KCl – Potassium chloride

Tên cũ: kali clorua · Còn gọi là: sylvin (khoáng vật); sylvinit (quặng KCl lẫn NaCl); muriate of potash (phân bón); kali đỏ

  • Muối tan, phân kali
  • Rắn, trắng
  • Tan tốt trong nước
  • M = 74,5

Potassium chloride (KCl, tên cũ: kali clorua; còn gọi: sylvin (khoáng vật)) là muối, chất rắn màu trắng, tan tốt trong nước; phân tử khối 74,5. Muối của base mạnh và acid mạnh: bền, không bị thuỷ phân, dung dịch trung tính; tính chất giống NaCl.

Cấu tạo của KCl

Sự hình thành KCl: K nhường 1 electron cho ClNguyên tử K (2, 8, 8, 1) nhường 1 electron lớp ngoài cùng cho nguyên tử Cl (2, 8, 7), tạo ion K⁺ và ion Cl⁻. Hai ion trái dấu hút nhau tạo liên kết ion.KK (2, 8, 8, 1)K⁺ (2, 8, 8) — bền như Ar+lực hút tĩnh điện → liên kết ionClCl (2, 8, 7) — còn thiếu 1eCl⁻ (2, 8, 8) — bền như Ar−K nhường 1etrong tinh thể, mỗi ion được bao quanh bởi các ion trái dấu
  • K
  • Cl
  • electron
  • Mô hình lớp electron (Bohr) — sơ đồ, không theo tỉ lệ thật
  1. 1 · K có 1e lớp ngoài, dễ nhường
  2. 2 · K → K⁺ + 1e; Cl nhận e
  3. 3 · K⁺ và Cl⁻ hút nhau → KCl

KCl là hợp chất ion: nguyên tử K (2, 8, 8, 1) nhường 1 electron lớp ngoài cùng cho nguyên tử Cl (2, 8, 7), tạo cation K⁺ và anion Cl⁻ — cả hai đều có 18 electron, cùng cấu hình bền của argon. Hai ion trái dấu hút nhau bằng lực tĩnh điện. Ở thể rắn không có phân tử KCl riêng lẻ mà là mạng tinh thể lập phương tâm diện cùng kiểu với NaCl (cạnh ô mạng 629,2 pm), mỗi ion được sáu ion trái dấu bao quanh; công thức KCl chỉ cho biết tỉ lệ 1 : 1. Mạng ion bền nên KCl nóng chảy ở 770 °C; tinh thể khan không dẫn điện, chỉ khi nóng chảy hoặc hoà tan, K⁺ và Cl⁻ mới di chuyển tự do và dẫn được điện.

Thông số vật lý của KCl

Đại lượngGiá trịGhi chú
Phân tử khối74,5tính theo nguyên tử khối làm tròn trong SGK (K 39, Cl 35,5)
Khối lượng mol chính xác74,548 g/moltheo nguyên tử khối IUPAC (K 39,098, Cl 35,45)
Trạng thái, màurắn, trắng
Nhiệt độ nóng chảy770 °Cthấp hơn NaCl (800,7 °C) tuy hai muối cùng kiểu mạng tinh thể
Nhiệt độ sôi1 500 °C
Khối lượng riêng1,984 g/cm³tinh thể; nhẹ hơn NaCl (2,17 g/cm³)
Độ tan trong nước34,0 g/100 mLở 20 °C — con số 34,0 là 33,97 g của infobox làm tròn đến một chữ số thập phân, giữ đúng dạng mà bảng so sánh trang NaCl đang dùng; cùng infobox cho 27,77 g ở 0 °C và 54,02 g ở 100 °C, còn bảng độ tan ghi 28 / 34,2 / 56,3 g ở 0 / 20 / 100 °C. Độ tan tăng gần gấp đôi từ 0 đến 100 °C, khác hẳn NaCl
Độ tan trong dung môi kháctan trong glycerol và dung dịch kiềm; ít tan trong alcohol; không tan trong ether
Cấu trúc tinh thểlập phương tâm diện (cùng kiểu mạng với NaCl)cạnh ô mạng 629,2 pm; chiết suất 1,4902 ở 589 nm
pH dung dịch7 (trung tính)muối của base mạnh KOH và acid mạnh HCl; K⁺ và Cl⁻ đều không thuỷ phân nên không làm đổi màu quỳ tím
Màu ngọn lửatím nhạtbước sóng phát xạ mạnh nhất của kali 766,5 nm; dùng để phân biệt với ngọn lửa vàng của Na⁺
Hàm lượng dinh dưỡng khi làm phân bón≈ 60 % K₂O tương đươngđơn vị quy ước của ngành phân bón, không phải phần trăm kali nguyên tố (60 % K₂O ứng với khoảng 50 % K, tính từ khối lượng mol)
LD50 (chuột, đường miệng)2 600 mg/kgứng với khoảng 190 g cho người 75 kg; tiêm tĩnh mạch độc hơn hẳn — 57,2–66,7 mg/kg

Số liệu làm tròn cho phổ thông; nguồn ghi ở mục Tài liệu tham khảo.

Thành phần nguyên tố của KCl

Nguyên tốNTKSố ng.tửKL% khối lượng
K 3913952,35 %
Cl 35,5135,547,65 %
Tổng274,5100 %

NTK = nguyên tử khối (làm tròn như trong bài tập phổ thông), KL = khối lượng. Ví dụ: %K = 39 ÷ 74,5 × 100 % = 52,3 %.

Tính nhanh: mol – khối lượng – nồng độ

Khối lượng
m = n × M = 0,25 × 74,5
18,625 g
Số phân tử
N = n × NA = 0,25 × 6,022 × 10²³
1,506 × 10²³
Nồng độ mol
CM = n / V = 0,25 / 0,25
1 M

M = phân tử khối (g/mol); NA = 6,022 × 10²³ là số Avogadro — số phân tử có trong 1 mol của bất kỳ chất nào; V là thể tích dung dịch tính bằng lít.

Điều chế KCl

Khai thác từ quặng sylvinit (KCl·NaCl) bằng cách hoà tan – kết tinh phân đoạn; trong phòng thí nghiệm: KOH + HCl → KCl + H₂O; K₂CO₃ + 2HCl → 2KCl + CO₂↑ + H₂O.

Tính chất hoá học của KCl

Muối của base mạnh và acid mạnh: bền, không bị thuỷ phân, dung dịch trung tính; tính chất giống NaCl.

  • Phản ứng trao đổi với dung dịch AgNO₃ (nhận biết ion chloride): KCl + AgNO₃ → AgCl↓ + KNO₃.
  • Với H₂SO₄ đặc (điều chế HCl): 2KCl + H₂SO₄ (đặc) → K₂SO₄ + 2HCl↑ (t°).
  • Điện phân nóng chảy: 2KCl → 2K + Cl₂↑ (điện phân nóng chảy).
  • Điện phân dung dịch có màng ngăn: 2KCl + 2H₂O → 2KOH + H₂↑ + Cl₂↑ (điện phân, màng ngăn).

Lỗi thường gặp với KCl

  • Nhận biết KCl bằng dung dịch AgNO₃. Mọi muối chloride tan đều cho kết tủa trắng AgCl: KCl + AgNO₃ → AgCl + KNO₃, NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃, CaCl₂ + 2AgNO₃ → 2AgCl + Ca(NO₃)₂. Thuốc thử này nhận ra gốc chloride chứ không nhận ra kali; muốn phân biệt KCl với NaCl phải đốt trên ngọn lửa — K⁺ cho màu tím nhạt, Na⁺ cho màu vàng.
  • Tưởng độ tan của KCl cũng gần như không đổi theo nhiệt độ như NaCl. KCl tan 27,77 g/100 mL ở 0 °C nhưng 54,02 g ở 100 °C — tăng gần gấp đôi, trong khi NaCl chỉ đi từ 35,7 lên 39,0 g. Vì thế tách KCl khỏi quặng sylvinit (KCl lẫn NaCl) làm được bằng cách hoà tan nóng rồi kết tinh lại khi nguội, còn muốn lấy NaCl ra khỏi dung dịch thì phải cô cạn.
  • Viết điện phân dung dịch KCl thu được kali. Điện phân dung dịch có màng ngăn cho potassium hydroxide, không cho kim loại: 2KCl + 2H₂O → 2KOH + H₂ + Cl₂ (ở cathode nước bị khử chứ không phải K⁺). Muốn có K phải điện phân KCl nóng chảy: 2KCl → 2K + Cl₂; trong công nghiệp từ những năm 1950 người ta dùng phương pháp nhiệt Na + KCl → NaCl + K thay cho điện phân.
  • Coi KCl là "muối ăn không natri" nên vô hại ở mọi liều. Đường miệng nó ít độc (LD50 chuột 2 600 mg/kg) nhưng quá liều gây tăng kali máu, có thể làm rối loạn dẫn truyền và ngừng tim; tiêm tĩnh mạch LD50 chỉ 57,2–66,7 mg/kg và KCl là thuốc thứ ba trong hỗn hợp tiêm thuốc độc. Muối ăn kiêng natri còn bị ghi nhận có vị đắng hoặc vị kim loại nên thường phải trộn với muối ăn thường.
  • Tính "phân kali 60 %" là 60 % nguyên tố kali. Ngành phân bón quy hàm lượng về K₂O tương đương: muriate of potash ≈ 60 % K₂O, tương ứng khoảng 50 % K tính theo khối lượng mol (K₂O 94,20 so với 2 × 39,10). Khi bài toán hỏi khối lượng kali thật thì phải quy đổi, không lấy thẳng con số ghi trên bao.

Ứng dụng của KCl

Ứng dụngDựa trên tính chất nào
Phân kali (thương phẩm gọi là muriate of potash, ở Việt Nam quen gọi là kali đỏ)Chiếm phần lớn sản lượng KCl; theo Wikipedia, muriate of potash giữ được vị thế trên thị trường phân bón nhờ hàm lượng kali cao (≈ 60 % K₂O tương đương) và giá rẻ hơn các nguồn kali khác như K₂SO₄
Muối ăn giảm natriKCl được dùng thay một phần muối ăn cho người cần hạn chế natri; nhược điểm được ghi nhận là vị đắng hoặc vị kim loại, nên trong thực phẩm nó thường được trộn với muối ăn thường
Nguyên liệu sản xuất KOH và Cl₂Điện phân dung dịch bão hoà có màng ngăn: 2KCl + 2H₂O → 2KOH + H₂ + Cl₂. Năm 2005 khoảng 5 % lượng KCl được dùng làm nguyên liệu hoá chất
Thuốc bù kali, dung dịch bù nước điện giảiUống KCl là cách chuẩn để chữa hạ kali máu; KCl nằm trong Danh mục thuốc thiết yếu của WHO và là một thành phần của dung dịch bù nước đường uống
Khai thác từ khoáng sylvin và sylvinitKCl kết tinh cùng NaCl trong các hồ muối cổ; riêng bang Saskatchewan (Canada) chiếm hơn 25 % sản lượng potash thế giới năm 2017

Nhận biết KCl

Ion K⁺ cho ngọn lửa màu tím; dung dịch với AgNO₃ cho kết tủa trắng AgCl tan trong NH₃, không tan trong HNO₃.

An toàn và bảo quản KCl

Không có phân loại hài hoà theo CLP (ECHA). Trong các thông báo C&L/CLP của doanh nghiệp, 93,06 % ghi "Not classified"; nhóm 3,32 % xếp Aquatic Chronic 3 (H412 — có hại lâu dài cho sinh vật thuỷ sinh). Số liệu này áp cho potassium chloride rắn. Vì nhóm nổi bật là "Not classified" và ECHA không trả về từ cảnh báo nào cho chất này, trang không hiện nhãn GHS. Nguy cơ thực tế không nằm ở tiếp xúc ngoài da mà ở liều nuốt vào: quá liều gây tăng kali máu; LD50 đường miệng ở chuột 2 600 mg/kg, còn đường tiêm tĩnh mạch chỉ 57,2–66,7 mg/kg.

Bụi vào mắt: rửa bằng nước sạch. Đổ vãi: quét gom, lau ướt; dung dịch loãng đổ xuống cống được, không xả lượng lớn vào ao hồ. Nuốt phải lượng lớn: đến cơ sở y tế vì nguy cơ tăng kali máu.

Bảo quản: Lọ hoặc bao kín, nơi khô: KCl tinh khiết không chảy rữa nhưng phân bón thương phẩm hút ẩm và vón cục. Dung dịch KCl cũng làm sắt thép gỉ như nước muối, không để dính trên cân và giá đỡ kim loại.

Phản ứng tiêu biểu của KCl (10)

Tự luyện về KCl

Gom từ bài tập của các phản ứng có potassium chloride và câu hỏi riêng cho chất.

1. Trong phản ứng KMnO₄ + HCl → KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O, vai trò của HCl là

A. chỉ chất khửB. chỉ môi trườngC. chất khử và môi trườngD. chất oxi hoá

Đáp án C. 10 HCl bị oxi hoá thành 5Cl₂ (chất khử), 6 HCl tạo muối KCl, MnCl₂ (môi trường).

2. Hệ số của O₂ trong phương trình KClO₃ → KCl + O₂ (cân bằng, tối giản) là

A. 1B. 2C. 3D. 6

Đáp án C. 2 Cl⁺⁵ nhận 12e, 6 O⁻² nhường 12e tạo 3 O₂; hệ số 2 KClO₃ là nhỏ nhất để số nguyên tử O (6) chia hết cho 2: 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂.

3. Phản ứng Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂ chứng tỏ

A. Br₂ có tính oxi hoá mạnh hơn Cl₂B. Cl₂ có tính oxi hoá mạnh hơn Br₂C. KBr là chất oxi hoáD. Cl₂ là chất khử

Đáp án B. Halogen mạnh hơn đẩy halogen yếu hơn ra khỏi muối; Cl₂ oxi hoá được Br⁻ thành Br₂.

4. Để phân biệt hai dung dịch KCl và NaCl, thuốc thử hoặc cách làm nào sau đây là phù hợp?

A. Dung dịch AgNO₃B. Quỳ tímC. Đốt trên ngọn lửa không màuD. Dung dịch BaCl₂

Đáp án C. Cả hai đều là muối chloride tan, trung tính nên AgNO₃ cho cùng kết tủa trắng AgCl, quỳ tím không đổi màu, BaCl₂ không phản ứng. Chỉ màu ngọn lửa khác nhau: K⁺ tím nhạt, Na⁺ vàng.

5. Hoà tan hết 100 g KCl vào nước ở 100 °C rồi làm nguội dung dịch về 0 °C (độ tan 54,02 và 27,77 g/100 mL). Lượng nước tối thiểu cần dùng ở 100 °C và khối lượng KCl kết tinh lại khi nguội lần lượt là

A. 100 mL và 27,77 gB. 185 mL và 48,6 gC. 185 mL và 100 gD. 54 mL và 26,25 g

Đáp án B. Ở 100 °C, 54,02 g tan trong 100 mL nên 100 g cần 100 × 100 / 54,02 ≈ 185 mL nước. Ở 0 °C lượng nước ấy giữ lại 185 × 27,77 / 100 ≈ 51,4 g, phần kết tinh là 100 − 51,4 ≈ 48,6 g.

6. Điện phân dung dịch KCl bão hoà có màng ngăn, sản phẩm thu được là

A. K và Cl₂B. KOH, H₂ và Cl₂C. KClO và H₂D. KOH và O₂

Đáp án B. 2KCl + 2H₂O → 2KOH + H₂ + Cl₂: ở cathode nước bị khử cho H₂ (K⁺ là ion kim loại mạnh, không bị khử trong dung dịch), ở anode Cl⁻ bị oxi hoá cho Cl₂, dung dịch còn lại là KOH. Muốn thu K phải điện phân KCl nóng chảy.

Câu hỏi thường gặp về KCl

Kali clorua KCl là gì, dùng để làm gì?

KCl là muối của potassium hydroxide và hydrochloric acid: tinh thể trắng, không mùi, tan tốt trong nước, dung dịch trung tính. Trong tự nhiên nó là khoáng sylvin và đi cùng NaCl thành sylvinit. Phần lớn sản lượng dùng làm phân kali; phần còn lại làm muối ăn giảm natri, nguyên liệu sản xuất KOH và Cl₂, thuốc bù kali trong y tế.

KCl có độc không?

Ăn vào theo lượng thực phẩm thì không: ECHA không có phân loại hài hoà cho KCl và 93,06 % thông báo doanh nghiệp ghi "Not classified"; LD50 đường miệng ở chuột là 2 600 mg/kg. Nhưng liều lớn hoặc đưa thẳng vào tĩnh mạch thì nguy hiểm — xem mục Lỗi thường gặp.

KCl có tan trong nước không?

Tan tốt: 33,97 g trong 100 mL nước ở 20 °C, lên tới 54,02 g ở 100 °C. KCl cũng tan trong glycerol và dung dịch kiềm, ít tan trong alcohol, không tan trong ether. Khác với NaCl, độ tan của KCl tăng mạnh theo nhiệt độ — đó là cơ sở của việc tinh chế bằng kết tinh lại.

Phân kali đỏ (KCl) và kali trắng (K₂SO₄) khác nhau thế nào?

KCl chứa gốc chloride, hàm lượng ≈ 60 % K₂O tương đương và rẻ hơn, nên chiếm phần lớn thị trường phân kali. K₂SO₄ không chứa chloride nên dùng cho cây kị chloride (thuốc lá, chè, cây ăn quả) và còn cấp thêm lưu huỳnh, nhưng độ tan thấp hơn nhiều (11,1 so với 33,97 g/100 mL ở 20 °C) và giá cao hơn.

Làm sao phân biệt KCl với NaCl?

Đốt trên ngọn lửa không màu: K⁺ cho màu tím nhạt (vạch mạnh nhất 766,5 nm), Na⁺ cho màu vàng. Không dùng AgNO₃ để phân biệt vì cả hai đều cho kết tủa trắng AgCl — xem mục Lỗi thường gặp.

KCl có phải muối ăn kiêng không?

Muối ăn kiêng natri có thành phần chính là KCl. Wikipedia ghi KCl được dùng làm muối thay thế trong thực phẩm nhưng thường phải trộn với muối ăn thường cho dễ ăn, vì có ghi nhận vị đắng hoặc vị kim loại.

KCl và NaCl

KClNaCl
Phân tử khối74,558,5
Nhiệt độ nóng chảy770 °C800,7 °C
Khối lượng riêng1,984 g/cm³2,17 g/cm³
Độ tan ở 20 °C34,0 g/100 mL (33,97 làm tròn)35,9 g/100 mL
Độ tan ở 100 °C54,02 g/100 mL (tăng mạnh, tách được bằng kết tinh lại)39,0 g/100 mL (gần như không đổi)
Màu ngọn lửatím nhạtvàng
Khoáng vậtsylvin; lẫn NaCl thành sylvinithalite (muối mỏ)
Dùng vào việc gìphân kali; muối ăn giảm natri; nguyên liệu KOH, Cl₂muối ăn; nguyên liệu NaOH, Cl₂, Na₂CO₃
Phân loại nguy hiểm (ECHA)không có phân loại hài hoà; 93,06 % thông báo doanh nghiệp ghi "Not classified"không xếp loại

Tài liệu tham khảo

  1. Bộ GD&ĐT, Khoa học tự nhiên 7 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2022 — bài 6 Giới thiệu về liên kết hoá học (liên kết ion: kim loại nhường electron cho phi kim, dùng cho sơ đồ cấu tạo).
  2. Bộ GD&ĐT, Khoa học tự nhiên 8 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 11 Muối (tính tan, phản ứng trao đổi, nhận biết gốc chloride bằng AgNO₃).
  3. Bộ GD&ĐT, Hoá học 11 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 2 Cân bằng trong dung dịch nước (vì sao dung dịch muối của base mạnh và acid mạnh trung tính).
  4. Bộ GD&ĐT, Hoá học 12 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2024 — bài 24 Nguyên tố nhóm IA (điện phân muối halide của kim loại kiềm, màu ngọn lửa, phân kali).
  5. Wikipedia, "Potassium chloride" (infobox dẫn CRC Handbook; mục Physical properties, Occurrence, Production, Fertilizer, Culinary use, Medical use, Industrial, Precautions), en.wikipedia.org — M 74,555, nhiệt độ nóng chảy 770 °C, nhiệt độ sôi 1 500 °C, khối lượng riêng 1,984 g/cm³, độ tan 27,77 / 33,97 / 54,02 g/100 mL ở 0 / 20 / 100 °C, tan trong glycerol và kiềm, ít tan trong alcohol, không tan trong ether, lập phương tâm diện với cạnh ô mạng 629,2 pm, chiết suất 1,4902 ở 589 nm, ngọn lửa tím nhạt, khoáng sylvin và sylvinit, Saskatchewan hơn 25 % sản lượng potash thế giới năm 2017, muriate of potash ≈ 60 % K₂O tương đương, vị đắng hoặc vị kim loại của muối ăn kiêng, 5 % dùng làm nguyên liệu KOH và chlorine (2005), thuốc chuẩn chữa hạ kali máu, Danh mục thuốc thiết yếu của WHO, bù nước đường uống, tăng kali máu làm tim ngừng đập, thuốc thứ ba trong tiêm thuốc độc, LD50 2 600 mg/kg đường miệng (≈ 190 g cho người 75 kg) và 57,2–66,7 mg/kg đường tĩnh mạch.
  6. Wikipedia, "Solubility table" (bảng S, g/100 mL nước), en.wikipedia.org — KCl: 28 (0 °C), 31,2 (10 °C), 34,2 (20 °C), 37,2 (30 °C), 40,1 (40 °C), 42,6 (50 °C), 45,8 (60 °C), 51,3 (80 °C), 53,9 (90 °C), 56,3 (100 °C); K₂SO₄ 11,1 g/100 mL ở 20 °C (câu hỏi so sánh phân kali).
  7. Wikipedia, "Potassium" (mục Commercial production, Physical properties), en.wikipedia.org — phương pháp nhiệt Na + KCl → NaCl + K thành cách điều chế chính từ những năm 1950; hợp chất kali cho ngọn lửa tím nhạt, đỉnh phát xạ 766,5 nm.
  8. Wikipedia, "Sodium chloride" (infobox dẫn CRC) và "Solubility table", en.wikipedia.org — NaCl: nhiệt độ nóng chảy 800,7 °C, khối lượng riêng 2,17 g/cm³, độ tan 35,9 g/100 mL ở 20 °C và 39,0 g ở 100 °C (bảng so sánh).
  9. ECHA CHEM, C&L Inventory: potassium chloride, EC 231-211-8, chem.echa.europa.eu — không có phân loại hài hoà (0 mục); 8 thông báo doanh nghiệp, nhóm nổi bật 93,06 % ghi "Not classified" (ECHA không trả về từ cảnh báo), nhóm 3,32 % xếp Aquatic Chronic 3 (H412); sodium chloride, EC 231-598-3 — cũng không có phân loại hài hoà, nhóm nổi bật 89,28 % ghi "Not classified" (bảng so sánh).
  10. FUNO, "Phân kali đỏ và vai trò trong nông nghiệp", funo.vn, và Goldsun, "Phân biệt kali trắng, kali đỏ và cách sử dụng", goldsunvn.com — tên thương mại tiếng Việt: KCl là "kali đỏ" (dạng bột màu đỏ), K₂SO₄ là "kali trắng"; hàng KCl thương phẩm hút ẩm cao và dễ vón cục.

Cùng nhóm muối

Xem tất cả hợp chất →

Cập nhật: