صناعات بوتاسية

** تاريخياً :
جاءت كلمة بوتاس من واقع أن استخلاص رماد الخشب بالماء ينتج محلول هيدروكسيد البوتاسيوم KOH وكربونات البوتاسيوم K2CO3 . تزيل النباتات بصورة انتقائية البوتاسيوم من التربة ، الذي يتوجب تعويضه إذا أريد للنبات ألا يتلف في الحقل وبذلك يعود البوتاسيوم إلى التربة .
لم يفرق المستخدمون القدماء بين هيدروكسيدات وكربونات الصوديوم والبوتاسيوم فأطلقوا عليها جميعاً تسمية المحلول القلوي lye .
قام هـ . ديفي H. Davy في عام 1807 لأول مرة بتحضير عنصر البوتاسيوم عن طريق تحلل KOH كهربائياً .

** المواد الخام :
يأتي أكثر الإنتاج المحلي في الولايات الامريكية من أملاح البوتاسيوم من الرواسب العميقة للسلفينيت sylvinite مزيج طبيعي من السلفيت sylvite ( KCl ) والهاليت (NaCl) , واللنغبينيت langbeinite ( K2SO4.2MgSO4 ) قرب كارلسباد في نيومكسيكو , وبحيرة سيرلز Searles في ترونا في كاليفورنيا , وفي موءاب Moab في يوتا Utha .
والمنتجون الرئيسون على الصعيد العـالمي الآن هم : روسيا ، وكندا ، وألمانيا , والولايات المتحدة , وفرنسا , والأردن وإسرائيل على البحر الميت , والبرازيل , والصين .
وبما أن الصوديوم والبوتاسيوم يتساويان تقريباً في الوفرة في القشرة الأرضية ، لذلك يكون توزع رواسب البوتاسيوم واسعاً . ومن الغريب أن يكون محتوى البحار من البوتاسيوم قليلاً جداً ، وهذا ما يفسر الألفة الكبيرة لكل من التربة والنبات لمركبات البوتاسيوم .

كلوريد البوتاسيوم Potassium Chloride :
ينتج في الولايات المتحدة حوالي 90 % من كلوريد البوتاسيوم كسماد بنقاوة 97 % . ويشار إليه في تجارة السماد على أنه موريات البوتاسMuriate of Potash .

سلفات البوتاسيوم Potassium Sulfate :
كانت ألمانية قبل عام 1939، المصدر الرئيسي لسلفات البوتاسيوم ، التي كانت تنتجها عن طريق تفاعل كلوريد البوتاسيوم وحمض الكبريتيك ، ثم نافستها الشركة الأمريكية للتعدين والكيماويات بواسطة تفاعل البوركيت burkeit ( Na2CO3.2Na2SO4 ) مع كلوريد البوتاسيوم المستحصل عليه من اللنغبينيت . يفضل في الزراعة استخدام سلفات البوتاسيوم لمحصول التبغ ولمحصول الحمضيات .

بيسلفات البوتاسيوم potassium Bisulfate :
يجري بسهولة تحضير بيسلفات البوتاسيوم من K2SO4 بالتفاعل مع حمض الكبريتيك . وهي مادة حمضية قوية وتستخدم كمساعد صهر في الخزفيات .

هيدروكسيد البوتاسيوم potassium Hydroxide :
يصنع هيدروكسيد البوتاسيوم ( البوتاس الكاوي ) بالتحلل الكهربائي لـ KCl كهربائياً باستخدام إجراءات شبيهة بالإجراءات المتخذة لتحلل NaOH .
يحول منها 25 % إلى كربونات بوتاسيوم ، واستخدم 17% لتصنيع أسمدة سائلة و10 % لتشكيل فوسفات البوتاسيوم ، واستخدم 6 % من أجل برمنغنات البوتاسيوم ، واستخدم الباقي لإنتاج مبيدات الحشرات ومواد كيميائية أخرى .

كربونات البوتاسيوم potassium Carbonate :
تصنع كربونات البوتاسيوم ( Pearl Ash ) عن طريق تفاعل البوتاس الكاوي مع ثاني أكسيد الكربون . وهذا أفضل مصدر للبوتاس من أجل الزجاج الصلد .
وتستخدم أيضاً لصنع الفخاريات ، والإسملت smalts ، والصوابين ، ولعمليات النقش ، وتشذيب الجلد ، وكماصٍّ للغازات الحمضية ( CO2 و H2S) .

بروميد البوتاسيوم Potassium Bromide :
بروميد البوتاسيوم هو المسكّن التقليدي ، ولكنه يستخدم اليوم على نطاق واسع في صناعات عديدة . ويصنع أولاً من تشكل بروميد الحديد عن طريق تفاعل البروم السائل ونفاية الحديد ( الرقائق والخراطة عادة ) . ثم يتفاعل بروميد الحديد مع K2CO3 ( أو أحياناً KOH ) لتشكيل الملح ، الذي يرشّح ، ويبلّور .
3Fe + 4Br2  Fe3Br8
Fe3Br8 + 4K2CO3 + 4H2O  8KBr + 2Fe(OH)3 + Fe(OH)2 + 4CO2

يوديد البوتاسيوم Potassium Iodide :
يصنع يوديد البوتاسيوم في الأساس بنفس اطريقة KBr، فيما عدا استخدام اليود لإذابة الحديد . وهو مهم في أغذية الحيوان والإنسان , ولتحضير الملح المُيَوَّد ، وفي المستحضرات الصيدلانية .

نترات البوتاسيوم Potassium Nitrate :
نترات البوتاسيوم ، التي كانت في الماضي مطلوبة كثيراً كمقوم للبارود الأسود ، باتت تستخدم اليوم بصورة عادية كسماد ، وفي مزائج الصواريخ النارية ، وكوسط ناقل للحرارة ( كمزيج حرج التصلد eutectic مع NaNO2 ) ، ولمعالجة الفولاذ حرارياً ، وفي المواد الغذائية .
استرجعت نترات البوتاسيوم أصلاً من المزابل والزرائب ، واستخلصت فيما بعد من رواسب ملح الشيلي Chile Saltpeter ، التي تحوي نترات بوتاسيوم 10 % تقريباً .
وتصنع اليوم عادة بالتحلل المضاعف بين NaNO3 و KCl:
NaNO3(aq) + KCl(s)  NaCl(s) + KNO3(aq) H = + 13.2KJ
أو عن طريق تفاعل KCl مع حمض الآزوت لإنتاج نترات البوتاسيوم والكلور .
Step1 : 3KCl + 4HNO3 3KNO3 + NOCl + Cl2 + 2H2O Step2 : NOCl + 2HNO3  3NO2 + Cl2 + H2O
Step3 : 2NO2 + H2 + O2  2HNO3
إن نترات البوتاسيوم التي تصنع بهذه الطريقة تنافس إلى حد ما سلفات البوتاسيوم كمصدر للبوتاسيوم والنتروجين وتفضل على KCl في تسميد التبغ ، الذي يتاثر عكسياً بوجود الكلوريد في التربة .
لم يعد البارود الأسود يستخدم كوقود دفعي للأغراض العسكرية لكنه مازال يعتبر أساسياً كوسيلة إشعال للبارود عديم الدخان ومادة قابلة للاشتعال في صمامات الاحتراق البطيء .

طرطرات البوتاسيوم الحامضية Potassium Acid Tartrate (Bitartrate) :
يعالج الثفل ، وهو ثمالة الفاكهة المتبقية بعد عصر الفاكهة ، والطرطير الخام ، وهو الراسب المتشكل في براميل الخمر ، لإنتاج طرطرات البوتاسيوم الحامضية منزلياً . ويجري إنتاج الملح التجاري عن طريق النّضِّ والتبلور . وتستعمل زبدة الطرطير في بعض نماذج مسحوق التخمير ، وفي الأدوية .

برمنغنات البوتاسيوم Potassium Permanganate :
تحضّر برمنغنات البوتاسيوم بتمرير CO2 عبر محلول منغنات البوتاسيوم Potassium Manganate ، الذي يصنع بمعالجة MnO2 مع KOH و O2 .

ثاني كرومات البوتاسيوم Potassium Dichromate :
ديكرومات أو بيكرومات البوتاسيوم . تصنع بتحميص البوتاس الكاوي ، والجير الحي ، وخامة الكروم – الحديد .
4Fe(CrO2)2 + 8K2CO3 + 7O2  8K2Cr2O7 + 2Fe2O3 + 8CO2
يستخدم الجير الحي فقط للمحافظة على مسامية الصهارة بحيث يدخل الهواء ويتفاعل . ويمكن أيضاً صنع ثاني كرومات البوتاسيوم بتفاعل ثاني كرومات الصوديوم مع KCl.