آشنایی با کربنات پتاسیم و کاربردهای آن

کربنات پتاسیم (Potassium carbonate) یک ترکیب معدنی با فرمول K2CO3 است. کربنات پتاسیم یک نمک سفید رنگ است که در آب محلول بوده و اغلب به صورت یک جامد مرطوب ظاهر می شود که با جذب رطوبت، آب می شود.

کربنات پتاسیم عمدتاً در تولید کشمش بهمراه روغن سبزه و نیز در تولید صابون و شیشه مورد استفاده قرار می گیرد و معمولا در واکنش های شیمیایی به عنوان کاتالیزور عمل می کند.این ماده همچنین به عنوان پتاس، خاکستر مروارید، نمک تارتار، کربنات پتاس و نمک کرم چوب شناخته می شود.

کربنات پتاسیم قبل از ظهور بیکینگ پودر به عنوان عامل ورآورنده خمیر استفاده می شد. این ماده مدتهاست که برای نرم کردن آب سخت استفاده می شود. امروزه برای کاهش اسیدیته مواد غذایی نیز از این ترکیب کمک می گیرند زیرا با حل شدن در آب، محلول را به شدت قلیایی می کند.

این ماده یک ترکیب اساسی برای فرآوری قلیایی کاکائو، غنی سازی رنگ و طعم، کاهش طعم تلخ، کاهش محتوای چربی و بهبود ترکیب آن با مایعات است.

تمام نمک های کربناتی از نظر FDA ایمن در نظر گرفته می شوند چون هیچ مدرکی در مورد عوارض جانبی کربنات کلسیم، کربنات پتاسیم، بیکربنات پتاسیم و سدیم، کربنات سدیم وجود ندارد. بنابراین استفاده معمولی از این ترکیبات خطری برای سلامتی انسان نخواهد داشت.

روش تولید کربنات پتاسیم:
برای تولید این ماده شیمیایی کلرید پتاسیم ابتدا توسط الکترولیز به هیدروکسید پتاسیم (KOH) تبدیل می شود. سپس هیدروکسید پتاسیم با دی اکسید کربن (CO2) برای به دست آوردن بیکربنات پتاسیم (KHCO3) تیمار می شود. ترکیب اخیر با حرارت دادن به آب، دی اکسید کربن و کربنات پتاسیم تجزیه می شود.

روش دیگر تولید این ترکیب فرآیند Engel-Precht و اصلاح شده روش فوق است. در این روش مخلوطی از کلرید پتاسیم، کربنات منیزیم یا اکسید منیزیم و دی اکسید کربن تحت فشار قرار می گیرند که باعث تشکیل نمک مضاعف، KHCO3 · Mg-CO3 · 4H2O می شود.

سپس نمک مضاعف برای به دست آوردن K2CO3 گرم می شود. در حال حاضر روش سنتی به دست آوردن پتاس از چوب و خاکستر سبزیجات منسوخ شده است.

شایان ذکر است که از تولید کل K2CO3 در دنیا 90% آن برای تولید کود مورد استفاده قرار می گیرد و این کود، پتاسیم مورد نیاز گیاهان را برای سالم ماندن و رشد مطلوب فراهم می کند.

پتاسیم یکی از سه ماده مغذی اصلی مورد نیاز گیاهان است، دو مورد دیگر ازت و فسفر هستند. بزرگ ترین کاربرد بعدی کربنات پتاسیم در صنایع شیمیایی است که از آن به عنوان ماده اولیه برای ساخت سایر ترکیبات شیمیایی استفاده می شود که سیلیکات پتاسیم رایج ترین آنها است.

کاربردهای کربنات پتاسیم:
کربنات پتاسیم یک ماده خشک کن با اثر متوسط است که با مواد خشک کن دیگر مثل کلرید کلسیم و سولفات منیزیم ناسازگار است.

این ماده به عنوان نمگیر برای ترکیبات اسیدی مناسب نیست اما برای خشک کردن فاز ارگانیک حتی در صورت وجود کمی ناخالصی اسیدی مفید خواهد بود.این ترکیب ممکن است برای خشک کردن برخی از کتون ها، الکل ها و آمین ها قبل از تقطیر مورد استفاده قرار بگیرد.

K2CO3 کاربرد زیادی در آشپزخانه های سنتی دارد و برای تولید ژله های چمنی و رشته فرنگی که در چین و کشورهای آسیای جنوب شرقی مصرف می شود، مورد استفاده قرار می گیرد.

این ترکیب در برخی کشورها به مقدار مشخص و با دستورالعمل های خاص به عنوان ماده پخت و پز استفاده می شود.بیشترین کاربرد K2CO3 در صابون سازی است زیرا ویژگیهای متفاوتی نسبت به صابون های سدیم دارند. این صابون ها نرم تر و اغلب مایع هستند که کاربردپذیری آنها را ساده تر می کند.

از کربنات پتاسیم برای ساخت شیشه های خاص مانند صفحه های تلویزیون، لامپ های اشعه کاتدی و لنزهای نوری نیز استفاده می شود. برخی دیگر از کاربردهای این ترکیب شامل ساخت لعاب برای سفال، تولید رنگدانه ها و جوهرهای چاپی، برنزه کردن و پرداخت چرم، رنگرزی، شستشو و پرداخت پشم و به عنوان شار در آبکاری فلزات است.

این ماده باعث کاهش نقطه ذوب مواد دیگر شده و می تواند برای تمیز کردن فلزات مورد استفاده قرار بگیرد. این ترکیب شیمیایی همچنین برای نرم کردن آب سخت و در ترکیب آئروسل های اطفاء حریق مورد استفاده قرار می گیرد.

عوارض و خطرات کربنات پتاسیم:
طبق گفته FDA هیچ مدرکی مبنی بر مضر بودن این ماده برای سلامتی انسان در سطوح مصرفی فعلی وجود ندارد. شکلات های قلیایی شده با این ماده نیز جز مواد ارگانیک مجاز هستند.

هرچند فرآوری کاکائو با این ترکیب باعث از بین رفتن بسیاری از فلاونوئیدهای آن می شود ولی این عمل باعث بهبود طعم و انحلال پذیری کاکائو می شود.

این ماده شیمیایی به صورت خشک یا محلول، تحریک کننده چشم، پوست و سیستم تنفسی است و می تواند باعث التهاب پوست، چشم ها، گلو و معده شود. تأثیر کربنات پتاسیم به دلیل خاصیت سوز آور آن در حالت محلول در آب ایجاد می شود که جذب آن توسط بافت های مرطوب در بدن نیز باعث بروز همین وضعیت می شود. این ماده به شدت بازی یا قلیایی است و باعث تحریک یا خوردگی بافت های زنده می شود.