Den kaliumoxid , även kallad dikalium oxid är ett joniskt salt och kalium syre med den formel K 2 O. Dess struktur visas i fig 1 (EMBL-EBI, 2016).
K 2 O är den enklaste kaliumoxid, det är en mycket reaktiv förening och sällan finns. Vissa kommersiella material, såsom gödningsmedel och cement, testas under antagande andelen kompositionen som skulle vara ekvivalent med blandning av kemiska föreningar K 2 O.
Figur 1: struktur av kaliumoxid.
Kaliumoxid produceras av kaliumhydroxid (kaustisk kalium) och metalliskt kalium vid 450 ° C, vilket producerar molekylväte (POTASSIUM OXIDE K2O, SF) enligt ekvationen:
2K + 2KOH * 2K 2 O + H 2 (450 ° C).
Det erhålls också genom att reducera kaliumperoxid enligt reaktionen:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° C).
En annan metod för att erhålla kaliumoxid är genom att värma upp kaliumkarbonatet vid höga temperaturer såsom indikeras genom följande reaktion:
K 2 CO 3 ⇌ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C).
Det huvudsakliga sättet att erhålla kaliumoxid är emellertid genom att värma upp kaliumnitrat, erhålla molekylärt kväve såsom indikeras av följande reaktion:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
Fysiska och kemiska egenskaper
Kaliumoxid är gulaktiga tetraedriska kristaller utan en karakteristisk arom (National Center for Biotechnology Information., 2017). Dess utseende visas i figur 2 (amerikanska element, SF).
Bild 2: kaliumoxid.
Föreningen har en molekylvikt av 94,2 g / mol och en densitet av 2,13 g / ml vid 24 ° C. Den har en smältpunkt på 740 ° C även om den börjar sönderdelas vid 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).
Föreningen är värmebeständig och löslig i etanol och eter. K 2 O kristalliserar i antifluorite strukturen. Av detta skäl är positionerna för anjonerna och katjonerna omvända i förhållande till deras positioner i CaF 2 , med kaliumjoner koordinerade vid 4 oxidjoner och oxidjoner koordinerade vid 8 kalium.
K 2 O är en basisk oxid och reagerar kraftigt med vatten för att producera kaustik kaliumhydroxid. Det är deliquescent och absorberar vatten från atmosfären, vilket inleder denna kraftiga reaktion.
Kaliumoxid oxideras reversibelt till kaliumperoxid vid 350 ° C, den reagerar våldsamt med syror, såsom saltsyra, för att bilda kaliumsalter enligt reaktionen:
K 2 O + 2HCl → 2KCl + H 2 O.
Föreningen reagerar med kvävedioxid och bildar kaliumnitrat och nitrit vid temperaturer mellan 150 och 200 ° C:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
Kaliumoxid reagerar vid låga temperaturer med ammoniak för att bilda amider och kaliumhydroxid enligt reaktionen:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C).
Reaktivitet och faror
Kaliumoxid är en instabil substans. Den oxideras lätt till andra kaliumoxider, peroxid eller kaliumsyraoxid (KHO). Föreningen är inte brännbar men reagerar kraftigt och exotermiskt med vatten för att bilda kaliumhydroxid (KOH).
Lösningen av kaliumoxid i vatten är en stark bas, den reagerar våldsamt med syra och är frätande. Reagerar våldsamt med vatten som producerar kaliumhydroxid. Anfaller många metaller i närvaro av vatten (National Institute for Occupational Safety and Health, 2014).
Ämnet är frätande för ögonen, huden och luftvägarna samt vid intag. Inandning av aerosol kan orsaka lungödem. Symtom på lungödem visas ofta inte på några timmar och förvärras av fysisk ansträngning.
Vid kontakt med ögonen, kontrollera om du bär kontaktlinser och ta bort dem omedelbart. Ögonen ska spolas med rinnande vatten i minst 15 minuter, med ögonlocken öppna. Kallt vatten kan användas. Ögon salva ska inte användas.
Om kemikalien kommer i kontakt med kläder, ta bort den så snabbt som möjligt och skydda dina egna händer och kropp. Placera offret under en säkerhetsdusch.
Om kemikalien samlas på offrets utsatta hud, som händer, tvättas den förorenade huden försiktigt och försiktigt med rinnande vatten och icke-slipande tvål. Kallt vatten kan användas. Om irritationen kvarstår, kontakta läkare. Tvätta de förorenade kläderna innan du använder den igen.
Om kontakten med huden är allvarlig bör den tvättas med en desinfektionsmedel och täcka den kontaminerade huden med en antibakteriell kräm.
Vid inandning ska offret tillåtas vila i ett väl ventilerat område. Om inandningen är allvarlig bör offret evakueras till ett säkert område så snart som möjligt.
Lossa hårda kläder som en krage, bälte eller slips. Om det är svårt för offret att andas bör syre ges. Om offret inte andas gör man-till-mun-återupplivning.
Tänk alltid på att det kan vara farligt för den som tillhandahåller hjälp att ge mun-till-mun återupplivning när det inhalerade materialet är giftigt, smittsamt eller frätande.
Vid förtäring, framkalla inte kräkningar. Lossa hårda kläder som skjorta krage, bälten eller slipsar. Om offeret inte andas, utför återupplivning från mun till mun. I alla fall bör omedelbar läkarhjälp sökas (IPCS, SF).
tillämpningar
Den kemiska formeln K 2 O (eller helt enkelt "K") används i flera industriella sammanhang: NPK-nummer för gödselmedel, i cementformler och i glasformler.
Kaliumoxid ofta inte används direkt i dessa produkter, men mängden kalium rapporteras i termer av K 2 O motsvarigheter för alla typer av kaliumföreningar används, såsom kaliumkarbonat.
Kaliumoxid är cirka 83 viktprocent kalium medan kaliumklorid endast är 52 viktprocent. Kaliumklorid ger mindre kalium än en lika stor mängd kaliumoxid.
Därför, om ett gödningsmedel är 30 viktprocent kaliumklorid, skulle dess normala kaliumvärde, baserat på kaliumoxid, endast vara 18,8%. Mellan 10 och 100 ton per år av detta ämne tillverkas och / eller importeras till Europeiska ekonomiska samarbetsområdet.
Detta ämne används i laboratoriekemikalier, gödselmedel, polymerer och växtskyddsmedel. K 2 O har en industriell användning som resulterar i tillverkning av ett annat ämne (användning av mellanprodukter).
Kaliumoxid används inom områdena blandning av formulering och / eller ompaketering samt jordbruk, skogsbruk och fiske. Detta ämne används för tillverkning av kemikalier, plastprodukter och mineralprodukter (t.ex. gips, cement).
Utsläpp till miljön av kaliumoxid inträffar troligen genom industriell användning: som ett mellansteg vid tillverkning av ett annat ämne (användning av mellanprodukter), formulering av blandningar, som ett bearbetningshjälpmedel och industriell bearbetning av nötning med låg hastighet frigör, skär, bearbetar eller polerar metall).
Annan miljömässig frisättning av detta ämne är möjlig från inomhusbruk, t.ex. maskintvätt / tvättmedelsvätskor, bilvårdsprodukter, färger och beläggningar eller lim, dofter och luftfräschare.
Även för inomhusbruk i stängda system med minimal frisättning som kylvätskor i kylskåp, oljebaserade elektriska värmare.
Kaliumoxid används utomhus i långvariga material med låg frisättningshastighet, till exempel metall, trä och plast byggnads- och byggmaterial.
Inomhus används det i långvariga material med låg frisättningshastighet såsom möbler, leksaker, byggmaterial, gardiner, skor, läderprodukter, papper och kartongprodukter, elektronisk utrustning.
Detta ämne kan hittas i produkter med sten, gips, cement, glas eller keramikbaserat material (till exempel skålar, krukor / kokkärl, matlagringsbehållare, konstruktionsmaterial och isolering) (European Chemical Agency, 2017).
Kaliumoxid är en termiskt stabil, mycket olöslig kaliumkälla lämplig för glas, optisk och keramisk användning. Oxidföreningar leder inte elektricitet.
Vissa strukturerade oxider av perovskite är emellertid elektroniska ledare som finner tillämpning i katoden för fasta oxidbränsleceller och syregenereringssystem.
Det är föreningar som innehåller minst en syrejon och en metallkation. De är extremt stabila vilket gör dem användbara vid tillverkning av keramiska strukturer som leraskålar eller för avancerad elektronik.
Det används också i lätta strukturella komponenter i flyg- och elektrokemiska applikationer såsom bränsleceller där de uppvisar jonledningsförmåga.
Metalloxidföreningar är basiska anhydrider och kan därför reagera med syror och starka reduktionsmedel vid redoxreaktioner.
referenser
- Amerikanska element. (SF). Kaliumoxid. Återställs från americanelements.com.
- EMBL-EBI. (2016, 19 september). kaliumoxid. Återställd från ChEBI: ebi.ac.uk.
- Europeiska kemikaliemyndigheten. (2017, 12 januari). Dipotassiumoxid. Återställdes från echa.europa.eu.
- (SF). Kaliumoxid. Återställd från inchem.org.
- National Center for Biotechnology Information. . (2017, 29 april). PubChem Compound Database; CID = 9989219. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Nationella institutet för arbetssäkerhet och hälsa. (2014, 1 juli). Kaliumoxid. Återställdes från cdc.gov.
- Kaliumoxid K2O. (SF). Återställs från allreactions.com.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Kaliumoxidopotassium. Återställs från chemspider.com.