پتاسیم کلرید

کلرید پتاسیم مرک

پتاسیم کلرید که با نام علمی Potassium Chloride و فرمول شیمیایی KCl شناخته می‌شود، یکی از شناخته‌شده‌ترین و پرکاربردترین ترکیبات معدنی جهان است. این ترکیب از یک اتم پتاسیم (K⁺) و یک اتم کلر (Cl⁻) تشکیل شده و از نظر ساختار شیمیایی یک نمک یونی خنثی محسوب می‌شود. در حالت خالص، پتاسیم کلرید به‌صورت بلورهای بی‌رنگ، شفاف یا سفید با مزه‌ای شور و اندکی تلخ دیده می‌شود.

پتاسیم کلرید از نظر ظاهری شباهت زیادی به نمک طعام (سدیم کلرید) دارد، اما از لحاظ بیولوژیکی و شیمیایی تفاوت‌های مهمی میان آن‌ها وجود دارد. پتاسیم یکی از عناصر حیاتی برای عملکرد طبیعی بدن انسان و گیاهان است؛ از این‌رو پتاسیم کلرید هم در صنایع غذایی و کشاورزی و هم در حوزه پزشکی و داروسازی نقش حیاتی دارد.

در حالت طبیعی، پتاسیم کلرید در معادن به شکل سیلویت (Sylvite) یافت می‌شود که اغلب در ترکیب با هالیت (نمک طعام) لایه‌هایی از تبخیرات معدنی را تشکیل می‌دهد. این ماده در سراسر جهان از جمله در کانادا، روسیه، آلمان، ایران، بلاروس و ایالات متحده به‌صورت گسترده استخراج و فرآوری می‌شود.

ساختار شیمیایی و پیوندهای یونی در پتاسیم کلرید

پتاسیم کلرید از نظر ساختاری بسیار ساده اما از نظر الکترونیکی پایدار است. این ترکیب متشکل از یک کاتیون پتاسیم (K⁺) و یک آنیون کلرید (Cl⁻) است که به‌وسیله نیروی جاذبه‌ی الکترواستاتیکی به یکدیگر متصل شده‌اند.

در حالت جامد، ساختار بلوری پتاسیم کلرید از نوع Face-Centered Cubic (FCC) است، مشابه ساختار بلور سدیم کلرید. این نظم بلوری باعث می‌شود پتاسیم کلرید دارای نقطه ذوب بالا، پایداری زیاد و رسانایی الکتریکی در حالت مذاب یا محلول آبی باشد.

از دیدگاه شیمی فیزیک، پیوند یونی در این ترکیب به‌دلیل اختلاف زیاد الکترونگاتیویته بین پتاسیم (۰٫۸۲) و کلر (۳٫۱۶) شکل گرفته است. در نتیجه انتقال کامل یک الکترون از پتاسیم به کلر انجام می‌شود و یون‌های حاصل، شبکه‌ای پایدار از بارهای مخالف تشکیل می‌دهند.

خرید کلرید پتاسیم مرک

ویژگی‌های فیزیکی پتاسیم کلرید

پتاسیم کلرید در دمای اتاق به‌صورت جامد بلوری سفید یا بی‌رنگ وجود دارد.
چند ویژگی مهم فیزیکی آن عبارت‌اند از:

• جرم مولی: ۷۴٫۵۵ گرم بر مول

• نقطه ذوب: ۷۷۰ درجه سانتی‌گراد

• نقطه جوش: حدود ۱۴۲۰ درجه سانتی‌گراد

• چگالی: حدود ۱٫۹۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب

• حلالیت در آب: در دمای ۲۰ درجه حدود ۳۴ گرم در ۱۰۰ میلی‌لیتر آب

• pH محلول آبی: نزدیک به خنثی (۶٫۵ تا ۷٫۵)

• رسانایی الکتریکی: بالا در حالت محلول یا مذاب

در دماهای بالا، این ترکیب بدون تجزیه مستقیم ذوب می‌شود، اما در دماهای بسیار زیاد (بیش از ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد) ممکن است تجزیه جزئی و آزادسازی گاز کلر رخ دهد.

پتاسیم کلرید در الکل‌ها و حلال‌های غیرقطبی عملاً نامحلول است ولی در آب به‌خوبی حل می‌شود. همین ویژگی باعث می‌شود به‌عنوان یکی از مهم‌ترین الکترولیت‌های آبی در فرمولاسیون‌های شیمیایی و بیوشیمیایی استفاده شود.

خواص شیمیایی و واکنش‌پذیری

پتاسیم کلرید از نظر شیمیایی ترکیبی پایدار و غیرواکنش‌پذیر در شرایط معمولی است.
اما در محیط‌های خاص یا در واکنش با برخی مواد، می‌تواند رفتارهای متفاوتی نشان دهد:

1. واکنش با اسیدها: پتاسیم کلرید با بیشتر اسیدهای معدنی واکنش نمی‌دهد، زیرا خود یک نمک خنثی است. اما در حضور اسید سولفوریک غلیظ ممکن است واکنش داده و گاز کلرید هیدروژن (HCl) آزاد کند.

2. واکنش با بازها: در حالت عادی با بازهای قوی واکنش نمی‌دهد.

3. واکنش با فلزات قلیایی: ممکن است در دماهای بالا با فلزات واکنش داده و نمک‌های دوگانه تولید کند.

4. در محیط الکترولیتی: به‌راحتی یونیزه می‌شود و یون‌های K⁺ و Cl⁻ آزاد می‌نماید، که در انتقال جریان الکتریکی در محلول نقش دارند.

این پایداری بالا، یکی از دلایل استفاده گسترده از KCl در آزمایشگاه‌ها به‌عنوان منبع استاندارد یون پتاسیم یا کلراید است.

تاریخچه و استخراج طبیعی

منشأ پتاسیم کلرید در طبیعت، تبخیر آب‌های شور دریایی یا دریاچه‌های بسته است. با گذشت زمان، این آب‌ها تبخیر شده و لایه‌هایی از نمک‌های مختلف مانند هالیت (NaCl) و سیلویت (KCl) را برجای می‌گذارند. این ذخایر اغلب در اعماق زمین به‌شکل سنگ‌های تبخیری یافت می‌شوند.

در قرن نوزدهم، پتاسیم کلرید به‌طور گسترده از معادن آلمان استخراج شد و نخستین بار در صنعت کودهای پتاسیمی استفاده گردید. پس از آن کانادا و روسیه به بزرگ‌ترین تولیدکنندگان جهانی تبدیل شدند.

فروش کلرید پتاسیم مرک

اهمیت زیستی عنصر پتاسیم در بدن انسان

پتاسیم یکی از حیاتی‌ترین عناصر برای موجودات زنده است. در بدن انسان، غلظت پتاسیم در داخل سلول‌ها بسیار بالاتر از خارج سلولی است، در حالی‌که برای سدیم برعکس است. این اختلاف غلظت توسط پمپ سدیم-پتاسیم (Na⁺/K⁺-ATPase) تنظیم می‌شود و در حفظ پتانسیل الکتریکی غشای سلولی نقش اساسی دارد.

نقش‌های کلیدی پتاسیم در بدن شامل موارد زیر است:

• حفظ تعادل الکترولیتی و اسیدی-بازی خون

• تنظیم فشار خون

• انتقال پیام‌های عصبی و انقباض عضلات

• بهبود عملکرد قلب و پیشگیری از آریتمی

• کمک به متابولیسم کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها

کاهش سطح پتاسیم (هیپوکالمی) می‌تواند منجر به ضعف عضلانی، خستگی، بی‌نظمی ضربان قلب و حتی نارسایی قلبی شود. از این‌رو مکمل‌های خوراکی یا تزریقی پتاسیم کلرید در درمان این وضعیت‌ها به کار می‌روند.

پتاسیم کلرید در داروسازی و پزشکی

در علم پزشکی، پتاسیم کلرید یک داروی بسیار مهم است. از محلول‌های تزریقی آن برای درمان کمبود پتاسیم خون استفاده می‌شود. همچنین در سرم‌های تزریقی (مانند Dextrose KCl) برای بیماران بستری و دچار تعریق شدید یا از دست دادن الکترولیت‌ها تجویز می‌گردد.

در داروسازی از پتاسیم کلرید به‌عنوان منبع پتاسیم در قرص‌ها، مکمل‌ها و محلول‌های خوراکی استفاده می‌شود. البته مصرف این ماده باید با احتیاط انجام گیرد، زیرا غلظت بالای آن در خون (هیپرکالمی) می‌تواند خطرناک و حتی کشنده باشد.

کاربرد پتاسیم کلرید در صنایع

پتاسیم کلرید یکی از چند نمک معدنی است که در طیف گسترده‌ای از صنایع نقش حیاتی ایفا می‌کند. مهم‌ترین کاربردهای آن عبارت‌اند از:

1. کودهای شیمیایی (کود پتاس):
   بیش از ۹۰٪ تولید جهانی پتاسیم کلرید برای ساخت کودهای شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کودها منبع اصلی پتاسیم برای گیاهان هستند و در افزایش مقاومت گیاه در برابر خشکی، آفات و بهبود کیفیت محصول نقش دارند.

2. صنعت داروسازی:
   در ساخت داروهای مکمل پتاسیم، سرم‌های تزریقی و قرص‌های خوراکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3. صنعت شیشه و سرامیک:
   KCl در فرآیند ذوب و بهبود خواص نوری شیشه‌ها و لعاب‌ها به کار می‌رود.

4. فرآیندهای متالورژی:
   در برخی آلیاژها و ذوب‌های صنعتی برای کنترل خواص شیمیایی و جلوگیری از اکسیداسیون فلزات به‌کار می‌رود.

5. صنایع غذایی:
   به‌عنوان جایگزین جزئی نمک خوراکی (سدیم کلرید) در محصولات کم‌سدیم استفاده می‌شود.

6. صنایع نفت و حفاری:

در گل حفاری به‌عنوان عامل پایدارکننده و کنترل‌کننده فشار اسمزی مورد استفاده است.
 

بخش دوم: تولید، استخراج، گریدها و بازار پتاسیم کلرید

روش‌های تولید صنعتی پتاسیم کلرید

پتاسیم کلرید از دو مسیر اصلی در صنعت تولید می‌شود: استخراج معدنی و تولید شیمیایی از منابع طبیعی.

۱. استخراج از معادن سیلویت و هالیت

روش اصلی تولید پتاسیم کلرید در سطح جهان استخراج از معادن سیلویت و هالیت است. معادن سیلویت در لایه‌های تبخیری رسوبی یافت می‌شوند و KCl به شکل بلورهای خالص یا مخلوط با NaCl وجود دارد.

فرآیند استخراج معمولاً شامل مراحل زیر است:

1. حفاری و خردایش سنگ معدنی: لایه‌های حاوی KCl به اندازه مناسب خرد می‌شوند.

2. جداسازی فیزیکی: با استفاده از تکنیک‌های شناورسازی، KCl از هالیت و سایر املاح جدا می‌شود.

3. ذوب و تصفیه حرارتی: برخی تولیدکنندگان برای افزایش خلوص، KCl را در دمای بالا ذوب و مجدداً بلورسازی می‌کنند.

4. خشک‌کردن و بسته‌بندی: محصول نهایی به شکل بلورهای خشک و آماده استفاده در صنایع مختلف عرضه می‌شود.

5. این روش، مقرون‌به‌صرفه و پایدار است و بیش از ۸۰٪ پتاسیم کلرید جهان از این طریق تأمین می‌شود.

   ---

   ۲. تولید شیمیایی از منابع مایع

   در مناطقی که ذخایر معدنی محدود است، پتاسیم کلرید به‌صورت شیمیایی از آب‌های شور (Brine) و سایر منابع آبی تهیه می‌شود.

   فرآیند معمول شامل:

6. تبخیر خورشیدی یا حرارتی: محلول‌های شور پتاسیم غلیظ می‌شوند تا بلورهای KCl تشکیل شوند.

7. تصفیه و پالایش: ناخالصی‌ها با استفاده از ته‌نشینی یا فیلترهای خاص حذف می‌شوند.

8. کریستالیزاسیون: بلورهای پتاسیم کلرید تولید شده و پس از خشک‌کردن آماده بسته‌بندی می‌شوند.

9. این روش به ویژه در کشورهای خاورمیانه و مناطقی که دارای دریاچه‌های شور هستند کاربرد دارد.

   ---

   پتاسیم کلراید مرک merck

10. گریدها و خلوص پتاسیم کلرید

    پتاسیم کلرید در بازار با گریدها و خلوص‌های مختلف عرضه می‌شود که هر کدام برای مصارف خاص مناسب هستند. مهم‌ترین گریدها عبارت‌اند از:

11. گرید صنعتی (Industrial Grade):

    • خلوص حدود ۹۵ تا ۹۸٪

    • کاربرد: کودهای شیمیایی، صنایع شیشه و متالورژی، گل حفاری

12. گرید کشاورزی (Agricultural Grade / Fertilizer Grade):

    • خلوص حدود ۹۰ تا ۹۷٪

    • استفاده مستقیم در خاک برای تأمین پتاسیم گیاهان

    • دارای استانداردهای خاص برای عناصر سنگین و ناخالصی‌ها

13. گرید دارویی و غذایی (Pharmaceutical / Food Grade):

    • خلوص بالا: ۹۹٪ و بیشتر

    • استفاده در داروسازی، مکمل‌های پتاسیم و مواد غذایی کم‌سدیم

    • نیاز به استانداردهای بین‌المللی GMP و کنترل کیفیت دقیق

14. گرید آزمایشگاهی (Laboratory / Reagent Grade):

    • خلوص بسیار بالا: ۹۹٫۵٪ و بیشتر

    • فاقد یون‌های مزاحم و عناصر سنگین

    • استفاده در آزمایشگاه‌ها، سنتز شیمیایی و تحقیقات علمی

15. ---

    پتاسیم کلرید در بازار جهانی

    پتاسیم کلرید یکی از کالاهای معدنی پرتقاضا در جهان است. تولیدکنندگان اصلی شامل کانادا، روسیه، آلمان، بلاروس و چین هستند. بیش از ۹۰٪ مصرف جهانی پتاسیم کلرید به تولید کودهای پتاسیمی اختصاص دارد.

    قیمت پتاسیم کلرید بسته به:

16. خلوص و گرید محصول

17. نوع بسته‌بندی و حمل‌ونقل

18. نوسانات بازار جهانی و نرخ ارز

19. متغیر است.

    در ایران، شرکت‌های تولید و توزیع‌کننده مانند مرک، این محصول را با کیفیت‌های صنعتی، آزمایشگاهی و کشاورزی عرضه می‌کنند. به‌طور معمول، پتاسیم کلرید ایرانی با خلوص ۹۵ تا ۹۹٪ در بازار موجود است و گزینه‌ای اقتصادی و قابل اعتماد برای صنایع داخلی محسوب می‌شود.

    ---

    بسته‌بندی و نگهداری پتاسیم کلرید

    پتاسیم کلرید باید در شرایط مناسب نگهداری شود تا کیفیت و خلوص آن حفظ شود:

20. محیط خشک و خنک، دور از رطوبت

21. بسته‌بندی مقاوم در برابر نفوذ آب و هوا

22. دور از مواد اسیدی و باز قوی