KALIUMFOSFAATTI (K3PO4): RAKENNE, OMINAISUUDET, KÄYTTÖ - KEMIA - 2026

Kaliumfosfaatti on epäorgaaninen yhdiste koostuu kolmesta kalium-ionien K ⁺ ja fosfaatti-ioni PO ₄ ³. Sen kemiallinen kaava on K ₃ PO ₄. Se on väritön tai valkoinen kiteinen kiinteä aine. Se liukenee hyvin veteen, muodostaen alkalisia liuoksia, toisin sanoen monien OH-ionien kanssa ^- siksi emäksinen pH.

Fosfaatti-ionilla on tärkeä tehtävä soluissa, joka liittyy energian varastointiin. Kaliumfosfaattia käytetään laajasti orgaanisen kemian reaktioissa, joissa se voi toimia emäksenä, toisin sanoen ottaen H ⁺ -protoneja. Se voi toimia myös katalysaattorina tai kiihdyttimenä joillekin reaktioille.

Kiinteä kalium K ₃ PO ₄ -fosfaatti. Xavier13540 kiinalaisessa Wikipediassa. Lähde: Wikimedia Commons.

Sitä on käytetty vähentämään tiettyjen hyönteisten hyökkäystä vehnäkasveihin, koska se tekee niistä vastustuskykyisempiä. Kuitenkin, se on havaittu, että se suosii kehittyminen metaanin (CH ₄), joka on kasvihuonekaasu, riisistä mikroviljelmiä.

Sitä on käytetty laksatiivina lisäämään paikallispuudutuksen kestoa, estämään onteloita ja auttamaan pinnoitepintoja muun muassa.

Rakenne

Kaliumfosfaattia koostuu kolmesta K ⁺ kaliumin kationit ja PO ₄ ³ fosfaattianioni.

Fosfaatti-ioni PO ₄ ³ koostuu yhden fosforiatomin (P) ja neljä happiatomit (O), jossa fosfori on hapetustila on +5 ja happea valenssi -2.

Kaliumfosfaatin K ₃ PO ₄ rakenne. Edgar181. Lähde: Wikimedia Commons.

nimistö

• Kaliumfosfaatti
• Trikaliumfosfaatti
• Tribasic kaliumfosfaatti
• Trikaliumortofosfaatti

ominaisuudet

Fyysinen tila

Väritön tai valkoinen kiteinen kiinteä aine.

Molekyylipaino

212,27 g / mol

Sulamispiste

1340 ° C

Tiheys

2564 g / cm ³

Liukoisuus

Hyvin liukenee veteen: 106 g / 100 g vettä 25 ° C: ssa. Liukenematon etanoliin.

pH

Liuosta, jossa oli 1% K ₃ PO ₄ pH on 11,5-12,3.

Kemiallisia ominaisuuksia

Kun se liuotetaan veteen, kaliumfosfaatti jakautuu kolmeen kaliumkationiin K ⁺ ja fosfaatti-anioniin PO ₄ ^3-. Fosfaatti-anioni ottaa protonin vedestä ja muodostuu vetyfosfaatti-anioni HPO ₄ ^2-. Jälkimmäinen puolestaan ottaa toisen protoni vedestä ja tulee divetyfosfaatti anioni 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 ^-

Kun muodostuu OH-ioneja ^- vesipitoisesta liuoksesta tulee alkalinen.

Muut ominaisuudet

Vedetöntä muotoa (ilman vettä) lisäksi siinä on useita hydratoituneita muotoja; tämä tarkoittaa, että K- ₃ PO ₄ molekyyliä voidaan liittää yksi tai useampi veden molekyylien kiderakenne.

Tästä syystä, se voi muodostaa, esimerkiksi, monohydraatti K ₃ PO ₄.H ₂ O, trihydraatti K ₃ PO ₄.3H ₂ O, heptahydraatti ja hydraattia.

Fosfaatin rooli ihmiskehossa

Fosfaatti-ioni PO ₄ ³ on runsaimmin anioni solujen sisällä ja sillä on tärkeä rooli energian varastoinnissa.

Fosfaatti-ioni osallistuu myös luiden ja hampaiden muodostumiseen ja ravitsemukseen, koska se säätelee veren seerumin kalsiumpitoisuutta ja solun lukuisissa energiansiirtoreaktioissa.

Saada

Kaliumfosfaattia voidaan saada lähtemällä välisestä reaktiosta kaliumkloridi KCI ja ammoniumfosfaatti (NH ₄) ₃ PO ₄.

Kaliumkloridi + ammoniumfosfaatti → Kaliumfosfaatti + ammoniumkloridi

3 KCI + (NH ₄) ₃ PO ₄ → K ₃ PO ₄ + 3 NH ₄: lla

Sovellukset

Perustana orgaanisen kemian reaktioissa

Kaliumfosfaattia K ₃ PO ₄ on käytetty erilaisissa orgaanisen kemian reaktioissa. Sitä käytetään esimerkiksi asetyleenien synteesissä lähtien dibrominoiduista yhdisteistä.

Tässä synteesikier- lohkaisemalla tapahtuu (poistaminen vety ja bromi), jossa vedetön kiinteä aine K ₃ PO ₄ (ilman vettä) toimii pehmeä pohja ja kestää kaksi protoneja molekyyliä, kaksi bromiatomit poistetaan ja vastaava asetyleeni.

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

Kirjoittaja: Clker-Free-Vector-Images. Lähde: Pixabay.

Katalysaattorina

K ₃ PO ₄ toimii katalyyttinä eri orgaanisen kemian reaktioita. Sitä on esimerkiksi käytetty kiinteänä aineena biodieselin saamiseksi käytetystä paistoöljystä.

Biodieseli on dieselin kaltainen polttoaine, mutta saadaan käytetyistä luonnollisista rasvoista tai öljyistä.

Kaliumfosfaatti oli tehokkaampi katalyyttinä kaasu- tai tämän reaktion kuin natriumfosfaatti Na ₃ PO ₄ ja kalsiumoksidia CaO.

Maataloudessa

K ₃ PO _{4: tä} on käytetty vehnäkasvien käsittelemiseen ja niiden tekemiseksi vastustuskykyisiksi tietyille tuholaisille.

Vehnäkasveja voidaan käsitellä K ₃ PO _{4: llä}, jotta ne kestäisivät tietyntyyppisiä hyönteisiä. Kirjoittaja: Hans Braxmeier. Lähde: Pixabay.

Jotkut tutkijat käsitelivät vehnän taimia kaliumfosfaatilla ja osoittautui, että se indusoi vastustuskykyä aphyid Diuraphis noxiaa vastaan, hyönteistä, joka hyökkää näitä kasveja vastaan.

Levittämisen jälkeen laimennettu liuos K ₃ PO ₄ on taimet, vähemmän oireiden vakavuudesta aiheuttamat hyönteisten ja väheneminen kirvoja ruokinta niitä ei havaittu.

Kirjoittaja: Hans Braxmeier. Lähde: Pixabay.

Lääketieteellisissä sovelluksissa

Kaliumfosfaattia on käytetty modifioimaan lokokaiinin, paikallispuudutteen, anestesiavaikutusta. Paikallinen anestesia on lääke, joka levitettäessä kehon aluetta aiheuttaa herkkyyden menetyksen tuskalle alueella.

Todettiin, että K ₃ PO ₄ mahdollistaa pitkittämään paikallispuudutusta lidokaiinin.

Laksatiivina

Kaliumfosfaatti lisää suolen sisällön juoksevuutta, koska se auttaa pitämään vettä suolistossa, mikä indusoi epäsuorasti suoliston lihaksen supistumista.

Eläinlääketieteessä

K ₃ PO _{4: tä} käytetään eläimissä, joilla on diabeettinen ketoasidoosi (diabeteksen komplikaatio) hypofosfatemian (alhainen fosfaattipitoisuus veressä) hoitoon.

Ylimääräisenä annettuna se voi kuitenkin aiheuttaa hypokalsemiaa (matala veren kalsium), hyperfosfatemiaa (veren ylimääräistä fosfaattia), lihaksen tahatonta supistumista, pehmytkudosten mineralisaatiota ja munuaisten vajaatoimintaa.

Diabeettisessa asidoosissa olevia koiria voidaan hoitaa kaliumfosfaatilla. Kirjoittaja: David Mark. Lähde: Pixabay.

DNA: n saamisessa

Kaliumfosfaattia on käytetty puskurina DNA: n puhdistamiseen genetiikkalaboratorioissa.

DNA on soluissa esiintyvä proteiini, joka sisältää kaiken geneettisen tiedon, joka tarvitaan elävien olentojen kehitykseen ja toimintaan.

Eristämällä DNA: n tutkijat tutkivat perinnöllisten piirteiden leviämistä, minkä vuoksi kaliumfosfaatti on erittäin hyödyllinen.

Piirustus DNA-molekyylistä. Kirjoittaja: PublicDomainPictures. Lähde: Pixabay.

Eri sovelluksissa

Kaliumfosfaatti K ₃ PO ₄ palvelee:

• ravintolisäaineena,
• elektrolyyttien korvaamiseksi,
• puskurina, joka on, kuten kemiallinen järjestelmä, joka mahdollistaa, jotka valvovat OH ^- tai vety H ⁺ ioneja vesiliuoksessa,
• hidastaa tai estää hampaiden rappeutumista,
• korroosionestoaineena ja likaantumisenestoaineena,
• pintakäsittelyaineena ja pinnoiteaineena,
• jäätymisenestoaineena,
• puhdistusaineissa.

Ruostuneet putket. K ₃ PO ₄ mahdollistaa korroosion välttämisen joidenkin teollisuudenalojen tai prosessien putkissa. Kirjoittaja: Michael Gaida. Lähde: Pixabay.

Negatiivinen näkökohta maataloudessa käytettäväksi

Jotkut tutkijat havaitsivat, että K ₃ PO _{4: n} lisääminen riisin mikroviljelmään lisää metaanin (CH ₄) päästöjä ilmakehään. Metaani on kaasu, joka myötävaikuttaa kasvihuoneilmiöön ja nostaa planeettamme lämpötilaa.

Viitteet

1. Yhdysvaltain lääketieteellinen kirjasto. (2019). Kaliumfosfaatti. Palautettu pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Panciera, DL (2012). Nestehoito endokriinisissä ja aineenvaihduntahäiriöissä. Fosforin täydentäminen. Neste-, elektrolyytti- ja emäs-häiriöt pieneläinten käytännössä (neljäs painos). Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
3. Shenawi-Khalil, S. et ai. (2012). Asetyleenien synteesi dehydrobrominoimalla käyttämällä kiinteää vedettömää kaliumfosfaattia emäksenä faasinsiirto-olosuhteissa. Tetrahedron Letters, osa 53, numero 18, 2012, sivut 2295-2297. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
4. Guan, G. et ai. (2009). Tri-kaliumfosfaatti kiinteänä katalysaattorina biodieselin tuotantoon ruokaöljyjätteestä. Polttoaineenkäsittelytekniikka, nide 90, numero 4, 2009, sivut 520-524. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
5. Kulkami, MA (2012). Mekanistinen lähestymistapa a-hydroksifosfonaattien nopeaan ja liuottimettomaan synteesiin käyttämällä kaliumfosfaattia katalysaattorina. Comptes Rendus Chimie, osa 16, julkaisu 2, 2013, sivut 148-152. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
6. Venter, E. et ai. (2014). Kaliumfosfaatti indusoi toleranssin vehnässä olevaa venäläistä vehnätukia (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) vastaan. Crop Protection Vol. 61, heinäkuu 2014, sivut 43-50. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
7. Bonturi, N. et ai. (2013). Natriumsitraatti ja kaliumfosfaatti vaihtoehtoisina adsorptiopuskurina hydrofobisessa ja aromaattisessa tiofiilisessä kromatografisessa puhdistuksessa plasmidi-DNA: sta neutraloidusta lysaatista. Journal of Chromatography B, volyymit 919 - 920, 2013, sivut 67 - 74. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
8. Conrad, R. ja Klose, M. (2005). Kaliumfosfaattilannoituksen vaikutus metaanin ja sen ^13C -stabiilin isotooppikoostumuksen tuotantoon ja päästöihin riisin mikrokosmossa. Maaperän biologia ja biokemia, osa 37, numero 11, 2005, sivut 2099 - 210. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
9. Lide, DR (toimittaja) (2003). CRC: n kemian ja fysiikan käsikirja. 85 ^th CRC Press.
10. Smokefoot. (2019). Trikaliumfosfaatti. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org