Quelltext der Seite Kaliumcarbonat

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel       = [[Datei:Potassium carbonate structural formulae.png|180px|Strukturformel von Kaliumcarbonat]]
| Name                 = Kaliumcarbonat
| Suchfunktion         = CK2O3 K2CO3
| Andere Namen         = * Pottasche 
* kohlensaures Kalium
* Kalium carbonicum
* {{E-Nummer|501|Abruf=2020-07-01}}
* {{INCI|Name=POTASSIUM CARBONATE |ID=36941|Abruf=2020-08-11}}
| Summenformel         = K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>
| CAS                  = * {{CASRN|584-08-7}} (wasserfrei)
* {{CASRN|6381-79-9|Q27282858}} (Sesquihydrat)
| EG-Nummer            = 209-529-3
| ECHA-ID              = 100.008.665
| PubChem              = 11430
| ChemSpider           = 10949
| DrugBank             = DB13977
| Beschreibung         = weißer, [[Hygroskopie|hygroskopischer]] Feststoff<ref name="GESTIS"/>
| Molare Masse         = 138,20 g·[[mol]]<sup>−1</sup>
| Aggregat             = fest
| Dichte               = 2,428 g·cm<sup>−3</sup><ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Kaliumcarbonat|ZVG=2070|CAS=|Abruf=2017-02-22}}</ref>
| Schmelzpunkt         = 891 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS"/>
| Siedepunkt           = Zersetzung<ref name="GESTIS"/>
| Dampfdruck           = 
| Löslichkeit          = sehr leicht in Wasser (1120 g·l<sup>−1</sup> bei 20 °C)<ref name="GESTIS"/>
| Quelle GHS-Kz        = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme      = {{GHS-Piktogramme|07}}
| GHS-Signalwort       = Achtung
| H                    = {{H-Sätze|315|319|335}}
| EUH                  = {{EUH-Sätze|-}}
| P                    = {{P-Sätze|302+352|305+351+338}}
| Quelle P             = <ref name="GESTIS" />
| MAK                  = 
| ToxDaten             = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Ratte |Applikationsart=oral |Wert=1870 mg·kg<sup>−1</sup> |Bezeichnung= |Quelle=<ref>{{ChemID|CAS=584-08-7|Name=Potassium carbonate|Abruf=}}</ref> }}
| Standardbildungsenthalpie = −1151,0 kJ/mol<ref name="CRC90_5_20">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances|Kapitel=5|Startseite=20}}</ref>
}}

'''Kaliumcarbonat''' (fachsprachlich) oder '''Kaliumkarbonat''' ([[Trivialname]]: '''Pottasche'''), K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>, ist ein [[Alkalien|Alkali]] und das [[Kalium]]<nowiki />salz der [[Kohlensäure]]. Es bildet ein weißes, [[hygroskopisch]]es [[Schüttgut|Pulver]] mit einer [[Schmelztemperatur]] von 891&nbsp;°C und einer [[Dichte]] von 2,428&nbsp;g·cm<sup>−3</sup>. Der Name ''Pottasche'' stammt von der alten Methode zur Anreicherung von Kaliumcarbonat aus [[Asche|Pflanzenasche]] (vor allem Holz-, aber auch [[Seetang]]asche) durch Auswaschen mit Wasser (daher auch die Bezeichnung als ein „Laugensalz“) und anschließendes Eindampfen in Pötten (Töpfen). Der traditionelle Name stand auch Pate für die englischen Namen ''potash'' und ''potassium'', wobei ''potash'' viele mineralische Kaliumsalze einschließt (z.&nbsp;B. [[Kaliumchlorid]]) und besser mit [[Kalisalz]] übersetzt werden sollte.

== Vorkommen und Abbau ==
Die weltweit größten [[Kalisalz]]vorkommen liegen in [[Kanada]], [[Russland]], [[Belarus]], [[USA]], [[China]] und [[Deutschland]], auch in einigen Binnengewässern wie dem [[Totes Meer|Toten Meer]] oder der [[Wüste Lop Nor]] findet sich Kaliumcarbonat. Früher wurde Pottasche vorwiegend aus Holzasche durch [[Auslaugung|Auslaugen]] gewonnen. Der Gehalt mineralischer Bestandteile an Holzasche liegt bei etwa 85 %; etwa 14–19 % davon sind Kaliumcarbonat und Natriumcarbonat.<ref>Eintrag zu {{Internetquelle |url=https://www.spektrum.de/lexikon/chemie/holzasche/4152 |titel=Holzasche |werk=Lexikon der Chemie |hrsg=Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft |abruf=2018-09-03}}</ref> Weltweit wurden 2020 ca. 44 Millionen Tonnen Kaliumsalze (als K<sub>2</sub>O-Gehalt) abgebaut. Größte Produzenten waren Kanada, Russland, Belarus und China, die zusammen ca. 80 % Marktanteil hatten. Es wird erwartet, dass sowohl Nachfrage, als auch Produktionskapazitäten in den nächsten Jahren weiter ansteigen werden. Neue Minen oder Erweiterungen von bestehenden Minen werden gerade in Kanada, Russland, Belarus, Eritrea, Australien und Großbritannien umgesetzt. Auch in den USA befand sich 2021 eine neue Kalisalz-Mine im [[Osceola County (Michigan)]] in der Entwicklung. Die Mine soll anfangs jährlich 650.000 Tonnen MOP-Qualität (''Muriate of potash'' eine Mischung aus >95 % KCl und NaCl zur Düngemittelherstellung) erzeugen und im Endausbau 1 Million Tonnen pro Jahr. Die weltweiten Ressourcen werden auf 250 Milliarden Tonnen geschätzt.<ref name="usgs_2022">[https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-potash.pdf Potash]. In: ''[[United States Geological Survey]] Mineral Commodity Summaries.'' 2022</ref>

Eine Übersicht über die globalen Abbaumengen gibt folgende Tabelle:<ref name="BMLRT">[https://www.world-mining-data.info/wmd/downloads/PDF/WMD2022.pdf ''World Mining Data 2022.''] (PDF; 3,8&nbsp;MB) [[Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus]], S. 142–143.</ref>
{| class="wikitable sortable" style="text-align:right;"
|+ Abbaumengen
|-
! rowspan="2"|Rang
! rowspan="2"| Land
! colspan="5"| Abbaumenge in t K<sub>2</sub>O
|-
! 2016
! 2017
! 2018
! 2019
! 2020
|-
| 1
|style="text-align:left;"| {{CAN}} || 10.789.662 || 12.562.695 || 14.023.931 || 12.643.318 || 13.881.665
|-
| 2
|style="text-align:left;"| {{RUS}} || 6.480.000 || 7.300.000 || 7.055.000 || 7.368.000 || 8.167.300
|-
| 3
|style="text-align:left;"| {{BLR}} || 6.180.100 || 7.101.800 || 7.346.096 || 7.348.293 || 7.562.153
|-
| 4
|style="text-align:left;"| {{CHN}} || 5.783.000 || 5.534.000 || 5.452.000 || 5.902.000 || 5.530.000
|-
| 5
|style="text-align:left;"| {{DEU}} || 2.750.841 || 2.963.561 || 2.754.085 || 2.615.284 || 2.874.026
|-
| 6
|style="text-align:left;"| {{ISR}} || 2.093.100 || 2.126.700 || 2.149.300 || 2.043.500 || 2.415.600
|-
| 7
|style="text-align:left;"| {{JOR}} || 1.222.140 || 1.415.260 || 1.485.960 || 1.516.460 || 1.598.200
|-
| 8
|style="text-align:left;"| {{CHL}} || 1.303.840 || 1.238.630 || 991.180 || 683.540 || 966.680
|-
| 9
|style="text-align:left;"| {{USA}} || 510.000 || 480.000 || 520.000 || 510.000 || 460.000
|-
| 10
|style="text-align:left;"| {{ESP}} || 672.246 || 557.468 || 635.490 || 547.100 || 455.000
|-
| 11
|style="text-align:left;"| {{LAO}} || 198.600 || 307.600 || 343.500 || 286.900 || 442.500
|-
| 12
|style="text-align:left;"| {{BRA}} || 316.429 || 306.296 || 201.181 || 269.300 || 276.600
|-
| 13
|style="text-align:left;"| {{UZB}} || 83.000 || 114.900 || 176.900 || 198.400 || 210.000
|-
| 14
|style="text-align:left;"| {{GBR}} || 482.800 || 297.400 || 291.100 || 84.000 || 99.260
|-
| 15
|style="text-align:left;"| {{IRN}} || 10.500 || 15.300 || 32.900 || 37.200 || 37.000
|-
| 16
|style="text-align:left;"| {{TKM}} || 0 || 0|| 15.200 || 11.100 || 16.000
|-
| 17
|style="text-align:left;"| {{BOL}} || 0 || 0 || 1.700 || 17.800 || 4.400
|- class=unsortable
! !! Summe !! 38.876.258 !! 42.321.610 !! 43.475.523 !! 42.082.195 !! 44.996.384
|}

== Gewinnung und Darstellung ==
* Carbonisierung von [[Kalilauge]]:<ref>{{RömppOnline|ID=RD-11-00169|Name=Kaliumcarbonat|Abruf=2014-11-12}}</ref>

: <math>\mathrm{ \ 2KOH + CO_2 \ \rightleftharpoons \ K_2CO_3 + H_2O }</math>

: Als CO<sub>2</sub>-Quelle nutzt man überwiegend Verbrennungsgase.

* Reaktion von Kalkmilch ([[Calciumhydroxid]]-Lösung) mit [[Kaliumsulfat]] und [[Kohlenmonoxid]] bei 30 bar (Formiatverfahren). Das abgetrennte [[Kaliumformiat]] wird anschließend oxidativ calciniert:

: <math>\mathrm{ \ K_2SO_4 + Ca(OH)_2 + 2CO \ \rightleftharpoons \ CaSO_4 +2HCOOK }</math>

: <math>\mathrm{ \ 2HCOOK + O_2 \ \rightleftharpoons \ K_2CO_3 + CO_2 + H_2O}</math>

* [[Aschenbrenner|Auslaugen von Pflanzenasche]] und anschließendes Eindampfen in [[Aschenhaus|Aschenhäusern]] (historisch, technisch keine Bedeutung mehr)
* historisch: Brennen von [[Weinstein]] (''Tartarus calcinatus'' ist gebrannter Weinstein), etwa bei [[Paracelsus]]<ref>Friedrich Dobler: ''Die chemische Fundierung der Heilkunde durch Theophrastus Paracelsus: Experimentelle Überprüfung seiner Antimonpräparate.'' In: ''Veröffentlichungen der Internationalen Gesellschaft für Geschichte der Pharmazie.'' Neue Folge, 10, 1957, S. 76–86, hier: S. 80.</ref><ref>Friedrich Dobler: ''Conrad Gessner als Pharmazeut.'' Von Ostheim A. G., Zürich 1955, {{DNB|571896898}}, S. 104 (Zürich, [[ETH Zürich]], Dissertation).</ref>

Kaliumcarbonat lässt sich nicht wie [[Natriumcarbonat]] nach dem [[Ammoniak-Soda-Verfahren]] gewinnen, da das Zwischenprodukt [[Kaliumhydrogencarbonat]] (KHCO<sub>3</sub>) zu gut löslich ist.

== Eigenschaften ==
In [[Wasser]] ist es sehr leicht und gut löslich (1120&nbsp;g/l), wobei Wärme frei wird. Die Lösung reagiert durch Bildung von [[Hydroxidion]]en alkalisch:

:<math>\mathrm{CO_3^{2-} + H_2O \ \rightleftharpoons \ HCO_3^{-} + OH^-}</math>
:<small>Ein Carbonation reagiert mit Wasser zu einem Hydrogencarbonation und einem Hydroxidion.</small>

Mit Säuren entstehen unter [[Kohlendioxid]]entwicklung die entsprechenden Kaliumsalze. Bei Raumtemperatur kristallisiert es als Dihydrat aus der wässrigen Lösung.

Wasserfreies Kaliumcarbonat kristallisiert [[Monoklines Kristallsystem|monoklin]], {{Raumgruppe|P21/c|lang}} mit den [[Gitterparameter]]n ''a''&nbsp;= 5,640&nbsp;[[Ångström (Einheit)|Å]], ''b''&nbsp;= 9,839&nbsp;Å, ''c''&nbsp;= 6,874&nbsp;Å und ''β''&nbsp;= 98,70°.<ref>Y. Idemoto, J.W. Richardson, N. Koura, S. Kohara, C.K. Loong: ''Crystal structure of (Li<sub>x</sub>K<sub>1−x</sub>)<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> (x = 0,0.43,0.5,0.62,1) by neutron powder diffraction analysis.'' In: ''Journal of Physics and Chemistry of Solids'', 59, 1998, S.&nbsp;363–376, [[doi:10.1016/S0022-3697(97)00209-6]].</ref> Bei 250&nbsp;°C geht diese in die monokline β-Form über (Raumgruppe {{Raumgruppe|C2/c|kurz}}, ''a''&nbsp;= 5,675&nbsp;Å, ''b''&nbsp;= 9,920&nbsp;Å, ''c''&nbsp;= 7,018&nbsp;Å und ''β''&nbsp;= 96,8°).<ref>H.Y. Becht, B. Struikmans: ''A Monoclinic High-Temperature Modification ot Potassium Carbonate.'' In: ''[[Acta Crystallographica]]'', B32, 1976, S.&nbsp;3344–3346, [[doi:10.1107/S0567740876010303]].</ref> Bei 450&nbsp;°C geht diese in eine [[Hexagonales Kristallsystem|hexagonale]] Form über.<ref>S.J. Schneider, E.M. Levin: ''Polymorphism of K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>.'' In: ''Journal of the American Ceramic Society'', 56(4), 1973, S.&nbsp;218–219, [[doi:10.1111/j.1151-2916.1973.tb12461.x]].</ref>

== Verwendung ==
[[Datei:Potassium carbonate.jpg|miniatur|Kaliumcarbonat]]
* Zusatz bei der Herstellung von [[Glas]]
* Herstellung von  [[Schmierseife]]n
* Herstellung von [[Pottascheglas|Kaligläsern]]
* Herstellung von Farben
* Herstellung von fotografischen [[Entwicklerflüssigkeit|Entwicklern]]
* Herstellung von [[Dünger|Düngemitteln]] (kaliumliefernde Komponente)
* Wasserfreies Kaliumcarbonat wird im Laborbereich gelegentlich als [[Trocknungsmittel]] eingesetzt.
* [[Triebmittel]] für Flachgebäck ([[Plätzchen]] und [[Lebkuchen]],  besonders Weihnachtsbäckerei) und Teige mit hohem Zuckergehalt.
* Zusatz zu [[Kakao]] als [[Säureregulator]]
* Neutralisationsmittel bei der Verwendung von [[Salzsäure]] (E 507) als [[Aroma]]verstärker.
* Schnelltrocknung von Rosinen: Durch Entfernen der natürlichen Wachsschicht der Trauben verdunstet die Feuchtigkeit leichter.
* Ausgangsprodukt für andere Kaliumverbindungen.
* Zum Entfernen von Krusten aus Töpfen: 1&nbsp;Esslöffel auf die Kruste im Topf geben, über Nacht stehen lassen und am nächsten Tag mit einer Tasse Wasser aufkochen; die Rückstände lösen sich flockig vom Topfboden.
* Trennmittel für [[Gipsabguss|Gipsabgüsse]] ([[Bildhauerei]])
* Elektrolytbestandteil in [[Schmelzkarbonatbrennstoffzelle]]n
* [[Tabakzusatzstoff]] für [[Schnupftabak]] (in Deutschland laut [[Tabakverordnung (Deutschland)|Tabakverordnung]])
* Zusatzstoff für die Einnahme von bestimmten Suchtmitteln
* Zusatzstoff in manchen Handwasch-[[Flüssigseife]]n
* umweltfreundliches Auftaumittel (anstelle von [[Auftausalz]]) bei Glatteis auf Straßen und Gehwegen<ref>Studie der [[Universität für Bodenkultur Wien]] über die Auswirkung stickstoffhältiger Auftaumittel ([https://www.wien.gv.at/kontakte/ma22/studien/pdf/auftau.pdf ''Auftaumittelstudie 2000''] [PDF; 1,6&nbsp;MB]).</ref>
* Aufgrund des stets enthaltenen radioaktiven Kalium-40 kann Pottasche für Schülerversuche zur Radioaktivität verwendet werden
* Reinigung ([[Beuchen]]) von [[Flachsfaser|Leinen]] und [[Baumwolle]] mittels [[Buche]]nasche.<ref>{{YouTube |id=jOC2bG3H7d8 |titel=Waschen am Gemeindebrunnen – 1. Bauchen |abruf=2022-09-30 |h= |m= |sec=<!-- ggf. Startzeit --> |uploader=Alltagskulturen im Rheinland |upload=2018-01-08 |kommentar=Institut für Landeskunde und Regionalgeschichte: ''Bauchen von Wäsche mit Buchenasche'' |laufzeit=30:48&nbsp;min}}</ref>
* Bestandteil von Feuerlöschmitteln<ref>{{Literatur |Autor=Georg Pleß |Titel=Substitution bestimmter umweltschädlicher Feuerlöschmittel in ausgewählten Anwendungsbereichen |Hrsg=Institut der Feuerwehr Sachsen-Anhalt |Verlag= |Ort=Heyrothsberge |Datum=2003 |ISBN= |Seiten= |Online=https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/2403.pdf |Format=PDF |KBytes=597}}</ref>

== Soda-Pottasche-Aufschluss ==
Der [[Soda (Mineral)|Soda]]-Pottasche-Aufschluss wird für schwerlösliche (Erdalkali-)Sulfate, hochgeglühte (saure oder amphotere) Oxide, Silicate und Silberhalogenide verwendet; der Aufschluss findet in einer Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>/K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>-Schmelze statt. ZrO<sub>2</sub>, Zr<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>4</sub>, Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> und Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> werden nur teilweise gelöst.
Für diesen Schmelzeaufschluss verwendet man Soda und Pottasche im Gemisch, weil damit eine Schmelzpunkterniedrigung gegenüber reinen Salzen zu erhalten ist ([[Eutektisches Gemisch]]). Zudem drängt der enorme Carbonatüberschuss das Reaktionsgleichgewicht auf die Produktseite.

Ein Beispiel für Sulfate:

:<chem>BaSO4 + Na2CO3 <=> BaCO3 + Na2SO4</chem>

== Weblinks ==
{{Commonscat|Potash}}
{{Wiktionary|Pottasche}}
* {{HLS|14006|Pottasche|Autor=Stephanie Summermatter}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4163061-0}}

[[Kategorie:Carbonat]]
[[Kategorie:Kaliumverbindung]]
[[Kategorie:Trockenmittel]]
[[Kategorie:Lebensmittelzusatzstoff (EU)]]