Razno: Ekstrakcija kalijevog karbonata

Kalijev karbonat je jedan od sastojaka koji se nalaze u pepelu nastalom izgaranjem drva. S obzirom da je K₂CO₃ topljiv u vodi, dok većina drugih spojeva u pepelu nije, može se relativno jednostavno odvojiti.

Potrebno je pripremiti nekoliko posuda, vagu, drveni pepeo (u ovom slučaju prvenstveno od bukve), te neki oblik sita pomoću kojeg se iz pepela mogu odvojiti veći komadi zaostalog drveta i ugljena.

U ovom slučaju, nakon što su se krupnije čestice odvojile, masa pepela bila je oko 7700 grama.

Pepelu je potom dodana vrela voda, otprilike dvostruko više od pepela (s obzirom na volumen). Sve zajedno je miješano čeličnom šipkom nekih petnaestak minuta.

Nakon toga, otopina je filtrirana kroz gazu, što je potrajalo s obzirom na dosta veliku količinu pepela. Pri rukovanju su korištene rukavice jer je otopina bila lužnata i kao takva, prilično nadražujuća za kožu.

Rezultat filtriranja vidi se na slici iznad. Dobiveno je oko 7.5 litara prozirne otopine smeđe boje. Univerzalni pH indikator pokazuje da je otopina vrlo lužnata, što je i u skladu s hidrolizom karbonatnog iona ove soli.

Bistra otopina iz plastičnih boca je ulivena u veći lonac od nehrđajućeg čelika. Potom je uključen plinski plamenik, koji je zagrijavao otopinu tako dugo dok gotovo sva voda nije isparila, što je u ovom slučaju trajalo nekoliko sati.

Pri kraju je nastala gusta svijetlo smeđa masa koja se hlađenjem skrutila. Naknadno je navedena masa razbijena na manje komade, te je izvagana. Masa je iznosila 381 g. Kad se uzme u obzir masa upotrebljenog pepela, ispada da se ovim eksperimentom uspjelo izvući oko 4.9% kalijevog karbonata, što je blizu najčešćeg raspona koji se pojavljuje u literaturi (5-10%).

Očito u ovom slučaju može doći do različitih vrijednosti iskorištenja, ovisno o tome koja vrsta pepela je korištena, koliko je kalijevog karbonata zaostalo u pepelu nakon što je profiltriran, koliko vlage i drugih tvari sadrži sama konačna krutina, itd. Produkt se može dodatno pročistiti rekristalizacijom ili se može koristiti direktno u pojedinim sintezama (npr. sintezi kalijevog nitrata) pri čemu se onda konačni produkt sinteze može dodatno pročistiti ukoliko postoji potreba.

Napomena: Kasnije je produkt iz ove ekstrakcije korišten za sintezu kalijevog nitrata, te je utvrđeno da je 381 grama produkta dobivenog ovom ekstrakcijom, zapravo sadržavalo 331.7 grama čistog kalijevog karbonata. Prema tome, ispada da je u pepelu ipak bilo nešto manje K₂CO₃ - oko 4.3% umjesto 4.9%.