WODOROTLENEK POTASU: BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI, ZASTOSOWANIE - CHEMIA - 2026

Wodorotlenku potasu jest białą krystaliczną substancji stałej. Jego wzór chemiczny to KOH. Jego kryształy łatwo absorbują wodę z powietrza, dlatego mówi się, że jest związkiem higroskopijnym. Jest mocną zasadą i pochłania dwutlenek węgla (CO ₂ ) z otoczenia.

W przemyśle jest wytwarzany przez elektrolizę chlorku potasu (KCl). Ze względu na oszczędność energii i czystość produktu w tej metodzie stosuje się ogniwa rtęciowe (Hg).

Kulki wodorotlenku potasu (KOH). Nie podano autora do odczytu maszynowego. Założono Walkermę (na podstawie roszczeń dotyczących praw autorskich). Źródło: Wikipedia Commons

Ale od wielu lat istnieje obawa o zanieczyszczenie rtęcią powstające w tym procesie. W rzeczywistości odprowadzanie do środowiska ścieków zawierających rtęć jest surowo zabronione. Istnieją inne procesy, takie jak membrana i membrana, ale rtęć jest preferowana, ponieważ wytwarza 50% czysty roztwór KOH.

Istnieją również procesy nieelektrochemiczne, takie jak rozkład azotynu potasu (KNO ₂ ) w obecności tlenku żelaza (Fe ₂ O ₃ ).

Roztwory KOH otrzymane w procesach przemysłowych są odparowywane do 90-95% KOH. Pozostała zawartość 5-10% wody jest związana z KOH w postaci monohydratu wodorotlenku potasu (KOH.H ₂ O).

Ze względu na swoje właściwości żrące i silną zasadowość ma bardzo zróżnicowane zastosowania. Służy jako surowiec m.in. do produkcji mydeł i detergentów, farb drukarskich czy kosmetyków. Służy również do przemywania gazów przemysłowych, w detekcji grzybów pod mikroskopem i znajduje zastosowanie w przemyśle spożywczym.

Chociaż jest to bardzo stabilny związek, jest klasyfikowany jako żrący. Należy obchodzić się z nim ostrożnie, ponieważ może powodować oparzenia oczu, skóry i błon śluzowych.

Struktura

Kryształ KOH w zwykłych temperaturach jest jednoskośny, a każdy atom potasu (K) otoczony jest zniekształconym oktaedrem atomów tlenu (O). Z kolei grupy hydroksylowe (OH) tworzą łańcuch w postaci zygzaka połączonego wodorami, gdzie odległości OO wynoszą 3,35 A, co wyklucza jakiekolwiek znaczące wiązania wodorowe.

Struktura krystaliczna KOH w zwykłych temperaturach. Niebieski: potas, czerwony: tlen, biały: wodór. Benjah-bmm27. Źródło: Wikipedia Commons

W wysokich temperaturach KOH ma sześcienną postać krystaliczną.

Nomenklatura

- Wodorotlenek potasu.

- Potaż żrący.

- Wodzian potasu.

- wybielacz potasowy.

Nieruchomości

Stan fizyczny

Białe krystaliczne ciało stałe.

Waga molekularna

56,106 g / mol.

Temperatura topnienia

380 ° C; Odnotowano również 406 ° C (różni się w zależności od zawartości wody). Gatunek techniczny (90-92% KOH) topi się w temperaturze około 250ºC.

Temperatura wrzenia

1327 ° C.

Gęstość

2,044 g / cm ³

Rozpuszczalność

Rozpuszczalny w zimnej wodzie (107 g / 100 ml przy 15 ° C) i w gorącej wodzie (178 g / 100 ml przy 100 ° C). Jego rozpuszczanie w wodzie jest procesem bardzo egzotermicznym, co oznacza, że ​​generowana jest duża ilość ciepła.

Rozpuszczalny w alkoholach. Rozpuszczalny w glicerynie. Nierozpuszczalny w eterze.

pH

13,5 (w 0,1 molowym roztworze wodnym).

Inne właściwości

Jego kryształy są rozpływające się lub higroskopijne, co oznacza, że ​​pochłania wodę z powietrza. Z łatwością pochłania również CO ₂ z powietrza.

Jego reakcje chemiczne są cechami silnej zasady. W roztworze wodnym reaguje z każdym słabym kwasem, tworząc sól potasową kwasu. Na przykład reaguje z kwasem węglowym (H ₂ CO ₃ ) lub z dwutlenkiem węgla (CO ₂ ), tworząc wodorowęglan lub węglan potasu.

Reaguje z alkoholami, z wytworzeniem alkoholanów potasu lub siarkowodorem H ₂ S do siarczku tworzą potasu lub dwusiarczkiem.

W układach wodnych KOH tworzy różne hydraty: mono-, di- i tetrahydraty.

Wodne roztwory KOH są bezbarwne, silnie zasadowe, mydlane i żrące. Jest to materiał korozyjny, zarówno stały, jak i w roztworze.

Nie jest palny, ale po podgrzaniu w celu rozkładu wydziela toksyczne i żrące opary K ₂ O.

Powoduje poważne oparzenia oczu, skóry i błon śluzowych, aw kontakcie z metalami, takimi jak aluminium, cyna, ołów czy cynk, może powodować wydzielanie się wodoru (H ₂ ), który jest wysoce łatwopalny.

Ciepło powstające w wyniku kontaktu z wilgocią lub innymi substancjami może wytworzyć wystarczającą ilość ciepła do zapalenia materiałów palnych.

Aplikacje

W produkcji innych związków potasu

Wodorotlenek potasu jest stosowany jako surowiec w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym. Wykorzystywany jest do produkcji m.in. węglanu potasu (K ₂ CO ₃ ), nadmanganianu potasu (KMnO ₄ ), fosforanu potasu (K ₃ PO ₄ ), krzemianu potasu (K ₂ SiO ₃ ) i cyjanku potasu (KCN). związki.

W różnych zastosowaniach

KOH o wysokiej czystości znajduje zastosowanie w produkcji pestycydów, syntezie tuszy i barwników, chemikaliów do dziąseł, w fotografii jako alkaliczny wywoływacz fotografii, jako elektrolit w bateriach alkalicznych i ogniwach paliwowych, w elektrolizie wody, w elektroosadzaniu lub galwanotechnika, litografia itp.

KOH klasy technicznej jest stosowany jako surowiec w przemyśle detergentów i mydeł; w produkcji kosmetyków, szkła i tekstyliów; do odsiarczania ropy naftowej; jako środek suszący oraz w zmywaczach do farb i lakierów m.in.

Jest również przydatny jako środek żrący w przemyśle drzewnym, w merceryzacji bawełny, w chemii analitycznej do miareczkowania alkalimetrycznego, w syntezie organicznej i przy uzdatnianiu wody.

W zastosowaniach medycznych

W medycynie stosowany jest do mocowania na mokro podczas przygotowywania preparatów klinicznych do mikroskopowej wizualizacji grzybów i innych elementów grzybiczych m.in. na skórze, włosach, paznokciach.

Preparat KOH służy do klarowania materiału klinicznego, aby elementy grzybowe były lepiej widoczne.

Fragment próbki klinicznej dodaje się do porcji 10% roztworu KOH na szkiełku. Następnie przykrywa się ją przedmiotem-przykryciem i pozostawia w temperaturze pokojowej, aby umożliwić strawienie komórek żywiciela. Wreszcie jest obserwowany pod mikroskopem.

Mikroskop. Zdjęcie: Konstantin Kolosov. Źródło: Pixabay

Z drugiej strony KOH w postaci miejscowego roztworu jest skuteczny w leczeniu brodawek.

W branży kosmetycznej

Jest stosowany w niektórych środkach do czyszczenia paznokci, kremach do golenia i mydłach, ponieważ jego właściwości korozyjne sprawiają, że jest bardzo skuteczny w rozkładaniu lub usuwaniu tkanek miękkich i usuwaniu włosów.

Mydła Obraz rytuału. Źródło: Pixabay

W rolnictwie

Jest stosowany w nawozach i innych produktach rolniczych, takich jak herbicydy i pestycydy.

W przemysłowych procesach chemicznych

KOH jest przydatny w operacjach czyszczenia oraz do przemywania lub oczyszczania gazów przemysłowych, zwłaszcza gdy wymagane jest usuwanie kwasu.

Na przykład ze względu na łatwość reagowania z CO ₂ służy do pochłaniania tego gazu. Ponadto doskonale nadaje się do reakcji z kwasami, dlatego służy do usuwania siarkowodoru (H ₂ S). Podobnie, aby usunąć tlenki azotu.

Proces przemysłowy. Zdjęcie: Michael Gaida. Źródło: Pixabay

W przemyśle spożywczym

Służy do regulacji pH, jako stabilizator oraz jako zagęszczacz w przemyśle spożywczym.

Został uznany przez Amerykańską Agencję ds.Żywności i Leków lub FDA (od angielskiego akronimu od angielskiego Food and Drug Administration) jako bezpośredni składnik żywności dla ludzi, pod warunkiem, że jest stosowany w warunkach związanych z dobrymi praktykami produkcyjnymi. .

W pozyskiwaniu biodiesla

Biodiesel jest płynnym paliwem zastępującym olej napędowy lub olej napędowy. Otrzymywany jest z olejów roślinnych lub tłuszczów zwierzęcych. KOH został użyty jako katalizator w produkcji biodiesla.

Ostatnie badania

Od kilku lat zwraca się uwagę na zanieczyszczenie mórz odpadami z tworzyw sztucznych, które wpływają na ponad 550 gatunków fauny morskiej, zarówno poprzez spożywanie plastiku, jak i uwięzienie w odpadach.

Z tego powodu podejmuje się próby znalezienia metod, które pozwolą na przetwarzanie próbek z przewodu pokarmowego zwierząt, rozpuszczając materiał organiczny, ale bez rozpuszczania plastiku wchłoniętego przez próbki.

W tym sensie stwierdzono, że stosowanie roztworów KOH do oddzielania tworzyw sztucznych od materii organicznej jest praktyczną i skuteczną metodą, która może być bardzo przydatna w badaniach ilościowych spożycia tworzyw sztucznych przez dziką faunę morską.

Bibliografia

1. Mahmoud A. Ghannoum i Nancy C. Isham. (2009). Dermatofity i dermatofity. W Mikologii Klinicznej. Druga edycja. Odzyskany z sciencedirect.com.
2. Kühn, S. i in. (2016). Zastosowanie roztworu wodorotlenku potasu (KOH) jako odpowiedniego podejścia do izolacji tworzyw sztucznych wchłanianych przez organizmy morskie. W Biuletynie Zanieczyszczenia Morskiego. Odzyskany z sciencedirect.com.
3. Cotton, F. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Zaawansowana chemia nieorganiczna. Czwarta edycja. John Wiley & Sons.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyklopedia technologii chemicznej. Tom 19. Wydanie czwarte. John Wiley & Sons.
5. Encyklopedia chemii przemysłowej Ullmanna. (1990). Piąta edycja. Tom A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
6. National Library of Medicine. (2019). Hydroksyd potasu. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Krisada Noiroj, i in. (2009). Badanie porównawcze katalizatorów KOH / Al ₂ O ₃ i KOH / NaY do produkcji biodiesla poprzez transestryfikację z oleju palmowego. W energii odnawialnej. Odzyskany z sciencedirect.com.