園芸用硫酸カリウムの水溶液のｐHについて。

質問

添付画像の園芸用硫酸カリウム肥料を購入し、液肥にしようと色々なWebサイトを巡って
調べて、下記のように処理した液肥のｐｈを測った所、ｐｈが強酸性（２．７）になりました。
硫化カリウムは水溶液中では中性と聞いておりましたので、このｐｈにショックを覚えています。

生成方法
１．トレビーノで塩素除去した５００ｍｌのお湯を沸かしそこに５０ｇの硫酸カリウムを溶かしいれる。
２．水道水に含まれていたカルシウムと反応し、硫酸カルシウム（石膏）が沈殿するので、コーピー
　　フィルターでろ過する。
３．約２０℃まで冷やす。この時点で硫酸カリウム水溶液としては飽和状態に近くなる。
４．沈殿した白い粉を再度ろ過する。
５．透明な硫酸カリウム（一部炭酸カリウム）溶液が出来上がる。

中学適度の化学知識しかもちあわせていないため、なぜこの溶液のｐHが強酸になるのか、
さっぱり理解できません。これくらいの知識しか持たない私でも理解できる様にできるだけ
噛み砕いて説明できる方おられましたら、是非ともご回答頂きたく思います。

中性のカリ液肥が欲しかったため、残念な状況になっています。

なお、この肥料には、９２．５％の硫酸カリウムが入っていて、あとの７．５％は不明です。
この０：０：５０は、窒素：リン：カリのそれぞれの％を示していて、５０は、K20換算での％
らしく、硫酸カリウム１００％でも、表示では０：０：５４程度にしかならないそうです。

成分の一部が不明なため、「もしかしたら～かもしれない」位のご回答でも突破口を
開ける可能性もあるため、歓迎致しますので、是非とも宜しくおねがい致します。

園芸で聞くべき内容なのか、化学なのか・・・微妙で迷ったのですが、こちらのほうが、
化学に詳しい方が沢山おられそうでしたので、化学として投稿させていただきました。
もしカテゴリ違いであれば、申し訳ございません；ｘ；

回答No.2

sanasha · ベストアンサー

園芸用の硫酸カリウムの製造方法ですが　単に精度と精製が悪いだけと思います。

硫酸(＋水)に苛性カリウムを加えて硫酸カリウムを生成させていると思います。

普通はモル計算をし各薬品量を決めて反応炉(ただの鉄釜かも)に投入するのですが
多分、反応が終わらないうちに硫酸カリウム塩をロータリーキルンなどで乾燥し
袋詰めしたのではないでしょうか。
　つまり硫酸根が硫酸カリウム塩に多く残っているものと考えられます。
それで水に溶かすと酸性を示すのでしょう。

かつて中国で同様の経験をしました。(硫酸ニッケルでしたが)

あとの処理は面倒でも酸性硫酸カリウム水溶液にpH計をいれ、確認しながら
苛性カリウム水溶液でpH７前後にすることです。

お礼

ご回答ありがとうございます。水酸化カリウムでの中和ですか。・・・苛性ソーダよりも塩基性が強いもののようですから買うのには書類と印鑑と身分証明書が必要ですね。液体石鹸を作りたいとか書けば買えるでしょうか・・・？

硫酸根・・・調べてみましたが、いまいち何のことなのかよくわかりませんでした。
園芸の世界では、硫酸カリ肥料は中性肥料として取り扱われていますが、カリ
が吸収されていく過程で土壌が酸性化するとあり、少々適当なものが混ざって
てもバレないだろうとかで適当な処理で造られた代物なのでしょうか・・・ただの
憶測ですが・・・　いちど苛性カリが入手できないか調べてみます。

ご返答ありがとうございました。

補足

今の工業的生産方法は、塩化カリウムを硫酸と熱するか、硫酸マグネシウムと塩化カリの複分解によって、硫酸カリを得てるという情報を得ました。硫酸＋苛性カリでは、苛性カリ原価が高すぎて１ｋｇ２９８円はちょっと無理かなーという想像もあり・・・　失敗作は雑草がぼーぼーの庭にでも撒いておけばOKかと（だめ？）・・・失敗作を下水に流すのを想定して中和するなら、苛性ソーダじゃだめですか？

回答No.4

indoken2

No.3です。
>３．約２０℃まで冷やす。この時点で硫酸カリウム水溶液としては飽和状態に近くなる。
>４．沈殿した白い粉を再度ろ過する。
に関連する回答では、「飽和液を冷やして沈澱が生じた」のだろう と私が間違って解釈していました。
申し訳ないです。

一番言いたかったことは、普通の市販の硫酸カリ肥料を水に溶かせば、そのまま液肥として使えるはずだ という事です。
もしも、その商品が強い酸性を示すのなら、中和する必要はありますがね。

また、もし純度にこだわるのでしたら、市販の硫酸カリウム（試薬）をお求めになったらいかがでしょう。
肥料よりは高いですが、500ｇで1300円ほどです。

いろいろ工夫なさって、面白そうなので、むしろ工夫すること自体が目的なのかもしれませんが、残念ながら、お示しになった手順が、元の市販肥料の硫酸カリウムの不純物を取り除くのに役立っているかどうか、かなり疑わしいです。

最初の沈殿物が、水道水に由来するカルシウムと肥料中の硫酸根がくっついた硫酸カルシウムだという考えが正しいとして、取り除かれのは、”水道水中のカルシウム”であって、肥料から取り除かれたのではありませんよね。

また、苛性カリウムをお使いになったようですが、本当に化学薬品の知識が不足なのでしたら、このような大変危険な薬品をお使いになることは、とても賛成できません。

なお、微量でも炭酸カリウムが存在するとすれば、溶液はアルカリ性を示すはずです。

お礼

重ね重ね、ご回答感謝致します。

>一番言いたかったことは、普通の市販の硫酸カリ肥料を
>水に溶かせば、そのまま液肥として使えるはずだ という事です。
>もしも、その商品が強い酸性を示すのなら、中和する必要はありますがね。

そのとおりで、最初の質問等に書いている通り強い酸性を示す為、
中和する必要がありました。

>また、もし純度にこだわるのでしたら、
>市販の硫酸カリウム（試薬）をお求めになったらいかがでしょう。
>肥料よりは高いですが、500ｇで1300円ほどです。

こだわっているのは、原価であり、純度ではありません。
といっても、純度が低すぎても困りものですが…
硫酸カリウムとしての純度を求めるなら、こんなややこしいこと
はせず、仰るとおり、硫酸カリウム試薬を買ってきて精製水に溶
かして使いますよ。＾－＾；
今回の工程において、もし、中性の硫酸カリ肥料が完成していた
と仮定した場合。この肥料の原価は、500mlで30円程になります。

>いろいろ工夫なさって、面白そうなので、むしろ工夫すること
>自体が目的なのかもしれませんが、残念ながら、お示しになっ
>た手順が、元の市販肥料の硫酸カリウムの不純物を取り除くの
>に役立っているかどうか、かなり疑わしいです。

まあ、半分工夫することが楽しいのもあります。
この手順がどのような理由で疑わしいのか、出来れば中学生でも
分かる程度の化学式でも良いので説明頂きたく思います。
「疑わしい」というだけならば、誰でも言えることですから。
なお、私自身も「疑わしい」とまでは言わないまでも、本当に出
来ているのか、不安ではあります。ですから、その「疑わしい」
理由をお聞かせ願えれば、とても有意義な回答となりえるので
はないでしょうか？

なお、pHが中性付近を示す硫酸カリ肥料を作りたいのであって、
不純物を取り除く工程は、単に沈殿するから邪魔なのでとってる
というだけです。不純物が水溶液中に溶解しているのであれば、
取り除く必要性はない。と考えています。
もし、中和滴定によって殆どのカリウム分が沈殿してしまってい
る。と仰るのであれば、本当にこの手順は無意味なものですが＾＾；

>最初の沈殿物が、水道水に由来するカルシウムと肥料中の硫酸根
>がくっついた硫酸カルシウムだという考えが正しいとして、取り
>除かれのは、”水道水中のカルシウム”であって、肥料から取り
>除かれたのではありませんよね。

その通りです。沈殿して邪魔なので取り除いた。それだけの事です。

>また、苛性カリウムをお使いになったようですが、本当に化学薬品
>の知識が不足なのでしたら、このような大変危険な薬品をお使いに
>なることは、とても賛成できません。

慎重に使用しております。苛性ソーダよりも危険な薬品であることは
十分承知しております。ご忠告感謝いたします。なお、化学専攻では
ないですが、私よりも化学薬品に対して知識を持つ方に薬品の扱い方
についてアドバイスを頂いて、そのとおりに利用、保管しております。

>なお、微量でも炭酸カリウムが存在するとすれば、溶液はアルカリ性
>を示すはずです。

ん～、つまり、硫酸カリ肥料を水道水に溶かした段階で出てくる石膏
様の物質は、硫酸カリウムと炭酸カルシウムの反応で出来た硫酸カル
シウムだと想定した場合、残りは炭酸とカリウムなわけですが、酸性
雰囲気の中に炭酸カリウムが存在し得ない。という解釈で宜しいので
しょうか？残りが炭酸カリウムであるというのは私の解釈ではありま
すが、実際、強アルカリを示す炭酸カリウムが、酸性雰囲気の中に存
在すれば、なんらかの中和反応を起こして、別の何かに変わっている
可能性があるのではないか…とは薄々と感じておりました。
が、なにになったにせよ、強い魚毒性を持つもので無ければ特に気に
する必要はないと考えています。炭酸カリウムなら、それも肥料とな
りえますので、そうだったら嬉しいな～程度の考えです。
で、実際は何が生まれたのか私の知識では分かりません＾－＾；

現実的にみて、硫酸カリ肥料を使った水草用液肥を作るに当たって、
苛性カリという入手が（カリ肥料と比較して）難しく、かつ素人が扱
うには難しい薬品を利用しなければいけない。という時点で既に人に
お勧めできる簡単なカリ肥料の作り方。ではなくなっているので、作
り方をBlogで紹介できなくなってしまい。半分の目的は失っておりま
す。
ただ、沢山の「水草水槽用のカリ肥料の作り方」を公開しているHPや
Blogの中で、その溶液のpHについて測定もせずに中性と決め付け全く
気にせず使っていることや、５０って書いてあるから硫酸カリが５０
％です。なんて書いてるサイトもあり、少しでも正しい作り方が分か
れば、それを公開したいと。考えていた所もあります。

もしかしたら、画像の硫酸カリだけが、強い酸性を示すのかもしれま
せん。他のメーカーの硫酸カリ肥料は、もしかしたら不純物を中性に
して販売してるかもしれません。もしそういう硫酸カリ肥料があれば
仰られてる通り、溶かせばそれでOKなわけで、この肥料での作り方を
公開するより、その中性になる肥料の名前とメーカーを公開すれば良
いだけとなり、私の今までの苦労は骨折り損の草臥れ儲けとなるわけ
ですが…。まあ、これも面白かったので良いでしょう。

他のメーカーからも０：０：５０の硫酸カリ肥料が販売されています
ので、探してきて溶かして、水溶液が中性に近いものを探すとうのが
素人ができる行動としては、一番正しい方法なのかもしれません。

補足

えっと、抜けてたかもしれないので、ご説明させていただくと、その水槽には、魚を飼っていますので、急激なｐH変化を極力避けたい。という意味で、中性の硫酸カリ液肥がほしい。と思っています。魚はｐｈ１の変化でも急激であれば、ｐｈショックを起こして死亡します。死亡しなくても弱ってしまいます。ですから、極力水に影響を与えないｐｈの液肥がほしかったので、そういう理由であることを、遅くなりましたが、捕捉説明とさせていただきます。

回答No.3

indoken2

何か大変に特殊な目的があるのなら別ですが、
硫酸カリウムの液肥を作るのが目的であれば、市販の硫酸加里肥料を溶かすだけで良いです。

なぜ、
わざわざ カルシウムを含む水道水で溶かしてから、水道水中のカルシウムを沈澱濾過したりするのか、
ほぼ飽和状態の硫酸カルシウム溶液を冷やすことによって沈澱した白い粉（＝ほぼ硫酸カルシウムと思われる）を濾過して取り除いてしまうのか、
元々の肥料中に含まれている不純物を取り除くのが目的だとしたら、お書きになっている５．の溶液に不純物がほとんど残っていると思われるので、せっかくの作業は、全く意味がありませんし、
そもそもが、良く分かりません。

お礼

ご回答ありがとうございます。

誠に申し訳ございませんが、
もう一度質問内容をお読みの上ご回答頂きたく思います。

ほぼ飽和状態にさせているのは、硫酸カルシウムではなく硫酸カリ
ウムです。水道水に含まれるカルシウムと一部反応し、硫酸カルシ
ウム（石膏）として沈殿し、硫酸カリウムと微量の炭酸カリウム溶
液が出来上がると想像しています。実際に石膏らしきものが沈殿し
ますからね。もし硫酸カリウムと、水道水のカルシウムとの反応で
出来る程度の炭酸カリウム溶液ならば、ｐｈは７近くを示すはずだ
と稚拙な私は思っています。

ですから、得たいものは硫酸カリウム、炭酸カリウムのいずれか、
もしくは混合液体であり、硫酸カルシウムは必要ではないためろ過
して取り除いています。

２回目のろ過では、硫酸カリウム、炭酸カリウムであるなら結晶化
したり沈殿しないであろう２０℃よりも上の温度で沈殿してきたも
のでありカリ肥料の７．５％の不純物の何かであると想定してろ過
しました。

特殊な目的であることには変わりません。水草水槽で使う液肥を作
ろうとしているのですから、ｐｈの急変は一緒に飼ってる熱帯魚に
大きな負担を与えるため、なんとか中性付近のカリ肥料を得たい
わけです。

そんな知識もないなら、アクア用のを買え。と思われるかもしれま
せんが・・・１：０：２５カリ肥料５０ｇ程度に９００円はさすが
にちょっと暴利すぎるだろうと・・・という理由で自作を考えた次
第です。園芸用カリ肥料は１ｋｇで２９８円ですしね。

これをなんとか簡単に処理して、アクア用液肥にできないかと…色
々と無い頭で考えながら進めていましたが、ここで頓挫してしまっ
たので、お知恵をお借りできないかと投稿させていただきました。

回答No.1

nious

肥料の事は不案内でよくわからないが、

不明な7.5%中に FeCl3 でも含まれているなら、

その程度のpHになっても不思議ではないでしょう。

お礼

ご回答ありがとうございます。

塩化鉄（III)ですか・・・黄色の粉末のようですね。
カリ肥料を見る限り、黄色がかった感じもなく、真っ白なので、ちょっと違う
気もしなくもありません。反応や沈殿途中に、白色以外のものが出来たりも
してないので、少し違う気がしなくもないです。

もし、次に行き詰った時、この線も視野にいれてみたいとおもいます。
ご回答ありがとうございました。

補足

No2さんが教えていただけた方法で、苛性カリウム溶液で、ｐｈ７近くまで中和滴定を行った所、突然黄色い沈殿物が現れました。ろ過した見た目では、黄色やや褐色でコロイド状の粘りがあり、もしかしたら、塩化鉄（ＩＩＩ）の沈殿かもしれません。突然現れたのでびっくりしました。硫酸根と一緒に中に混じっていたのかもしれません。酸性雰囲気の中では無色になっているのか、それとも、中性付近では溶解してられなくなって出てきたのか・・・無知な私には理解できませんが、とりあえず、ろ過するのにコーヒーフィルターではすぐ目詰まりしてしまうため、クッキングペーパーで大まかにろ過した後にコーヒーフィルターという２段構えでろ過しなければいけませんでした＾＾；