Kaliumoksidia, jota kutsutaan myös dikalium- oksidi on ioninen suola ja kalium hapen kanssa kaava K 2 O. Sen rakenne on esitetty kuviossa 1 (EMBL-EBI, 2016).
K 2 O on yksinkertaisin kaliumoksidi, se on erittäin reaktiivinen yhdiste ja sitä esiintyy harvoin. Joitakin kaupallisia aineita, kuten lannoitteiden ja sementit, testataan olettaen prosenttiosuus koostumuksessa, joka olisi vastaava kemiallisten yhdisteiden seoksen K 2 O.
Kuvio 1: kaliumoksidin rakenne.
Kaliumoksidia tuotetaan kaliumhydroksidista (kaustinen potaska) ja metallisesta kaliumista 450 ° C: ssa, jolloin syntyy molekyylivety (POTASSIUM OXIDE K2O, SF) yhtälön mukaisesti:
2K + 2KOH * 2K 2 O + H 2 (450 ° C).
Sitä saadaan myös pelkistämällä kaliumperoksidia reaktion mukaan:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° C).
Toinen menetelmä kaliumoksidin saamiseksi on kuumentamalla kaliumkarbonaattia korkeissa lämpötiloissa seuraavan reaktion osoittamana:
K 2 CO 3 ⇌ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C).
Tärkein tapa saada kaliumoksidia on kuitenkin kuumentamalla kaliumnitraattia, jolloin saadaan molekyylin typpi seuraavan reaktion osoittamalla tavalla:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
Kaliumoksidi ovat kellertäviä tetraedrisiä kiteitä, joilla ei ole ominaista aromia (National Center for Biotechnology Information., 2017). Sen ulkonäkö on esitetty kuvassa 2 (amerikkalaiset elementit, SF).
Kuvio 2: kaliumoksidin ulkonäkö.
Yhdisteen molekyylipaino on 94,2 g / mol ja tiheys 2,13 g / ml 24 ° C: ssa. Sen sulamispiste on 740 ° C, vaikkakin se alkaa hajota 300 ° C: ssa (Royal Society of Chemistry, 2015).
Yhdiste on lämmönkestävä ja liukenee etanoliin ja eetteriin. K 2 O kiteytyy antifluorite rakenne. Tästä syystä, kannat anionit ja kationit ovat käänteisessä suhteessa niiden asemiin CaF 2, kalium-ionien kanssa koordinoidaan 4 oksidi-ioneja ja oksidi-ioneja koordinoidaan 8 kalium.
K 2 O on emäksinen oksidi ja reagoi kiivaasti veden kanssa muodostaen kaustista kaliumhydroksidi. Se on heikentävä ja imee vettä ilmakehästä, käynnistäen tämän voimakkaan reaktion.
Kaliumoksidi hapettuu palautuvasti kaliumperoksidiksi 350 ° C: ssa, se reagoi kiivaasti happojen, kuten kloorivetyhapon kanssa, jolloin muodostuu kaliumsuoloja reaktion mukaan:
K 2 O + 2HCI → 2KCl + H 2: lla
Yhdiste reagoi typpidioksidin kanssa muodostaen kaliumnitraattia ja nitriittiä lämpötiloissa 150-200 ° C:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
Kaliumoksidi reagoi alhaisissa lämpötiloissa ammoniakin kanssa muodostaen amideja ja kaliumhydroksidia reaktion mukaisesti:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C).
Reaktiivisuus ja vaarat
Kaliumoksidi on epästabiili aine. Se hapettuu helposti muiksi kaliumoksideiksi, peroksidiksi tai kaliumhappooksidiksi (KHO). Yhdiste ei ole palavaa, mutta reagoi voimakkaasti ja eksotermisesti veden kanssa kaliumhydroksidin (KOH) muodostamiseksi.
Kaliumoksidin liuos vedessä on vahva emäs, se reagoi kiivaasti hapon kanssa ja on syövyttävää. Reagoi kiivaasti veden kanssa, jolloin muodostuu kaliumhydroksidia. Syövyttää monia metalleja veden ollessa läsnä (Kansallinen työturvallisuus- ja työterveyslaitos, 2014).
Aine on syövyttävää silmille, iholle ja hengitysteille sekä nieltynä. Aerosolin hengittäminen voi aiheuttaa keuhkopöhön. Keuhkopöhön oireet eivät usein ilmene muutaman tunnin ajan, ja fyysinen rasitus pahentaa niitä.
Jos joutuu silmiin, tarkista, että sinulla on piilolinssejä ja poista ne heti. Silmät on huuhdeltava juoksevalla vedellä vähintään 15 minuutin ajan silmäluomien ollessa auki. Kylmää vettä voidaan käyttää. Silmävoidetta ei tule käyttää.
Jos kemikaali joutuu kosketuksiin vaatteiden kanssa, poista se mahdollisimman nopeasti suojaamalla omia käsiäsi ja vartaloasi. Aseta uhri turvasuihkun alle.
Jos kemikaali kertyy uhrin paljaalle iholle, kuten kädet, saastunut iho pestään varovasti ja varovasti juoksevalla vedellä ja hankaavalla saippualla. Kylmää vettä voidaan käyttää. Jos ärsytys jatkuu, hakeudu lääkäriin. Pese saastunut vaatetus ennen kuin käytät sitä uudestaan.
Jos kosketus ihoon on vaikeaa, se tulee pestä desinfiointiaineella ja peittää saastunut iho antibakteerisella voiteella.
Hengitettäessä uhrin tulisi antaa levätä hyvin ilmastoidussa tilassa. Jos hengittäminen on vaikeaa, uhri olisi evakuoitava turvalliselle alueelle mahdollisimman pian.
Löysää tiukkoja vaatteita, kuten kaulus, vyö tai solmio. Jos uhrin on vaikea hengittää, on annettava happea. Jos uhri ei hengitä, elvytys suoritetaan suusta suuhun.
Pidä aina mielessä, että apua tarjoavalle henkilölle voi olla vaarallista elvyttää suusta suuhun, kun hengitetty aine on myrkyllistä, tarttuvaa tai syövyttävää.
Jos ainetta on nielty, älä oksennuta. Löysää tiukkoja vaatteita, kuten paitapannat, vyöt tai solmiot. Jos uhri ei hengitä, suorita elvytys suusta suuhun. Kaikissa tapauksissa on hakeuduttava välittömään lääkärinhoitoon (IPCS, SF).
Sovellukset
Kemiallista kaavaa K 2 O (tai yksinkertaisesti "K") käytetään useissa teollisissa yhteyksissä: lannoitteiden NPK-numerot, sementti- ja lasiseoksissa.
Kaliumoksidi usein ei käytetä suoraan näihin tuotteisiin, mutta kaliumin määrä on raportoitu suhteen K 2 O ekvivalenttia millekään kalium käytettyjen yhdisteiden, kuten kaliumkarbonaatti.
Kaliumoksidi on noin 83 painoprosenttia kaliumia, kun taas kaliumkloridi on vain 52 painoprosenttia. Kaliumkloridi tuottaa vähemmän kaliumia kuin yhtä suuri määrä kaliumoksidia.
Siksi, jos lannoite on 30 painoprosenttia kaliumkloridia, sen normaali kaliumarvo kaliumoksidiin perustuen olisi vain 18,8 prosenttia. Tätä ainetta valmistetaan ja / tai tuodaan Euroopan talousalueelle 10–100 tonnia vuodessa.
Tätä ainetta käytetään laboratoriokemikaaleissa, lannoitteissa, polymeereissä ja kasvinsuojeluaineissa. K 2 O: lla on teollinen käyttö, joka johtaa toisen aineen valmistukseen (välituotteiden käyttö).
Kaliumoksidia käytetään formulaatioiden sekoittamisen ja / tai uudelleenpakkaamisen sekä maatalouden, metsätalouden ja kalastuksen aloilla. Tätä ainetta käytetään kemikaalien, muovituotteiden ja mineraalituotteiden (esim. Kipsi, sementti) valmistukseen.
Kaliumoksidin vapautuminen ympäristöön todennäköisesti tapahtuu teollisen käytön kautta: välivaiheena toisen aineen valmistuksessa (välituotteiden käyttö), seosten formulointi, käsittelyapuaine ja hidastuvan hionnan teollisuuskäsittely. metallin irroittaminen, leikkaaminen, työstö tai kiillotus).
Aineen muu vapautuminen ympäristöstä on mahdollista sisätiloissa tapahtuvasta käytöstä, esimerkiksi konepesu- / pesuaineista, autonhoitotuotteista, maaleista ja pinnoitteista tai liimoista, hajusteista ja ilmanraikastimista.
Myös sisäkäyttöön suljetuissa järjestelmissä, joissa on vähän vapautusta, kuten jäähdytysnesteet jääkaappeissa, öljypohjaiset sähkölämmittimet.
Kaliumoksidia käytetään ulkona pitkäaikaisissa materiaaleissa, joiden vapautumisaste on alhainen, esimerkiksi metalli-, puu- ja muovirakennuksissa.
Sisätiloissa sitä käytetään pitkäaikaisissa materiaaleissa, joiden vapautumisaste on alhainen, kuten huonekaluissa, leluissa, rakennusmateriaaleissa, verhoissa, jalkineissa, nahkatuotteissa, paperi- ja pahvituotteissa, elektronisissa laitteissa.
Tätä ainetta löytyy tuotteista, joissa on kivi-, kipsi-, sementti-, lasi- tai keraamipohjaisia materiaaleja (esimerkiksi astiat, kattilat / pannut, elintarvikkeiden säilytysastiat, rakennusmateriaalit ja eristykset) (Euroopan kemikaalivirasto, 2017).
Kaliumoksidi on lämpöstabiili, erittäin liukenematon kaliumlähde, joka soveltuu lasi-, optiseen ja keraamiseen sovellukseen. Oksidiyhdisteet eivät johda sähköä.
Tietyt perovskiitin jäsennetyt oksidit ovat kuitenkin elektronisia johtimia, joita voidaan käyttää kiinteiden oksidien polttokennojen ja hapenmuodostusjärjestelmien katodeissa.
Ne ovat yhdisteitä, jotka sisältävät ainakin yhden happianionin ja yhden metallikationin. Ne ovat erittäin vakaat ja tekevät niistä hyödyllisiä keraamisten rakenteiden, kuten savikoolien, valmistuksessa tai edistyksellisessä elektroniikassa.
Sitä käytetään myös kevyissä rakenteellisissa komponenteissa ilmailu- ja sähkökemiallisissa sovelluksissa, kuten polttokennoissa, joissa niiden ioninen johtavuus on osoitettu.
Metallioksidiyhdisteet ovat emäksisiä anhydridejä ja voivat siksi reagoida happojen ja voimakkaiden pelkistimien kanssa redox-reaktioissa.
Viitteet
- Amerikkalaiset elementit. (SF). Kaliumoksidi. Palautettu osoitteesta americanelements.com.
- EMBL-EBI. (2016, 19. syyskuuta). kaliumoksidi. Palautettu ChEBI: ltä: ebi.ac.uk.
- Euroopan kemikaalivirasto. (2017, 12. tammikuuta). Dikaliumoksidi. Palautettu osoitteesta echa.europa.eu.
- (SF). KALANSSIOKSIDI. Palautettu osoitteesta inchem.org.
- Kansallinen bioteknologiatietokeskus.. (2017, 29. huhtikuuta). PubChem-yhdisteiden tietokanta; CID = 9989219. Palautettu pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Kansallinen työturvallisuus- ja työterveyslaitos. (2014, 1. heinäkuuta). KALANSSIOKSIDI. Palautettu cdc.gov: sta.
- KALSOUMOKSIDI K2O. (SF). Palautettu sivustolta allreactions.com.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Kaliumoksidikalium. Palautettu osoitteesta chemspider.com.