Kaliumsulfat

Strukturformel
Elementarzelle von Kaliumsulfat.
Vorlage:Farbe K+ 0 Vorlage:Farbe S6+0 Vorlage:Farbe O2−
Kristallsystem	orthorhombisch
Raumgruppe	Pmcn (Nr. 62, Stellung 5)Vorlage:Raumgruppe/62.5
Gitterparameter	a = 5,7704 Å, b = 10,0712 Å, c = 7,4776 Å<ref name="Kristallstruktur">K. Ojima, Y. Nishihata, A. Sawada: Structure of potassium sulfate at temperatures from 296 K down to 15 K. In: Acta Crystallographica Section B. Band 51, 1995, S. 287–293, doi:10.1107/S0108768194013327. </ref>
Allgemeines
Name	Kaliumsulfat
Andere Namen	Schwefelsaures Kalium Tartarus vitriolatus Kalium sulfuricum SOP Vorlage:E-Nummer Vorlage:INCI
Summenformel	K2SO4
Kurzbeschreibung	farb- und geruchloser, bitter-salzig schmeckender Feststoff<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref><ref name="TMI"></ref><ref name="EFCA"></ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 231-915-5 ECHA-InfoCard 100.029.013 PubChem 24507 ChemSpider 22915 DrugBank DB14499 Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	174,26 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,66 g·cm−3 <ref name="GESTIS" />
Schmelzpunkt	1069 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	1689 °C<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	gut in Wasser (111 g·l−1 bei 20 °C und 250 g·l−1 bei 100 °C)<ref name="GESTIS" /> schwer löslich in Glycerin (13,33 g·l−1)<ref name="TMI" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" /> keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze
Toxikologische Daten	6600 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="GESTIS" /> 1530 mg·l−1 (LC50, Fisch, 96 h, Medianwert)<ref name="GESTIS" /> >720 mg·l−1 (LC50, Krebstiere, 48 h)<ref name="GESTIS" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Kaliumsulfat (K₂SO₄) ist eine anorganische chemische Verbindung und das Kaliumsalz der Schwefelsäure. Kaliumsulfat ist ein farb- und geruchloser, bitter-salzig schmeckender Feststoff, der hauptsächlich als Düngemittel verwendet wird. Er dient aber auch als Ausgangsstoff zur Herstellung von anderen Chemikalien und als Lebensmittelzusatzstoff mit der E-Nummer E 515. In der Natur kommt Kaliumsulfat als seltenes Mineral Arcanit vor.

Geschichte

Als Erster stellte der Apotheker und Chemiker Johann Rudolph Glauber das bereits seit dem 14. Jahrhundert bekannte Salz aus Kaliumchlorid und Schwefelsäure her.<ref>Eintrag zu Kaliumsulfat. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>

Vorkommen

Datei:Arcanite.jpg

Arcanit

Datei:Halite-Picromerite-mrz114a.jpg

Pikromerit

In der Natur tritt reines Kaliumsulfat (K₂SO₄) als Mineral Arcanit auf.

Neben dem ternären Kaliumsulfat sind auch quaternäre Verbindungen mit Kalium und Sulfat sowie einem weiteren Kation – sogenannte Doppelsalze – als Minerale bekannt, wie beispielsweise Belomarinait (KNa[SO₄]), Leonit (K₂Mg[SO₄]₂·4H₂O), Pikromerit (K₂Mg[SO₄]₂·6H₂O), Langbeinit (K₂Mg₂[SO₄]₃) und die Kalialaune (allgemein KM^III(SO₄)₂·12H₂O).

Darstellung und Gewinnung

Anfangs wurde Kaliumsulfat aus dem Mineral Kainit (MgSO₄ · KCl · 3 H₂O) gewonnen. Diese Herstellungsweise wurde jedoch bald zu Gunsten kostengünstigerer Verfahren ausgehend vom Kaliumchlorid aufgegeben.

Eine Möglichkeit in der Herstellung von Kaliumsulfat ist die Reaktion von Kaliumchlorid mit Schwefelsäure bei einer Temperatur von 700 °C.

<chem>H2SO4 {}+ 2KCl ->[\text{700 °C}] K2SO4 {}+ 2HCl</chem>

Alternativ ist Kaliumsulfat durch die doppelte Umsetzung mit anderen Metallsulfaten wie z. B. Magnesiumsulfat darstellbar:

<chem>2KCl + 2MgSO4 -> K2SO4.MgSO4 + MgCl2</chem>

<chem>K2SO4.MgSO4 + 2KCl -> 2K2SO4 + MgCl2</chem>

Das so genannte Hargreaves-Verfahren nutzt zur Darstellung von Kaliumsulfat die Umsetzung von Kaliumchlorid mit einem Gemisch aus Schwefeldioxid, Luft und Wasser:

<chem>2KCl + SO2 + \frac{1}{2}O2 + H2O -> K2SO4 + 2HCl</chem>

Kaliumsulfat fällt zudem als Nebenprodukt bei der Herstellung von Salpetersäure an.

Einfacher herzustellen ist Kaliumsulfat über die Reaktion von Kaliumhydroxid und Schwefelsäure.

Eigenschaften

Kaliumsulfat ist ein farb- und geruchloser, bitter-salzig schmeckender Feststoff. Er ist in Wasser gut löslich, in Glycerin kaum und in Ethanol praktisch gar nicht. Weiterhin ist Kaliumsulfat sehr hart und äußerst stabil an der Luft.<ref name="TMI" /><ref name="EFCA" />

Die wasserfreien Kristalle haben orthorhombische Symmetrie (Raumgruppe Pmcn (Raumgruppen-Nr. 62, Stellung 5)Vorlage:Raumgruppe/62.5, Gitterparameter a = 5,7704 Å, b = 10,0712 Å, c = 7,4776 Å<ref name="Kristallstruktur" />).

Verwendung

Kaliumsulfat verwendet man zur Herstellung von Kalialaun, Kaliwasserglas, Kaliumpersulfat, Pottasche, Phlegmatisierungsmitteln, synthetischem Gummi sowie Mischdüngern. Des Weiteren findet es Anwendung bei der Weinstein- und Weinsäure-Reinigung und vielfältige Verwendung in der Farbstoff-, Sprengstoff- und pharmazeutischen Industrie.

Kaliumsulfat wird in der Lebensmitteltechnik als Festigungsmittel, Säureregulator oder Trägerstoff eingesetzt. In diätischen Lebensmitteln dient Kaliumsulfat als Kochsalzersatz. Es ist in der EU als Lebensmittelzusatzstoff mit der E-Nummer E 515 ohne eine Höchstmengenbeschränkung (quantum satis) für alle für Zusatzstoffe zugelassenen Lebensmittel zugelassen.

Ferner ist es Bestandteil von Kalidüngern, die zur Düngung Chlorid-empfindlicher Pflanzenkulturen zum Beispiel im Weinbau zum Einsatz kommen.

Kaliumsulfat wird auch als Wirkstoff in Löschpulvern (meist zusammen mit anderen Alkalisalzen wie Natriumhydrogencarbonat) der Brandklassen B und C eingesetzt.

Es wird auch als Homöopathisches Arzneimittel verwendet. Als Schüßler-Salz findet es dort Anwendung bei allen abschuppenden Hauterkrankungen, wie Neurodermitis und Schuppenflechte.

Eine wichtige Messgröße des Bodens ist dessen Gehalt an mikrobiellem Biomasse-Kohlenstoff bzw. -Stickstoff, die beide mit Kaliumsulfat extrahiert werden.<ref>DIN EN ISO 14240-2:2011-09 Bodenbeschaffenheit – Bestimmung der mikrobiellen Biomasse von Böden – Teil 2: Fumigations-Extraktionsverfahren.</ref>

Sicherheitshinweise

Kaliumsulfat ist nicht als Gefahrstoff eingestuft.<ref name="GESTIS" /> Allerdings kann das Verschlucken großer Mengen schwere gastrointestinale Reizungen auslösen.<ref name="TMI" />

Literatur

• A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 1179.

Einzelnachweise

<references />

Vorlage:Klappleiste/Anfang Lithiumsulfat | Natriumsulfat | Kaliumsulfat | Rubidiumsulfat | Caesiumsulfat Vorlage:Klappleiste/Ende