 불이 붙지 않게 되는 것은 예로부터 알려져 있었지만, 그것이 탄산 칼륨의 유출에 의한 현상이라는 것을 근대에 이르러서야 아무도 깨닫지 못했다.

초목 재에서 얻을 수 있는 탄산 칼륨은 potash (칼륨의 영명 '포타슘'의 어원)라고 불리며, 말 그대로 '항아리의 재'로서 기름때를 제거하는 알칼리액으로 사용되었다. 이것은 유지의 비누화력이 강하여 오븐 등의 청소에 유효하다. 여열이 있을 때 걸레에 묻힌 탄산 칼륨 농후액을 발라 문지르면 매우 깨끗해지지만, 눈에 들어가지 않도록 주의해야 한다. 또한 고무 장갑 착용도 필수적이다.

일본에서는, 오자와 토요타로가 탄산 칼륨의 제조에 처음 성공했다^[13]。

6. 관련 지명

키이우주 우크라이나에 위치한 포타슈냐는 탄산 칼륨 생산과 관련된 지명으로 추정된다.

참조

_[1] 서적 CRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data. 2016
_[2] 웹사이트 ChemIDplus - 584-08-7 - BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L - Potassium carbonate [USP] - Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information. https://chem.nlm.nih[...]
_[3] 간행물 Potassium Compounds Wiley-VCH
_[4] 웹사이트 Crusty Leaking Cells Kill Your Tech. Just What's Going On? https://hackaday.com[...] 2022-10-19
_[5] 웹사이트 Milestones in U.S. patenting https://www.uspto.go[...] 2023-08-04
_[6] 문서 See references to "pearl ash" in "American Cookery" by Amelia Simmons, printed by Hudson & Goodwin, Hartford, 1796.
_[7] 서적 Baking powder wars: the cutthroat food fight that revolutionized cooking University of Illinois Press 2017
_[8] 학술지 Applications of guano and K₂CO₃ on soil potential-P, potential-K on Andisols 2021
_[9] 웹사이트 Office of Dietary Supplements - Potassium https://ods.od.nih.g[...] 2024-12-18
_[10] 웹사이트 Potassium Carbonate: What is it and where is it used? https://www.drugs.co[...] 2024-12-18
_[11] 문서 Advanced Practical Organic Chemistry Stanley Thomas Publishers Ltd 1998
_[12] 서적 The American Frugal Housewife
_[13] 웹사이트 神楽坂4丁目・6丁目――尾澤薬局 http://old.kaguramur[...] サザンカンパニー
_[14] 문서 経済産業省化学工業統計年報(2004年) https://www.meti.go.[...]
_[15] 웹인용 ChemIDplus - 584-08-7 - BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L - Potassium carbonate [USP] - Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information. http://chem.sis.nlm.[...]
_[16] 뉴스 그 방법은 소성로먼지 가운데서 탄산칼리움을 포집하여 물로 우려낸 다음... 조선중앙통신 1999-03-19