Việc tổng hợp K2CO3 (Kali cacbonat, còn gọi là “tro ngọc trai”) tại nhà có thể thực hiện thông qua nhiều phương pháp khác nhau, nhưng không phải phương pháp nào cũng thực sự thuận tiện. Một số phương pháp thường được nhắc đến bao gồm:
- Phân hủy nhiệt một phần kali bicacbonat.
- Phân hủy nhiệt cream of tartar (kali bitartrat).
- Cacbonat hóa một phần dung dịch KOH.
- Đun sôi (NH4)2CO3 với KOH trong dung dịch.
- Phương pháp Solvay cải tiến, thay thế trimetylamin cho amoniac và KCl cho NaCl.
- Phương pháp Leblanc cải tiến, thay thế K2SO4 cho Na2SO4.
Tuy nhiên, việc tìm kiếm các hóa chất cần thiết cho các phương pháp này có thể là một thách thức. Kali bicacbonat hoặc hydroxit không phải lúc nào cũng dễ dàng mua được tại các cửa hàng thông thường.
Một ý tưởng mới, tiềm năng hơn là tổng hợp K2CO3 từ các nguyên liệu dễ kiếm hơn như KCl (thường được bán dưới dạng chất thay thế muối) và Na2CO3 (soda giặt). Phản ứng dự kiến là phản ứng trao đổi ion:
2KCl + Na2CO3 → K2CO3 + 2NaCl
Vấn đề chính nằm ở việc tách K2CO3 ra khỏi NaCl sau phản ứng.
Độ tan khác nhau của Na2CO3, KCl, NaCl và K2CO3 trong nước ở các nhiệt độ khác nhau có thể là chìa khóa để giải quyết vấn đề này.
Ở khoảng 40-45 độ C, NaCl trở nên ít tan hơn so với Na2CO3. Đồng thời, KCl lại tan tốt hơn NaCl, trong khi K2CO3 vẫn luôn tan tốt hơn nhiều so với ba hợp chất còn lại.
Ý tưởng là, nếu cẩn thận kiểm soát nhiệt độ của dung dịch bão hòa Na2CO3 và KCl ở khoảng 43 độ C, ta có thể từ từ làm bay hơi nước. Khi nước bay hơi, NaCl sẽ kết tinh trước do độ tan thấp hơn. Sau đó, có thể lọc bỏ NaCl ra khỏi dung dịch khi dung dịch vẫn còn ấm hoặc nóng, để lại K2CO3 trong dung dịch.
Một biến thể khác là, khi các tinh thể bắt đầu hình thành, thêm một vài giọt nước vừa đủ để hòa tan lại mọi thứ. Sau đó, thêm một nhúm muối kosher không chứa i-ốt để “mồi” và thúc đẩy quá trình kết tinh NaCl. Khi thể tích dung dịch đạt đến giá trị lý thuyết, lọc bỏ muối kết tinh.
Phương pháp này, tận dụng sự khác biệt về độ tan của các muối, có thể là một cách tiếp cận khả thi để tổng hợp K2CO3 từ KCl và Na2CO3 tại nhà. Việc kiểm soát nhiệt độ chính xác và quá trình kết tinh cẩn thận là rất quan trọng để đạt được hiệu quả tách mong muốn.
