KÁLIUM-FOSZFÁT (K3PO4): SZERKEZETE, TULAJDONSÁGAI, FELHASZNÁLÁS - KÉMIA - 2026

A kálium-foszfát egy olyan szervetlen vegyület három káliumionok K ⁺ és foszfátion PO ₄ ^3-. Kémiai képlete K ₃ PO ₄. Színtelen vagy fehér kristályos szilárd anyag. Nagyon oldódik vízben, lúgos oldatokat képezve, vagyis sok OH-ionokkal ^- tehát bázikus pH-értékkel.

A foszfát-ion fontos funkciója a sejtekben, amely az energiatároláshoz kapcsolódik. A kálium-foszfátot széles körben használják a szerves kémiai reakciókban, ahol bázisként működhet, vagyis H ⁺ protonokat vesz fel. Egyes reakciók katalizátoraként vagy gyorsítóként is funkcionálhat.

Szilárd kálium-K ₃ PO ₄ -foszfát. Xavier13540 a kínai Wikipedia-ban. Forrás: Wikimedia Commons.

Arra szolgáltak, hogy csökkentsék bizonyos rovarok búzanövények általi támadását, mivel ellenállóbbá teszik őket. Megfigyelték azonban, hogy elősegíti a metán (CH ₄), az üvegházhatású gáz fejlődését a rizs mikrokultúráiból.

Hashajtóként használják a helyi érzéstelenítés időtartamának növelésére, az üregek megakadályozására és a felületek bevonására, többek között az alkalmazásokhoz.

Szerkezet

Kálium-foszfát alkotja három K ⁺ kálium-kationok, és a PO ₄ ^3- foszfát-anion.

A foszfát-ion PO ₄ ^3- alkotják egy foszfor-atom (P) és a négy oxigénatom (O), ahol foszfor van egy oxidációs állapota +5 és oxigének vegyértékű -2.

Kálium-foszfát szerkezete K ₃ PO ₄. Edgar181. Forrás: Wikimedia Commons.

Elnevezéstan

• Kálium-foszfát
• Trikálium-foszfát
• Hármas fázisú kálium-foszfát
• Trikálium-ortofoszfát

Tulajdonságok

Fizikai állapot

Színtelen vagy fehér kristályos szilárd anyag.

Molekuláris tömeg

212,27 g / mol

Olvadáspont

1340 ºC

Sűrűség

2564 g / cm ³

Oldhatóság

Vízben nagyon jól oldódik: 106 g / 100 g víz 25 ° C-on. Etanolban nem oldódik.

pH

A oldatot 1% K ₃ PO ₄ pH-ja 11,5-12,3.

Kémiai tulajdonságok

Vízben történő feloldás után a kálium-foszfát elválasztódik a K ⁺ három káliumkationba és a PO ₄ ^3- foszfát-anionba. A foszfát-anion protont vesz a vízből, és ^képződik a hidrogén-foszfát-anion HPO ₄ ^2-. Az utóbbi viszont vesz egy másik proton a vízből, és válik a dihidrogén-foszfát-anion 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 ^-

Amint OH-ionok képződnek ^- a vizes oldat lúgossá válik.

Egyéb tulajdonságok

A vízmentes formán (víz nélkül) számos hidratált formája van; ez azt jelenti, hogy a K ₃ PO ₄ molekulát a kristályszerkezetben egy vagy több vízmolekula kísérheti.

Emiatt, alkothat, például a monohidrát K ₃ PO ₄.H ₂ O, a trihidrát K ₃ PO ₄.3H ₂ O, a heptahidrát és a nonahidrát.

A foszfát szerepe az emberi testben

A foszfát-ion PO ₄ ^3- a leggyakoribb anion sejtek belsejében, és fontos szerepet játszik az energia tárolására.

A foszfát-ion szintén részt vesz a csontok és fogak képződésében és táplálkozásában, mivel szabályozza a kalcium koncentrációját a vér szérumában és számos sejt energiaátadási reakcióban.

beszerzése

Kálium-foszfát lehet beszerezni kiindulva a reakció közötti kálium-klorid KCl és ammónium-foszfát (NH ₄) ₃ PO ₄.

Kálium-klorid + ammónium-foszfát → Kálium-foszfát + ammónium-klorid

3 KCl + (NH ₄) ₃ PO ₄ → K ₃ PO ₄ + 3 NH ₄ Cl

Alkalmazások

A szerves kémiai reakciók alapja

A kálium-foszfát K ₃ PO ₄ -t különféle szerves kémiai reakciókban használják. Például acetilének szintézisében használják, a kiindulási anyagból kiindulva.

Ebben a szintézisben dehidrobrómozás történik (hidrogén és bróm eltávolítása), ahol a vízmentes szilárd K ₃ PO ₄ (víz nélkül) lágy bázisként működik, és két protont vesz a molekulából, a két bróm atom eliminálódik és a megfelelő acetilén.

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

Szerző: Clker-Free-Vector-Images. Forrás: Pixabay.

Katalizátorként

A K ₃ PO ₄ katalizátorként szolgál a különféle szerves kémiai reakciók során. Például szilárd anyagként használják biodízel előállításához használt sütőolajból.

A biodízel a dízelhez hasonló üzemanyag, ám természetes zsírokból vagy olajokból nyerik, vagy nem.

A kálium-foszfát a reakció katalizátoraként vagy gyorsítójában hatékonyabb volt, mint a nátrium-foszfát Na ₃ PO ₄ és a kalcium-oxid CaO.

A mezőgazdaságban

A K ₃ PO ₄ -et búza növények kezelésére és bizonyos károsítókkal szemben ellenálló képességének javítására használják.

A búzanövényeket K ₃ PO ₄ -rel kezelhetjük, hogy ellenállhassuk bizonyos rovaroktól. Szerző: Hans Braxmeier. Forrás: Pixabay.

Egyes kutatók kálium-foszfáttal kezelték a búza palántákat, és kiderült, hogy rezisztenciát vált ki a levéltetű Diuraphis noxia ellen, amely rovar támadja meg ezeket a növényeket.

A K ₃ PO ₄ hígított oldatának a palántákra való felhordása után ezen rovarok által okozott tünetek kisebb súlyosságát és az őket tápláló levéltetvek számának csökkenését figyelték meg.

Szerző: Hans Braxmeier. Forrás: Pixabay.

Orvosi alkalmazásokban

A kálium-foszfátot a lidokain, a helyi érzéstelenítő érzéstelenítő hatásának módosítására használják. A helyi érzéstelenítő olyan gyógyszer, amely a test egy részén történő alkalmazáskor a fájdalomérzékenység csökkenését okozza ezen a területen.

Megállapítottuk, hogy a K ₃ PO ₄ lehetővé teszi a lidokain helyi érzéstelenítésének meghosszabbítását.

Hashajtóként

A kálium-foszfát növeli a béltartalom folyékonyságát, mivel elősegíti a víz megtartását a bélben, ami közvetett módon indukálja a bélizom összehúzódását.

Állatgyógyászatban

A K ₃ PO ₄ -et diabéteszes ketoacidosisban (cukorbetegség szövődménye) szenvedő állatokban alkalmazzák hypophosphatemia (alacsony foszfátmennyiség a vérben) kezelésére.

Túlzott adagolás esetén azonban hypocalcaemiát (alacsony kalciumtartalmú vérben), hyperphosphatemia-t (foszfátfelesleg a vérben), izmok akaratlan összehúzódását, a lágy szövetek mineralizációját és veseelégtelenséget okozhat.

A cukorbetegségben szenvedő kutyák kálium-foszfáttal kezelhetők. Szerző: David Mark. Forrás: Pixabay.

DNS előállításakor

A kálium-foszfátot pufferként használták a DNS tisztításához genetikai laboratóriumokban.

A DNS egy sejtekben található protein, amely tartalmazza az élőlények fejlődéséhez és működéséhez szükséges összes genetikai információt.

A DNS elkülönítésével a tudósok tanulmányozzák az örökletes tulajdonságok átterjedését, ezért a kálium-foszfát nagyon hasznos.

Rajz egy DNS-molekula. Szerző: PublicDomainPictures. Forrás: Pixabay.

Különböző alkalmazásokban

Kálium-foszfát K ₃ PO ₄ szolgál:

• Étrendkiegészítőként,
• elektrolit csere,
• pufferként, vagyis olyan kémiai rendszerként, amely lehetővé teszi az OH ^- vagy hidrogén H ⁺ -ionok szintjének ellenőrzését vizes oldatban,
• a fogszuvasodás lassítására vagy gátlására,
• korróziógátló és -gátló szerként,
• felületkezelő és bevonószerként,
• fagyállóként,
• a tisztítószerekben.

Korrodált csövek. A K ₃ PO ₄ lehetővé teszi a korrózió elkerülését egyes iparágakban vagy folyamatokban. Szerző: Michael Gaida. Forrás: Pixabay.

Negatív vonatkozás a mezőgazdaságban történő felhasználásra

Egyes kutatók azt találták, hogy a K ₃ PO ₄ hozzáadása a rizs mikrokultúrához növeli a metán (CH ₄) kibocsátását a légkörbe. A metán olyan gáz, amely hozzájárul az üvegházhatáshoz és növeli bolygónk hőmérsékletét.

Irodalom

1. Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára. (2019). Kálium-foszfát. Helyreállítva a pubchem.ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
2. Panciera, DL (2012). Folyadékterápia endokrin és anyagcsere-rendellenességekben. Foszfor kiegészítés. Folyadék-, elektrolit- és sav-bázis rendellenességek kisállat-gyakorlatban (negyedik kiadás). Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
3. Shenawi-Khalil, S. et al. (2012). Az acetilének szintézise dehidrobrómozással, szilárd vízmentes kálium-foszfát felhasználásával bázisként fázistranszfer körülmények között. Tetrahedron Letters, 53. évfolyam, 2012. szám, 18. szám, 2295–2297. Oldal. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
4. Guan, G. et al. (2009). Tri-kálium-foszfát, mint szilárd katalizátor a biodízel előállításához a főzőolajból. Üzemanyag-feldolgozó technológia, 90. évfolyam, 4. kiadás, 2009., 520–524. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
5. Kulkami, MA (2012). Mechanikus megközelítés az α-hidroxi-foszfonátok gyors és oldószermentes szintéziséhez, kálium-foszfát alkalmazásával katalizátorként. Comptes Rendus Chimie, 16. kötet, 2. kiadás, 2013, 148-152. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
6. Venter, E. és mtsai. (2014). A kálium-foszfát toleranciát indukál a búzában az orosz búza-levéltetvek (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) ellen. Crop Protection Vol. 61., 2014. július, 43–50. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
7. Bonturi, N. és mtsai. (2013). Nátrium-citrát és kálium-foszfát, mint alternatív adszorpciós puffer a plazmid DNS hidrofób és aromás tiofil kromatográfiás tisztításában semlegesített lizátumból. Journal of Chromatography B, 919-920. Kötet, 2013, 67-74. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
8. Conrad, R. és Klose, M. (2005). A kálium-foszfát megtermékenyítés hatása a metán és ¹³ C-stabil izotóp-összetételének előállítására és kibocsátására rizzsemikozmoszban. Talajbiológia és Biokémia, 37. kötet, 2005. szám, 11. kiadás, 2099-2108. oldal. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
9. Lide, DR (szerkesztő) (2003). CRC kémia és fizika kézikönyve. 85 ^-én CRC Press.
10. Smokefoot. (2019). Trikálium-foszfát. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről