ГІДРОКСИД КАЛІЮ: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Гідроксид калію являє собою біла кристалічна неорганічна тверда речовина. Його хімічна формула - КОН. Його кристали легко поглинають воду з повітря, саме тому, як кажуть, це гігроскопічна сполука. Це міцна основа і поглинає вуглекислий газ (CO ₂ ) з навколишнього середовища.

Промислово він виробляється електролізом хлориду калію (KCl). З метою енергозбереження та чистоти продукту в цьому способі використовуються клітинні ртуті (Hg).

Кульки з гідроксиду калію (КОН). Не надано машиночитаного автора. Уолкерма припускається (на основі претензій щодо авторських прав). Джерело: Wikipedia Commons

Але протягом багатьох років існує побоювання щодо забруднення ртуттю, породженого цим процесом. Насправді викид у навколишнє середовище стічних стоків, що містять ртуть, категорично заборонено. Існують і інші процеси, такі як діафрагма та мембрана, але ртуть є кращою, оскільки вона виробляє 50% чистий розчин КОН.

Існують також неелектрохімічні процеси, такі як розкладання нітриту калію (KNO ₂ ) у присутності оксиду заліза (Fe ₂ O ₃ ).

Розчини КОН, отримані в промислових процесах, випарюють до досягнення 90-95% КОН. Залишковий вміст 5-10% води зв’язується з КОН у вигляді моногідрату гідроксиду калію (KOH.H ₂ O).

Завдяки їдким властивостям і сильній основності, він має дуже різноманітне застосування. Він служить сировиною для мила та миючих засобів, друкарських фарб або косметики, серед іншого. Він також використовується для промивання промислових газів, при виявленні грибів мікроскопом і має застосування в харчовій промисловості.

Хоча це дуже стійке з'єднання, воно класифікується як корозійне. З нею слід поводитися обережно, оскільки це може спричинити опіки очей, шкіри та слизових оболонок.

Будова

Кристал KOH при звичайних температурах є моноклінним, кожен атом калію (К) оточений спотвореним октаедром атомів кисню (O). У свою чергу, гідроксильні (ОН) групи утворюють ланцюг у вигляді зигзагу, пов’язаного з водородами, де відстані OO становлять 3,35 А, виключаючи будь-які значні водневі зв’язки.

Кристалічна структура КОН при звичайних температурах. Синій: Калій, Червоний: Кисень, Білий: Водень. Benjah-bmm27. Джерело: Wikipedia Commons

При високих температурах KOH має кубічну кристалічну форму.

Номенклатура

- Калій гідроксид.

- їдкий поташ.

- Калій гідрат.

- Відбілювач калію.

Властивості

Фізичний стан

Біле кристалічне тверде речовина.

Молекулярна маса

56,106 г / моль.

Точка плавлення

380 ° С; Повідомлялося також про 406 ºC (змінюється залежно від вмісту води). Технічний клас (90-92% КОН) плавиться приблизно при 250 ° С.

Точка кипіння

1327 ° C.

Щільність

2,044 г / см ³

Розчинність

Розчинний у холодній воді (107 г / 100 мл при 15 ° С) та у гарячій воді (178 г / 100 мл при 100 ° С). Його розчинення у воді є дуже екзотермічним процесом, це означає, що утворюється велика кількість тепла.

Розчинний у спиртах. Розчинний у гліцерині. Нерозчинний в ефірі.

рН

13,5 (у 0,1 молярному водному розчині).

Інші властивості

Його кристали вигадливі або гігроскопічні, це означає, що він поглинає воду з повітря. Він також легко поглинає CO ₂ з повітря.

Його хімічні реакції є характеристиками міцної основи. У водному розчині він реагує з будь-якою слабкою кислотою, утворюючи калієву сіль кислоти. Наприклад, він реагує з вуглекислотою (H ₂ CO ₃ ) або з вуглекислим газом (CO ₂ ), утворюючи бікарбонат калію або карбонат.

Реагує зі спиртами з утворенням алкоксидів калію, або з сірководнем H ₂ S з утворенням сульфіду калію або бісульфіду.

У водних системах КОН утворює різні гідрати: моно-, ді- та тетрагідрати.

Водні розчини KOH безбарвні, сильно основні, мильні та їдкі. Це корозійний матеріал, як твердий, так і в розчині.

Він не горючий, але при нагріванні до розкладання він виділяє токсичні та корозійні пари K ₂ O.

Це викликає сильні опіки очей, шкіри та слизових оболонок і при контакті з металами, такими як алюміній, олово, свинець або цинк, може призвести до виділення газу водню (H ₂ ), який є легкозаймистим.

Тепло, що виділяється при контакті з вологою або іншими речовинами, може створити достатньо тепла для запалювання горючих матеріалів.

Програми

При виробництві інших сполук калію

Гідроксид калію використовується як сировина для хімічної та фармацевтичної промисловості. Він використовується для отримання карбонату калію (K ₂ CO ₃ ), перманганату калію (KMnO ₄ ), фосфату калію (K ₃ PO ₄ ), силікату калію (K ₂ SiO ₃ ) та ціаніду калію (KCN). сполуки.

У різних додатках

KOH високої чистоти має застосування у виробництві пестицидів, синтезі фарб і барвників, хімічних речовин для ясен, на фотографії як розробник лужних фотографій, як електроліт в лужних батареях і паливних елементах, в електролізі води, в електроосаждении або гальванічне покриття, літографія тощо.

KOH технічного класу використовується як сировина в мийній та мильній промисловості; у виробництві косметики, скла та текстилю; десульфурити сиру нафту; як засох для висушування та для видалення лаку та лаку, серед інших застосувань.

Він також корисний як їдкий засіб у деревообробній промисловості, у мерсеризації бавовни, в аналітичній хімії для лужно-титруючих титрувань, в органічному синтезі та в очищенні води.

У медичних додатках

У медицині його використовують у вологому кріпленні під час підготовки клінічних зразків для мікроскопічної візуалізації грибів та інших грибкових елементів шкіри, волосся, нігтів, серед інших.

Препарат KOH використовується для уточнення клінічного матеріалу, щоб грибкові елементи можна було легше побачити.

Фрагмент клінічного зразка додають до порції 10% розчину КОН на предметній склянці. Потім його накривають об'єктом, що охоплює, і витримують при кімнатній температурі, щоб клітини-господарі перетравлювались. Нарешті, це спостерігається під мікроскопом.

Мікроскоп. Зображення Костянтина Колосова. Джерело: Піксабай

З іншого боку, КОН у вигляді актуального розчину ефективний при лікуванні бородавок.

У косметичній галузі

Його використовують у деяких засобах для чищення нігтів, кремах для гоління та мила, оскільки його корозійне властивість робить його дуже ефективним при розкладанні або видаленні м’яких тканин та видаленні волосся.

Мила Зображення Ритуалу. Джерело: Піксабай

У сільському господарстві

Його використовують у добривах та інших сільськогосподарських продуктах, таких як гербіциди та пестициди.

У промислових хімічних процесах

KOH корисний при очисних роботах та в промиванні чи очищенні промислових газів, особливо коли потрібно видалення кислоти.

Наприклад, через його легкість взаємодії з CO ₂ , він використовується для поглинання цього газу. Крім того, він ідеально підходить для взаємодії з кислотами, тому його використовують для видалення сірководню (H ₂ S). І аналогічно для видалення оксидів азоту.

Промисловий процес. Зображення Майкла Гайди Джерело: Піксабай

У харчовій промисловості

Він використовується для регулювання рН, як стабілізатор і як загусник в харчовій промисловості.

Агентство з контролю за продуктами і ліками США (FDA) (за його абревіатурою Англійська служба управління продуктами харчування та лікарських засобів) розглядалося як прямий інгредієнт у харчових продуктах для людей, за умови, що воно використовується в умовах, пов'язаних з передовою виробничою практикою. .

При отриманні біодизеля

Біодизель - рідкий замінник палива для дизеля або дизеля. Його отримують з рослинних олій або тваринних жирів. КОН використовували як каталізатор у виробництві біодизеля.

Останні дослідження

Протягом декількох років увага приділяється забрудненню морів пластиковими відходами, що впливає на понад 550 видів морської фауни, як заковтуючи пластик, так і потрапляючи в пастку.

З цієї причини проводяться спроби пошуку методів, які дозволять обробляти зразки з травного тракту тварин, розчиняючи органічний матеріал, але не розчиняючи пластмасу, що потрапляє у зразки.

У цьому сенсі було встановлено, що використання розчинів КОН для відокремлення пластмас від органічних речовин є практичним та ефективним методом, який може бути дуже корисним при кількісних дослідженнях прийому пластику дикою морською фауною.

Список літератури

1. Махмуд А. Ганном та Ненсі Ч. Ісхам. (2009). Дерматофіти та дерматофітози. У клінічній мікології. Друге видання. Відновлено з sciencedirect.com.
2. Kühn, S. та ін. (2016). Використання розчину гідроксиду калію (КОН) як підходящого підходу до виділення пластмас, що поглинається морськими організмами. У Віснику морського забруднення. Відновлено з sciencedirect.com.
3. Коттон, Ф. Альберт і Вілкінсон, Джеффрі. (1980). Розширена неорганічна хімія. Четверте видання. Джон Вілі та сини.
4. Кірк-Отмер (1994). Енциклопедія хімічної технології. Том 19. Четверте видання. Джон Вілі та сини.
5. Енциклопедія промислової хімії Уллмана. (1990). П'яте видання. Том А22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
6. Національна бібліотека медицини. (2019). Гідроксид калію. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Крісада Нурой та ін. (2009). Порівняльне дослідження каталізаторів KOH / Al ₂ O ₃ та KOH / NaY для отримання біодизеля шляхом переетерифікації з пальмової олії. У галузі відновлюваної енергії. Відновлено з sciencedirect.com.