KALIUMHYDROKSIDI: RAKENNE, OMINAISUUDET, KÄYTTÖ - KEMIA - 2026

Kaliumhydroksidin on valkoinen kiteinen epäorgaaninen kiinteä aine. Sen kemiallinen kaava on KOH. Sen kiteet absorboivat helposti vettä ilmasta, minkä vuoksi sen sanotaan olevan hygroskooppinen yhdiste. Se on vahva emäs ja imee ympäristöstä hiilidioksidia (CO ₂).

Teollisuudessa sitä tuotetaan kaliumkloridin (KCl) elektrolyysillä. Energiansäästöä ja tuotteen puhtautta varten tässä menetelmässä käytetään elohopea (Hg) -soluja.

Kaliumhydroksidi (KOH) -helmet. Koneella luettavaa kirjailijaa ei toimitettu. Walkerma oletti (perustuu tekijänoikeusvaatimuksiin). Lähde: Wikipedia Commons

Mutta monien vuosien ajan on ollut huolta prosessin aiheuttamasta elohopean saastumisesta. Itse asiassa elohopeaa sisältävien jätevesien päästäminen ympäristöön on ehdottomasti kielletty. On muitakin prosesseja, kuten kalvo ja membraani, mutta elohopea on edullinen, koska se tuottaa 50-prosenttisesti puhdasta KOH-liuosta.

On olemassa myös ei-sähkökemialliset prosessit, kuten hajoaminen kaliumnitraatti (KNO ₂), kun läsnä on rautaoksidia (Fe ₂ O ₃).

Teollisissa prosesseissa saadut KOH-liuokset haihdutetaan, jotta saadaan 90-95% KOH. Jäännöspitoisuus 5-10% vettä on sitoutunut KOH muodossa kaliumhydroksidia monohydraattia (KOH.H ₂ O).

Kaustisten ominaisuuksiensa ja vahvan emäksisyytensä vuoksi sillä on hyvin monipuoliset sovellukset. Se toimii raaka-aineena saippuissa ja pesuaineissa, painomusteissa tai kosmetiikassa muun muassa. Sitä käytetään myös teollisuuskaasujen pesemiseen, sienten havaitsemiseen mikroskoopilla, ja sitä voidaan käyttää elintarviketeollisuudessa.

Vaikka se on erittäin vakaa yhdiste, se luokitellaan syövyttäväksi. Sitä on käsiteltävä varoen, koska se voi aiheuttaa silmien, ihon ja limakalvojen palovammoja.

Rakenne

KOH-kide tavallisissa lämpötiloissa on monokliiniset, ja jokaista kalium (K) -atomia ympäröi vääristynyt happea (O) sisältävä oktaedri. Hydroksyyli (OH) -ryhmät puolestaan ​​muodostavat ketjun siksak-muodossa, joka on kytketty vetyillä, missä OO-etäisyydet ovat 3,35 A, sulkeen pois kaikki merkittävät vedyn sidokset.

KOH: n kiderakenne tavanomaisissa lämpötiloissa. Sininen: kalium, punainen: happi, valkoinen: vety. Benjah-bmm27. Lähde: Wikipedia Commons

Korkeissa lämpötiloissa KOH on kuutiometriä kiteistä.

nimistö

- Kaliumhydroksidi.

- Kaustinen kalium.

- kaliumhydraatti.

- Kaliumvalkaisuaine.

ominaisuudet

Fyysinen tila

Valkoinen kiteinen kiinteä aine.

Molekyylipaino

56,106 g / mol.

Sulamispiste

380 ° C; 406 ºC on myös ilmoitettu (vaihtelee vesipitoisuuden mukaan). Tekninen laatu (90-92% KOH) sulaa noin 250ºC: ssa.

Kiehumispiste

1327 ° C.

Tiheys

2,044 g / cm ³

Liukoisuus

Liukenee kylmään veteen (107 g / 100 ml 15 ° C: ssa) ja kuumaan veteen (178 g / 100 ml 100 ° C: ssa). Sen liukeneminen veteen on erittäin eksoterminen prosessi, mikä tarkoittaa, että syntyy suuri määrä lämpöä.

Liukenee alkoholiin. Liukenee glyseriiniin. Liukenematon eetteriin.

pH

13,5 (0,1-molaarisessa vesiliuoksessa).

Muut ominaisuudet

Sen kiteet ovat himmeitä tai hygroskooppisia, mikä tarkoittaa, että se imee vettä ilmasta. Se myös helposti absorboi CO ₂ ilmasta.

Sen kemialliset reaktiot ovat vahvan emäksen ominaisuuksia. Vesiliuoksessa se reagoi minkä tahansa heikon hapon kanssa muodostaen hapon kaliumsuolaa. Esimerkiksi, se reagoi hiilihapon (H ₂ CO ₃) tai hiilidioksidilla (CO ₂), jolloin muodostuu kaliumbikarbonaatti tai karbonaatti.

Reagoi alkoholien kanssa, jolloin muodostuu kaliumalkoksideja, tai vetysulfidin kanssa H ₂ S muodossa kaliumsulfidi tai bisulfidisyklisaatio.

Vesipitoisissa järjestelmissä KOH muodostaa erilaisia ​​hydraatteja: mono-, di- ja tetrahydraatteja.

Vesipitoiset KOH-liuokset ovat värittömiä, voimakkaasti emäksisiä, saippuaisia ​​ja syövyttäviä. Se on syövyttävä materiaali, sekä kiinteää että liuoksessa olevaa.

Se ei ole syttyvää, mutta hajoamiseen kuumennettuaan siitä muodostuu myrkyllisiä ja syövyttäviä K ₂ O -höyryjä.

Se aiheuttaa vakavia palovammoja silmille, iholle ja limakalvoille, ja joutuessaan kosketuksiin metallien, kuten alumiinin, tinan, lyijyn tai sinkin kanssa, se voi muodostaa vetykaasun (H ₂), joka on helposti syttyvää.

Kosteuden tai muiden aineiden kanssa kosketuksiin joutuessaan syntyvä lämpö voi luoda tarpeeksi lämpöä palavien materiaalien syttymiseen.

Sovellukset

Muiden kaliumyhdisteiden valmistuksessa

Kaliumhydroksidia käytetään kemian ja lääketeollisuuden raaka-aineena. Sitä käytetään muun muassa kaliumkarbonaatin (K ₂ CO ₃), kaliumpermanganaatin (KMnO ₄), kaliumfosfaatin (K ₃ PO ₄), kaliumsilikaatin (K ₂ SiO ₃) ja kaliumsyanidin (KCN) valmistukseen. yhdisteet.

Eri sovelluksissa

Erittäin puhdasta KOH: ta voidaan käyttää torjunta-aineiden, musteiden ja väriaineiden syntetisoinnissa, kumeille tarkoitettujen kemikaalien valmistuksessa, valokuvauksessa alkalikuvien kehittäjänä, elektrolyyttinä alkaliparistoissa ja polttokennoissa, veden elektrolyysissä, galvanoinnissa. tai galvanointi, litografia jne.

Teknistä laatua KOH: ta käytetään raaka-aineena pesuaine- ja saippuateollisuudessa; kosmetiikan, lasin ja tekstiilien valmistuksessa; raakaöljyn rikinpoisto; kuivausaineena sekä maalin- ja lakanpoistoaineissa muun muassa.

Se on käyttökelpoinen myös syövyttävänä aineena puuteollisuudessa, puuvillan merseroinnissa, analyyttisessä kemiassa alkalimetrisissä titrauksissa, orgaanisessa synteesissä ja vedenkäsittelyssä.

Lääketieteellisissä sovelluksissa

Lääketieteessä sitä käytetään märkäasennuksessa valmistettaessa kliinisiä näytteitä mm. Sienten ja muiden sienielementtien mikroskooppiseksi visualisoimiseksi iholle, hiuksille, kynsille.

KOH-valmistetta käytetään selventämään kliinistä materiaalia, jotta sienielementit ovat helpommin nähtävissä.

Kliinisen näytteen fragmentti lisätään osaan 10% KOH-liuosta lasilevyllä. Sitten se peitetään peite-esineellä ja annetaan seistä huoneenlämpötilassa isäntäsolujen sulamisen sallimiseksi. Lopuksi se havaitaan mikroskoopilla.

Mikroskooppi. Kuva: Konstantin Kolosov. Lähde: Pixabay

Toisaalta KOH paikallisen liuoksen muodossa on tehokas syylien hoidossa.

Kosmetiikkateollisuudessa

Sitä käytetään joissain kynsienpesuaineissa, parranajovoiteissa ja saippuissa, koska sen syövyttävä ominaisuus tekee siitä erittäin tehokkaan pehmytkudoksen hajottamisessa tai poistamisessa ja karvojen poistamisessa.

saippuat Kuva Ritual. Lähde: Pixabay

Maataloudessa

Sitä käytetään lannoitteissa ja muissa maataloustuotteissa, kuten rikkakasvien torjunta-aineissa ja torjunta-aineissa.

Teollisuuskemiallisissa prosesseissa

KOH on hyödyllinen puhdistustoimenpiteissä ja teollisuuskaasujen pesussa tai puhdistamisessa, etenkin kun hapon poisto vaaditaan.

Esimerkiksi, koska sen helppous reagoimaan CO ₂, sitä käytetään imeä tätä kaasua. Lisäksi, se on ihanteellinen reagoimaan happojen, minkä vuoksi sitä käytetään rikkivedyn poistamiseksi (H ₂ S). Ja samalla tavalla typen oksidien poistamiseksi.

Teollinen prosessi. Kuva Michael Gaida. Lähde: Pixabay

Elintarviketeollisuudessa

Sitä käytetään pH: n säätämiseen, stabilointiaineena ja sakeutusaineena elintarviketeollisuudessa.

Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) on pitänyt sitä välittömänä ainesosana ihmisille tarkoitetuissa elintarvikkeissa, kunhan sitä käytetään hyviin valmistuskäytäntöihin liittyvissä olosuhteissa..

Biodieselin hankinnassa

Biodieseli on nestemäinen polttoaineen korvike dieselille tai dieselille. Sitä saadaan kasviöljyistä tai eläinrasvoista. KOH: ta on käytetty katalysaattorina biodieselin valmistuksessa.

Viimeisimmät tutkimukset

Useiden vuosien ajan on kiinnitetty huomiota meren pilaantumiseen muovijätteillä, jotka vaikuttavat yli 550 merieläinlajiin, sekä syömällä muovia että jäämällä sinne.

Tästä syystä yritetään löytää menetelmiä, jotka sallivat eläinten ruuansulatuskanavanäytteiden käsittelyn, liuottamalla orgaaninen materiaali, mutta ilman, että näytteiden nauttimat muovit liukenevat.

Tässä mielessä on havaittu, että KOH-liuosten käyttö muovien erottamiseksi orgaanisesta aineesta on käytännöllinen ja tehokas menetelmä, joka voi olla erittäin hyödyllinen kvantitatiivisissa tutkimuksissa, jotka koskevat luonnonvaraisen meri-eläimistön nauttimista muovista.

Viitteet

1. Mahmoud A. Ghannoum ja Nancy C. Isham. (2009). Dermatofyytit ja dermatofytoosit. Kliinisessä mykologiassa. Toinen painos. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
2. Kühn, S. et ai. (2016). Kaliumhydroksidiliuoksen (KOH) käyttö sopivana lähestymistapana meren eliöiden nauttimien muovien eristämiseksi. Marine Pollution Bulletin -lehdessä. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
3. Cotton, F. Albert ja Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kehittynyt epäorgaaninen kemia. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
4. Kirk-Othmer (1994). Kemiallisen tekniikan tietosanakirja. Osa 19. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
5. Ullmannin teollisuuskemian tietosanakirja. (1990). Viides painos. Nide A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
6. Kansallinen lääketieteellinen kirjasto. (2019). Kaliumhydroksidi. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Krisada Noiroj, et ai. (2009). Vertaileva tutkimus KOH / Al ₂ O ₃ ja KOH / NaY katalyyttejä biodieselin tuotantoon vaihtoesteröinnin kautta palmuöljystä. Uusiutuvassa energiassa. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.