KALIUMFOSFAT (K3PO4): STRUKTUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2026

Den kaliumfosfat är en oorganisk förening består av tre kaliumjoner K ⁺ och en fosfatjon PO ₄ ^3- . Dess kemiska formel är K ₃ PO ₄ . Det är ett färglöst eller vitt kristallint fast ämne. Det är mycket lösligt i vatten och bildar alkaliska lösningar, det vill säga med många OH-joner ^- därför basiskt pH.

Fosfatjonen har en viktig funktion i celler som har energilagring att göra. Kaliumfosfat används allmänt i organiska kemi-reaktioner där det kan fungera som en bas, det vill säga att ta H ⁺ -protoner . Det kan också fungera som en katalysator eller accelerator för vissa reaktioner.

Fast kalium K ₃ PO ₄ fosfat . Xavier13540 på kinesisk Wikipedia. Källa: Wikimedia Commons.

Det har använts för att minska angreppet av vissa insekter på veteplanter eftersom det gör dem mer motståndskraftiga mot dessa. Emellertid, har det observerats att den gynnar utvecklingen av metan (CH ₄ ), en växthusgas, från ris mikrokulturer.

Det har använts som ett laxermedel för att öka varaktigheten för lokalbedövning, för att stoppa hålrummen och för att hjälpa beläggningsytor, bland andra tillämpningar.

Strukturera

Kaliumfosfat består av tre K ⁺ kaliumkatjoner och en PO ₄ ^3- fosfatanjon .

Fosfatjonen PO ₄ ^3- består av en fosforatom (P) och fyra syreatomer (O), där fosfor har ett oxidationstillstånd av 5 och syreatomerna en valens av -2.

Struktur av kaliumfosfat K ₃ PO ₄ . Edgar181. Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

• Kaliumfosfat
• Tripotassium fosfat
• Tribasisk kaliumfosfat
• Tripotassium ortofosfat

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglös eller vit kristallin fast substans.

Molekylvikt

212,27 g / mol

Smältpunkt

1340 ºC

Densitet

2,564 g / cm ^{^}

löslighet

Mycket löslig i vatten: 106 g / 100 g vatten vid 25 ° C. Olöslig i etanol.

pH

En lösning med 1% K ₃ PO ₄ har ett pH av 11,5-12,3.

Kemiska egenskaper

När det är löst i vatten, separeras kaliumfosfat i de tre kaliumkatjonerna K ⁺ och fosfatanjonen PO ₄ ^3- . Fosfatanjonen tar en proton från vattnet och vätefosfatanjonen HPO ₄ ^{2- bildas} . Den senare i sin tur tar en annan proton från vatten och blir divätefosfat anjonen H ₂ PO ₄ ^- .

PO ₄ ^3- + H ₂ O ⇔ HPO ₄ ^2- + OH-

HPO ₄ ^2- + H ₂ O ⇔ H ₂ PO ₄ ^- + OH ^-

Som OH-joner bildas ^- den vattenhaltiga lösningen blir alkalisk.

Andra egenskaper

Förutom den vattenfria formen (utan vatten) har den flera hydratiserade former; Detta innebär att K ₃ PO ₄ -molekylen kan åtföljas av en eller flera vattenmolekyler inom kristallstrukturen.

Av denna anledning, kan den bilda exempelvis monohydratet K ₃ PO ₄ .H ₂ O, trihydratet K ₃ PO ₄ .3H ₂ O, den heptahydrat och nonahydrat.

Roll av fosfat i människokroppen

Fosfatjonen PO ₄ ^3- är den vanligaste anjonen i cellerna och spelar en viktig roll i energilagring.

Fosfatjonen deltar också i bildandet och näringsaktiviteterna för ben och tänder, eftersom det reglerar koncentrationen av kalcium i blodserum och i många energiöverföringsreaktioner i cellen.

Erhållande

Kaliumfosfat kan erhållas utgående från reaktionen mellan kaliumklorid KCl och ammoniumfosfat (NH ₄ ) ₃ PO ₄ .

Kaliumklorid + ammoniumfosfat → kaliumfosfat + ammoniumklorid

3 KCl + (NH ₄ ) ₃ PO ₄ → K ₃ PO ₄ + 3 NH ₄ Cl

tillämpningar

Som bas i organiska kemi-reaktioner

Kaliumfosfat K ₃ PO ₄ har använts i olika organiska kemireaktioner. Till exempel används det i syntesen av acetylener med utgångspunkt från dibrominerade föreningar.

I denna syntes ett dehydrobromering inträffar (eliminering av väte och brom), där den vattenfria fasta K ₃ PO ₄ (utan vatten) fungerar som en mjuk bas och tar två protoner från molekylen, de två bromatomer undanröjs och motsvarande acetylen.

C ₆ H ₅ -CHBr-CH ₂ Br + 2 K ₃ PO ₄ → C ₆ H ₅ -C = CH + 2 KBr + 2 K ₂ HPO ₄

Författare: Clker-Free-Vector-Images. Källa: Pixabay.

Som katalysator

K ₃ PO ₄ tjänar som katalysator i olika organiska kemireaktioner. Till exempel har den använts som ett fast ämne för att erhålla biodiesel från använt stekolja.

Biodiesel är ett bränsle som liknar diesel men erhållet från naturliga fetter eller oljor som används eller inte.

Kaliumfosfat var mer effektiv som en katalysator eller accelerator för denna reaktion än natriumfosfat Na ₃ PO ₄ och kalciumoxid CaO.

Inom jordbruket

K ₃ PO ₄ har använts för att behandla veteplanter och göra dem resistenta mot vissa skadedjur.

Vetväxter kan behandlas med K ₃ PO _{4 för} att göra dem resistenta mot vissa typer av insekter. Författare: Hans Braxmeier. Källa: Pixabay.

Vissa forskare behandlade veteplantor med kaliumfosfat och det visade sig att det orsakar resistens mot bladlösen Diuraphis noxia, ett insekt som attackerar dessa växter.

Efter applicering av en utspädd lösning av K ₃ PO ₄ på plantorna, var mindre allvarliga symtomen som orsakas av dessa insekter och en minskning av antalet bladlöss som livnär sig på dem observerade.

Författare: Hans Braxmeier. Källa: Pixabay.

I medicinska tillämpningar

Kaliumfosfat har använts för att modifiera bedövningseffekten av lidokain, ett lokalbedövningsmedel. Ett lokalbedövningsmedel är ett läkemedel som när det appliceras på ett område i kroppen orsakar förlust av känslighet för smärta i det området.

Det konstaterades att K ₃ PO ₄ gör det möjligt att förlänga lokalbedövning av lidokain.

Som laxermedel

Kaliumfosfat ökar tarminnehållets flytande eftersom det hjälper till att hålla kvar vatten i tarmen, vilket indirekt inducerar tarmmuskelkontraktion.

Inom veterinärmedicin

K ₃ PO ₄ används i djur med diabetisk ketoacidos (en komplikation vid diabetes) till behandla hypofosfatemi (låg mängden fosfat i blodet).

Men när det ges i överskott kan det orsaka hypokalcemi (lågt kalcium i blodet), hyperfosfatemi (överskott av fosfat i blodet), ofrivillig muskelsammandragning, mineralisering av mjuka vävnader och njursvikt.

Hundar med diabetisk acidos kan behandlas med kaliumfosfat. Författare: David Mark. Källa: Pixabay.

Vid erhållande av DNA

Kaliumfosfat har använts som buffert för att rena DNA i genetiklaboratorier.

DNA är ett protein som finns i celler och innehåller all genetisk information som är nödvändig för utveckling och funktion av levande varelser.

Genom att isolera DNA fördjupar forskare studien om hur ärvda egenskaper överförs, varför kaliumfosfat är till stor hjälp.

Ritning av en DNA-molekyl. Författare: PublicDomainPictures. Källa: Pixabay.

I olika applikationer

Kaliumfosfat K ₃ PO ₄ serverar:

• som ett kosttillskott,
• för utbyte av elektrolyt,
• som en buffert, det vill säga som ett kemiskt system som gör det möjligt att kontrollera halterna av OH ^- eller väte H ⁺ -joner i vattenlösning,
• att bromsa eller hämma tandröta,
• som korrosionsinhibitor och antifouingsmedel,
• som ett ytbehandlingsmedel och beläggningsmedel,
• som frostskyddsmedel,
• i rengöringsprodukter.

Korroderade rör. K ₃ PO ₄ gör det möjligt att undvika korrosion i rören i vissa industrier eller processer. Författare: Michael Gaida. Källa: Pixabay.

Negativ aspekt för användning i jordbruket

Vissa forskare funnit att tillsats av K ₃ PO ₄ till en ris mikro ökar utsläppen av metan (CH ₄ ) i atmosfären. Metan är en gas som bidrar till växthuseffekten och ökar temperaturen på vår planet.

referenser

1. US National Library of Medicine. (2019). Kaliumfosfat. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Panciera, DL (2012). Fluidterapi vid endokrina och metabola störningar. Fosfortillskott. Vid vätske-, elektrolyt- och syrabasstörningar i smådjurspraxis (fjärde upplagan). Återställs från sciencedirect.com.
3. Shenawi-Khalil, S. et al. (2012). Syntes av acetylener via dehydrobromering med användning av fast vattenfritt kaliumfosfat som bas under fasöverföringsbetingelser. Tetrahedron Letters, bind 53, nummer 18, 2012, sidorna 2295-2297. Återställs från sciencedirect.com.
4. Guan, G. et al. (2009). Tri-kaliumfosfat som en fast katalysator för biodieselproduktion från matlagningsolja. Fuel Processing Technology, Volym 90, nummer 4, 2009, sidor 520-524. Återställs från sciencedirect.com.
5. Kulkami, MA (2012). Mekanisk metod för snabb och lösningsmedelfri syntes av a-hydroxifosfonater med användning av kaliumfosfat som katalysator. Kommer Rendus Chimie, vol 16, nummer 2, 2013, sidorna 148-152. Återställs från sciencedirect.com.
6. Venter, E. et al. (2014). Kaliumfosfat inducerar tolerans mot den ryska vete bladlöss (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) i vete. Crop Protection Vol 61, juli 2014, sidorna 43-50. Återställs från sciencedirect.com.
7. Bonturi, N. et al. (2013). Natriumcitrat och kaliumfosfat som alternativa adsorptionsbuffertar i hydrofob och aromatisk tiofil kromatografisk rening av plasmid-DNA från neutraliserat lysat. Journal of Chromatography B, Volumes 919-920, 2013, Pages 67-74. Återställs från sciencedirect.com.
8. Conrad, R. och Klose, M. (2005). Effekt av kaliumfosfatgödsling på produktion och utsläpp av metan och dess ¹³ C-stabila isotopkomposition i rismikrokosmos. Soil Biology and Biochemistry, Vol 37, Issue 11, 2005, Pages 2099-2108. Återställs från sciencedirect.com.
9. Lide, DR (redaktör) (2003). CRC-handbok för kemi och fysik. 85: ^e CRC-tryck.
10. Smokefoot. (2019). Tripotassium fosfat. Återställs från en.wikipedia.org