Tlenek potasu , zwany także tlenek dipotasowy jest sól jonowa i potas tlenu z tym wzorze K 2 O. jego strukturę przedstawiono na Figurze 1 (EMBL-EBI, 2016).
K 2 O jest najprostszym tlenkiem potasu, jest związkiem silnie reaktywnym i rzadko spotykanym. Niektóre materiały handlowe, takie jak nawozy i cementy, są badane przy założeniu procentowego składu, który byłby równoważny mieszaninie związków chemicznych K 2 O.
Rysunek 1: struktura tlenku potasu.
Tlenek potasu jest wytwarzany z wodorotlenku potasu (potaż żrący) i metalicznego potasu w temperaturze 450 ° C, wytwarzając wodór cząsteczkowy (tlenek potasu K2O, SF) zgodnie z równaniem:
2K + 2KOH * 2K 2 O + H 2 (450 ° C).
Uzyskuje się go również poprzez redukcję nadtlenku potasu zgodnie z reakcją:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° C).
Inną metodą otrzymywania tlenku potasu jest ogrzewanie węglanu potasu w wysokiej temperaturze, na co wskazuje następująca reakcja:
K 2 CO 3 ⇌ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C).
Jednak głównym sposobem otrzymywania tlenku potasu jest ogrzewanie azotanu potasu, w celu uzyskania azotu cząsteczkowego, na co wskazuje następująca reakcja:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
Fizyczne i chemiczne właściwości
Tlenek potasu to żółtawe czworościenne kryształy bez charakterystycznego aromatu (National Center for Biotechnology Information., 2017). Jej wygląd pokazano na rysunku 2 (elementy amerykańskie, SF).
Rysunek 2: wygląd tlenku potasu.
Związek ma masę cząsteczkową 94,2 g / mol i gęstość 2,13 g / ml w 24 ° C. Ma temperaturę topnienia 740 ° C, chociaż zaczyna się rozkładać w 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).
Związek jest odporny na ciepło i rozpuszczalny w etanolu i eterze. K 2 O krystalizuje w strukturze antifluorytu. Z tego powodu pozycje anionów i kationów są odwrócone w stosunku do ich pozycji w CaF 2 , przy czym jony potasu są koordynowane przy 4 jonach tlenku i jony tlenkowe przy 8 jony potasu.
K 2 O to zasadowy tlenek, który gwałtownie reaguje z wodą, tworząc żrący wodorotlenek potasu. Rozpływa się i pochłania wodę z atmosfery, inicjując tę energiczną reakcję.
Tlenek potasu jest odwracalnie utleniany do nadtlenku potasu w temperaturze 350 ° C, reaguje gwałtownie z kwasami, takimi jak kwas solny, tworząc sole potasu zgodnie z reakcją:
K 2 O + 2HCl → 2KCl + H 2 O.
Związek reaguje z dwutlenkiem azotu, tworząc azotan potasu i azotyn w temperaturze od 150 do 200 ° C:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
Tlenek potasu reaguje w niskich temperaturach z amoniakiem, tworząc amidy i wodorotlenek potasu zgodnie z reakcją:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C).
Reaktywność i zagrożenia
Tlenek potasu jest substancją niestabilną. Jest łatwo utleniany do innych tlenków potasu, nadtlenku lub tlenku kwasu potasowego (KHO). Związek nie jest palny, ale reaguje energicznie i egzotermicznie z wodą, tworząc wodorotlenek potasu (KOH).
Roztwór tlenku potasu w wodzie jest mocną zasadą, reaguje gwałtownie z kwasami i działa korodująco. Reaguje gwałtownie z wodą wytwarzając wodorotlenek potasu. Działa niszcząco na wiele metali w obecności wody (National Institute for Occupational Safety and Health, 2014).
Substancja działa żrąco na oczy, skórę i drogi oddechowe, a także po spożyciu. Wdychanie aerozolu może spowodować obrzęk płuc. Objawy obrzęku płuc często nie pojawiają się przez kilka godzin i nasilają się w wyniku wysiłku fizycznego.
W przypadku kontaktu z oczami sprawdź, czy nosisz soczewki kontaktowe i natychmiast je zdejmij. Oczy należy płukać bieżącą wodą przez co najmniej 15 minut przy otwartych powiekach. Można użyć zimnej wody. Nie należy stosować maści do oczu.
Jeśli substancja chemiczna wejdzie w kontakt z ubraniem, zdejmij ją tak szybko, jak to możliwe, chroniąc własne ręce i ciało. Umieść ofiarę pod prysznicem bezpieczeństwa.
Jeśli substancja chemiczna gromadzi się na odsłoniętej skórze ofiary, takiej jak ręce, zanieczyszczoną skórę należy delikatnie i ostrożnie umyć bieżącą wodą i nieściernym mydłem. Można użyć zimnej wody. Jeśli podrażnienie utrzymuje się, zasięgnąć porady lekarza. Wyprać zanieczyszczoną odzież przed ponownym użyciem.
W przypadku silnego kontaktu ze skórą należy ją przemyć mydłem dezynfekującym, a skażoną skórę pokryć kremem antybakteryjnym.
W przypadku wdychania, ofiara powinna odpocząć w dobrze wentylowanym miejscu. Jeśli wdychanie jest ciężkie, ofiarę należy jak najszybciej ewakuować w bezpieczne miejsce.
Poluzuj ciasne ubrania, takie jak kołnierzyk, pasek lub krawat. Jeśli poszkodowanemu trudno oddychać, należy podać tlen. Jeśli ofiara nie oddycha, przeprowadza się resuscytację usta-usta.
Zawsze należy pamiętać, że wykonanie resuscytacji usta-usta może być niebezpieczne dla osoby udzielającej pomocy, gdy wdychany materiał jest toksyczny, zakaźny lub żrący.
W przypadku połknięcia nie wywoływać wymiotów. Poluzuj ciasne ubrania, takie jak kołnierzyki koszuli, paski lub krawaty. Jeśli ofiara nie oddycha, należy przeprowadzić resuscytację usta-usta. We wszystkich przypadkach należy natychmiast zgłosić się do lekarza (IPCS, SF).
Aplikacje
Wzór chemiczny K 2 O (lub po prostu „K”) jest używany w kilku kontekstach przemysłowych: liczby NPK dla nawozów, receptury cementu i receptury szkła.
Tlenek potasu często nie jest stosowany bezpośrednio w tych produktach, ale ilość potasu jest podawana w postaci równoważników K 2 O dla dowolnego typu użytych związków potasu, takich jak węglan potasu.
Tlenek potasu to około 83% wagowych potasu, a chlorek potasu tylko 52%. Chlorek potasu dostarcza mniej potasu niż taka sama ilość tlenku potasu.
Dlatego jeśli nawóz zawiera 30% chlorku potasu w masie, jego standardowa zawartość potasu w przeliczeniu na tlenek potasu wynosiłaby tylko 18,8%. Od 10 do 100 ton tej substancji rocznie jest produkowane i / lub importowane do Europejskiego Obszaru Gospodarczego.
Substancja ta znajduje zastosowanie w chemii laboratoryjnej, nawozach, polimerach i środkach ochrony roślin. K 2 O ma zastosowanie przemysłowe, które powoduje produkcję innej substancji (stosowanie produktów pośrednich).
Tlenek potasu jest stosowany w obszarach mieszania preparatów i / lub przepakowywania oraz w rolnictwie, leśnictwie i rybołówstwie. Substancja ta używana jest do produkcji chemikaliów, wyrobów z tworzyw sztucznych oraz wyrobów mineralnych (np. Tynk, cement).
Uwalnianie się do środowiska tlenku potasu może nastąpić w wyniku zastosowania przemysłowego: jako etap pośredni w produkcji innej substancji (stosowanie półproduktów), przy sporządzaniu mieszanin, jako substancja pomocnicza w przetwórstwie oraz w przemysłowej obróbce ścierania z małą prędkością zwalnianie, cięcie, obróbka lub polerowanie metalu).
Inne uwalnianie tej substancji do środowiska jest możliwe przy zastosowaniu w pomieszczeniach, np. Płyny do prania / detergentów, produkty do pielęgnacji samochodu, farby i powłoki lub kleje, zapachy i odświeżacze powietrza.
Również do użytku wewnętrznego w systemach zamkniętych z minimalną emisją, np. Płyny chłodzące w lodówkach, grzejniki elektryczne na bazie oleju.
Tlenek potasu jest stosowany na zewnątrz w trwałych materiałach o niskim współczynniku uwalniania, na przykład metal, drewno i tworzywa sztuczne budowlane i konstrukcyjne.
Wewnątrz jest stosowany w materiałach o dużej trwałości i niskim współczynniku wydzielania, takich jak meble, zabawki, materiały budowlane, zasłony, obuwie, wyroby skórzane, wyroby z papieru i tektury, sprzęt elektroniczny.
Tę substancję można znaleźć w produktach z kamieniem, tynkiem, cementem, szkłem lub materiałami ceramicznymi (na przykład naczynia, garnki / patelnie, pojemniki do przechowywania żywności, materiały budowlane i izolacja) (Europejska Agencja Chemiczna, 2017).
Tlenek potasu jest stabilnym termicznie, wysoce nierozpuszczalnym źródłem potasu odpowiednim do zastosowań w szkle, optyce i ceramice. Związki tlenkowe nie przewodzą prądu.
Jednak niektóre strukturyzowane tlenki perowskitu są przewodnikami elektronicznymi, które znajdują zastosowanie w katodzie ogniw paliwowych ze stałym tlenkiem i układach wytwarzających tlen.
Są to związki zawierające co najmniej jeden anion tlenu i jeden kation metalu. Są niezwykle stabilne, dzięki czemu są przydatne w produkcji struktur ceramicznych, takich jak gliniane misy lub w zaawansowanej elektronice.
Jest również stosowany w lekkich elementach konstrukcyjnych w zastosowaniach lotniczych i elektrochemicznych, takich jak ogniwa paliwowe, w których wykazują przewodnictwo jonowe.
Związki tlenków metali są zasadowymi bezwodnikami i dlatego mogą reagować z kwasami i silnymi środkami redukującymi w reakcjach redoks.
Bibliografia
- Elementy amerykańskie. (SF). Tlenek potasu. Odzyskany z americanelements.com.
- EMBL-EBI. (2016, 19 września). tlenek potasu. Odzyskany z ChEBI: ebi.ac.uk.
- Europejska Agencja Chemiczna. (2017, 12 stycznia). Tlenek dipotasu. Odzyskany z echa.europa.eu.
- (SF). TLENEK POTASU. Odzyskany z inchem.org.
- Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. . (2017, 29 kwietnia). Baza danych PubChem Compound; CID = 9989219. Odzyskany z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy. (2014, 1 lipca). TLENEK POTASU. Odzyskany z cdc.gov.
- TLENEK POTASU K2O. (SF). Odzyskany z allreactions.com.
- Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). Oksydopotas potasu. Odzyskany z chemspider.com.