KALIUMHYDROXID: STRUKTUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2026

Den kaliumhydroxid är ett vitt kristallint oorganiskt fast. Dess kemiska formel är KOH. Dess kristaller absorberar lätt vatten från luften, varför det sägs vara en hygroskopisk förening. Det är en stark bas och absorberar koldioxid (CO ₂ ) från miljön.

Industriellt produceras det genom elektrolys av kaliumklorid (KCl). Av skäl för energibesparing och för produktens renhet används kvicksilverceller (Hg) i denna metod.

Kaliumhydroxid (KOH) pärlor. Det finns ingen maskinläsbar författare. Walkerma antog (baserat på upphovsrättsanspråk). Källa: Wikipedia Commons

Men under många år har det funnits oro över kvicksilverföroreningar som genererats genom denna process. I själva verket är utsläpp till miljön av avloppsvatten som innehåller kvicksilver strängt förbjudet. Det finns andra processer såsom membran och membran, men kvicksilver föredras eftersom det ger en 50% ren KOH-lösning.

Det finns också icke-elektrokemiska processer såsom nedbrytningen av kaliumnitrit (KNO ₂ ) i närvaro av ferrioxid (Fe ₂ O ₃ ).

KOH-lösningar erhållna i industriella processer indunstas för att uppnå 90-95% KOH. Resthalt av 5-10% vatten är bundet till KOH i form av kaliumhydroxid monohydrat (KOH.H ₂ O).

På grund av dess kaustiska egenskaper och dess starka basalitet har den mycket varierande tillämpningar. Det fungerar som råmaterial i tvålar och tvättmedel, tryckfärger eller kosmetika, bland andra användningar. Det används också för att tvätta industrigaser, för att detektera svampar med mikroskop och har tillämpning inom livsmedelsindustrin.

Även om det är en mycket stabil förening klassificeras den som frätande. Det måste hanteras med försiktighet, eftersom det kan orsaka brännskador på ögon, hud och slemhinnor.

Strukturera

KOH-kristallen vid vanliga temperaturer är monoklinisk, varvid varje kalium (K) atom är omgiven av en förvrängd oktaeder med syre (O) -atomer. I sin tur bildar hydroxylgrupperna (OH) en kedja i form av en sicksack kopplad av väten, där OO-avståndet är 3,35 A, vilket utesluter all betydande vätebindning.

Kristallstruktur av KOH vid vanliga temperaturer. Blå: Kalium, röd: syre, vit: väte. Benjah-bmm27. Källa: Wikipedia Commons

Vid höga temperaturer har KOH en kubisk kristallin form.

Nomenklatur

- Kaliumhydroxid.

- Caustic potash.

- Kaliumhydrat.

- Kaliumblekmedel.

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Vitt kristallint fast ämne.

Molekylvikt

56,106 g / mol.

Smältpunkt

380 ° C; 406 ºC har också rapporterats (varierar beroende på vatteninnehåll). Teknisk kvalitet (90-92% KOH) smälter vid ungefär 250 ° C.

Kokpunkt

1327 ° C

Densitet

2,044 g / cm ³

löslighet

Lösligt i kallt vatten (107 g / 100 ml vid 15 ºC) och i varmt vatten (178 g / 100 ml vid 100 ºC). Dess upplösning i vatten är en mycket exoterm process, vilket innebär att en stor mängd värme genereras.

Lösligt i alkoholer. Lösligt i glycerin. Olöslig i eter.

pH

13,5 (i 0,1 molar vattenlösning).

Andra egenskaper

Dess kristaller är deliquescent eller hygroskopiska, vilket innebär att det absorberar vatten från luften. Det absorberar också lätt CO ₂ från luften.

Dess kemiska reaktioner är egenskaperna hos en stark bas. I vattenlösning reagerar den med vilken svag syra som helst för att bilda kaliumsaltet av syran. Till exempel, reagerar det med kolsyra (H ₂ CO ₃ ) eller med koldioxid (CO ₂ ) för att bilda kaliumvätekarbonat eller karbonat.

Reagerar med alkoholer för att bilda kaliumalkoxider, eller med vätesulfid H ₂ S till formen kaliumsulfid eller bisulfid.

I vattenhaltiga system bildar KOH olika hydrater: mono-, di- och tetrahydrater.

Vattenhaltiga KOH-lösningar är färglösa, starkt basiska, såpande och kaustiska. Det är ett frätande material, både fast och i lösning.

Det är inte brandfarligt, men vid uppvärmning till sönderdelning avger det giftiga och frätande K ₂ O- ångor .

Det orsakar allvarliga brännskador för ögon, hud och slemhinnor och i kontakt med metaller, såsom aluminium, tenn, bly eller zink, kan det generera den utvecklingen av vätgas (H ₂ ), som är mycket brandfarligt.

Värmen som produceras genom att komma i kontakt med fukt eller andra ämnen kan skapa tillräckligt med värme för att antända brännbara material.

tillämpningar

Vid produktion av andra kaliumföreningar

Kaliumhydroxid används som råmaterial för den kemiska och farmaceutiska industrin. Den används för att producera kaliumkarbonat (K ₂ CO ₃ ), kaliumpermanganat (KMnO ₄ ), kaliumfosfat (K ₃ PO ₄ ), kaliumsilikat (K ₂ SiO ₃ ) och kaliumcyanid (KCN), bland andra. föreningar.

I olika applikationer

KOH med hög renhet har tillämpning vid tillverkning av bekämpningsmedel, syntes av bläck och färgämnen, kemikalier för tandkött, inom fotografering som en alkalifotoutvecklare, som en elektrolyt i alkaliska batterier och bränsleceller, i elektrolys av vatten, vid elektroplätering. eller galvanisering, litografi, etc.

KOH av teknisk kvalitet används som råmaterial i tvätt- och tvålindustrin; vid tillverkning av kosmetika, glas och textilier; att avsvavla råolja; som torkmedel och i färg- och lackborttagningsmedel, bland andra tillämpningar.

Det är också användbart som ett kaustiskt medel i träindustrin, vid bomullsmercerisering, i analytisk kemi för alkalimetriska titreringar, vid organisk syntes och vid vattenbehandling.

I medicinska tillämpningar

Inom medicinen används det vid våtmontering under beredningen av kliniska prover för mikroskopisk visualisering av svampar och andra svampelement i bland annat hud, hår, naglar.

KOH-preparatet används för att klargöra kliniskt material så att svampelement lättare kan ses.

Ett kliniskt provfragment sätts till en del av 10% KOH-lösning på en glasrutschbana. Den täcks sedan med ett täckobjekt och får stå vid rumstemperatur för att låta värdcellerna smälta. Slutligen observeras det under mikroskopet.

Mikroskop. Bild av Konstantin Kolosov. Källa: Pixabay

Å andra sidan är KOH i form av en aktuell lösning effektiv vid behandling av vårtor.

I kosmetikindustrin

Det används i vissa nagelstädare, rakkräm och tvålar, eftersom dess frätande egenskaper gör det mycket effektivt att sönderdela eller ta bort mjuk vävnad och ta bort hår.

tvål Bild av Ritual. Källa: Pixabay

Inom jordbruket

Det används i gödselmedel och andra jordbruksprodukter som herbicider och bekämpningsmedel.

I industriella kemiska processer

KOH är användbar vid rengöring och vid tvättning eller rening av industrigaser, särskilt när syraavlägsnande krävs.

Till exempel, på grund av att det är lätt att reagera med CO ₂ , används det för att absorbera denna gas. Vidare är det idealiskt för att reagera med syror, vilket är varför det används för att avlägsna vätesulfid (H ₂ S). Och på liknande sätt för att ta bort kväveoxider.

Industriell process. Bild av Michael Gaida. Källa: Pixabay

Inom livsmedelsindustrin

Det används för att justera pH, som stabilisator och som förtjockningsmedel i livsmedelsindustrin.

Det har betraktats av US Food and Drug Administration, eller FDA (för dess förkortning English Food and Drug Administration), som en direkt ingrediens i livsmedel för människor, under förutsättning att det används under villkoren relaterade till god tillverkningssed. .

Att få biodiesel

Biodiesel är ett flytande bränsleersättare för diesel eller diesel. Det erhålls från vegetabiliska oljor eller animaliska fetter. KOH har använts som katalysator vid framställning av biodiesel.

Nyliga studier

Under flera år har uppmärksamhet ägnats åt föroreningar av hav av plastavfall, som drabbar mer än 550 arter av marin fauna, både genom att förtära plast och genom att fångas i avfallet.

Av detta skäl försöker man hitta metoder som möjliggör bearbetning av prover från matsmältningskanalen hos djur, upplöser det organiska materialet men utan att lösa upp plasten som intas av proverna.

I denna mening har det visat sig att användningen av KOH-lösningar för att separera plast från organiskt material är en praktisk och effektiv metod, vilket kan vara mycket användbart i kvantitativa studier av plastintag av vild marin fauna.

referenser

1. Mahmoud A. Ghannoum och Nancy C. Isham. (2009). Dermatofyter och dermatofytoser. I Clinical Mycology. Andra upplagan. Återställs från sciencedirect.com.
2. Kühn, S. et al. (2016). Användning av kaliumhydroxidlösning (KOH) som ett lämpligt tillvägagångssätt för att isolera plast som intas av marina organismer. I marin föroreningsbulletin. Återställs från sciencedirect.com.
3. Cotton, F. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volym 19. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
5. Ullmanns encyklopedi för industriell kemi. (1990). Femte upplagan. Volym A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
6. National Library of Medicine. (2019). Kaliumhydroxid. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Krisada Noiroj, et al. (2009). En jämförande studie av KOH / Al ₂ O ₃ och KOH / NaY katalysatorer för biodiesel via transesterifiering från palmolja. I förnybar energi. Återställs från sciencedirect.com.