A kálium-oxid, más néven dikálium-oxid ionos só és kálium oxigén a K képleW 2 O. Szerkezetét az 1. ábra mutatja (EMBL-EBI, 2016).
A K 2 O a legegyszerűbb kálium-oxid, nagyon reakcióképes vegyület és ritkán fordul elő. Egyes kereskedelmi anyagokat, például műtrágyákat és cementeket tesztelnek, feltételezve, hogy a készítmény százalékos aránya megegyezik a K 2 O kémiai vegyületek keverékével.
1. ábra: a kálium-oxid szerkezete.
A kálium-oxidot kálium-hidroxidból (maró kálium-kálium) és fém káliumból 450 ° C hőmérsékleten állítják elő, molekuláris hidrogént (KÁLUM-OXID K2O, SF) az alábbi képlet alapján:
2K + 2KOH * 2K 2 O + H 2 (450 ° C).
A kálium-peroxidnak a reakciónak megfelelő redukciójával állítják elő:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° C).
A kálium-oxid előállításának másik módja a kálium-karbonát magas hőmérsékleten történő melegítése, amelyet a következő reakció jelez:
K 2 CO 3 ⇌ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C).
A kálium-oxid előállításának fő módja azonban a kálium-nitrát melegítése, és a következő reakció szerint molekuláris nitrogén előállítása:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
Fizikai és kémiai tulajdonságok
A kálium-oxid sárgás tetraéderes kristályok jellegzetes aromájuk nélkül (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, 2017). Megjelenését a 2. ábra mutatja (amerikai elemek, SF).
2. ábra: a kálium-oxid megjelenése.
A vegyület molekulatömege 94,2 g / mol, sűrűsége 2,13 g / ml 24 ° C-on. Olvadáspontja 740 ° C, bár 300 ° C-on kezd bomlani (Royal Society of Chemistry, 2015).
A vegyület hőálló, etanolban és éterben oldódik. A K 2 O kristályosodik az antifluor szerkezetben. Emiatt, a pozíciókat a anionok és kationok fordított képest a pozíciók CaF 2, kálium-ionok koordinált 4-oxid-ionok és az oxid-ionok koordinált 8 kálium.
K 2 O alapvető oxid és hevesen reagál vízzel, maró kálium-hidroxid. Bomlékony és felszívja a vizet a légkörből, ezáltal indítja az erõs reakciót.
A kálium-oxid reverzibilisen kálium-peroxiddá oxidálódik 350 ° C-on, hevesen reagál savakkal, például sósavval, káliumsókat képezve a reakció során:
K 2 O + 2HCl → 2KCl + H 2 O
A vegyület nitrogén-dioxiddal reagálva kálium-nitrátot és nitritet képez 150 és 200 ° C közötti hőmérsékleten:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
A kálium-oxid alacsony hőmérsékleten reagál ammóniával, amidokat és kálium-hidroxidot képezve a reakció szerint:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C).
Reakciókészség és veszélyek
A kálium-oxid instabil anyag. Könnyen oxidálódik más kálium-oxidokká, peroxiddá vagy kálium-sav-oxiddá (KHO). A vegyület nem éghető, de erősen és exoterm módon reagál vízzel kálium-hidroxidot (KOH) képezve.
A kálium-oxid vizes oldata erős bázis, hevesen reagál savval és maró hatású. Hevesen reagál vízzel, kálium-hidroxidot képezve. Víz jelenlétében számos fémet megtámad (Nemzeti Munkahelyi Biztonsági és Egészségvédelmi Intézet, 2014).
Az anyag maró hatású a szemre, a bőrre és a légutakra, valamint lenyelve. Az aeroszol belégzése tüdőödémát okozhat. A tüdőödéma tünetei gyakran nem jelennek meg néhány órán keresztül, és a fizikai erőfeszítések tovább súlyosbítják.
Ha szembe kerül, ellenőrizze, hogy kontaktlencséje van-e, és azonnal vegye le. A szemét legalább 15 percig folyó vízzel kell öblíteni, nyitott szemhéjakkal. Hideg víz használható. A szem kenőcsét nem szabad használni.
Ha a vegyi anyag ruházatba kerül, a lehető leggyorsabban vegye le a kezét és a testét. Helyezze az áldozatot biztonsági zuhany alá.
Ha a vegyi anyag felhalmozódik az áldozat kitett bőrére, például a kezekre, a szennyezett bőrt óvatosan és óvatosan folyó vízzel és nem koptató szappannal mossa le. Hideg víz használható. Ha az irritáció továbbra is fennáll, forduljon orvoshoz. Mielőtt újra felhasználná, mossa le a szennyezett ruházatot.
Ha a bőrrel való érintkezés súlyos, fertőtlenítőszeres szappannal mossa le, és a szennyezett bőrt fedje le antibakteriális krémmel.
Belélegzés esetén az áldozatot jól szellőző helyiségben kell hagyni pihenni. Súlyos belégzés esetén az áldozatot a lehető leghamarabb biztonságos területre kell evakuálni.
Lazítsa meg a szoros ruházatot, például a gallérot, az övet vagy a nyakkendőt. Ha az áldozat számára nehéz lélegezni, oxigént kell bevinni. Ha az áldozat nem lélegzik, akkor szájon át történő újraélesztést kell végezni.
Mindig tartsd szem előtt, hogy a segélynyújtó számára veszélyes lehet a szájról szájra történő újraélesztés, ha a belélegzett anyag mérgező, fertőző vagy maró hatású.
Lenyelés esetén ne hánytasson. Lazítsa meg a szoros ruházatot, például pólógallérokat, öveket vagy nyakkendőket. Ha az áldozat nem lélegzik, végezzen szájról szájra újjáélesztést. Minden esetben azonnal orvoshoz kell fordulni (IPCS, SF).
Alkalmazások
A K 2 O (vagy egyszerűen "K") kémiai formulát számos ipari kontextusban használják: a műtrágyák NPK-számai, a cement és az üveg összetételben.
A kálium-oxidot gyakran nem használják közvetlenül ezekben a termékekben, de a kálium mennyiségét K 2 O- ekvivalensekben adják meg az összes felhasznált kálium-vegyület, például kálium-karbonát esetében.
A kálium-oxid körülbelül 83 tömeg% káliumot tartalmaz, míg a kálium-klorid csak 52 tömeg%. A kálium-klorid kevesebb káliumot szolgáltat, mint azonos mennyiségű kálium-oxid.
Ezért ha egy műtrágya 30 tömegszázalék kálium-klorid, akkor a kálium-oxidra vonatkoztatva a szokásos káliumértéke csak 18,8 tömeg%. Évente 10 és 100 tonna anyagot gyártanak és / vagy importálnak az Európai Gazdasági Térségbe.
Ezt az anyagot laboratóriumi vegyszerekben, műtrágyákban, polimerekben és növényvédő szerekben használják. A K 2 O ipari felhasználása más anyag előállítását eredményezi (közbenső termékek felhasználása).
A kálium-oxidot a keverék összetételének és / vagy az átcsomagolás, valamint a mezőgazdaság, az erdészet és a halászat területén használják. Ezt az anyagot vegyi anyagok, műanyag termékek és ásványi termékek (pl. Vakolat, cement) gyártására használják.
A kálium-oxid környezetbe jutása valószínűleg ipari felhasználással történik: egy másik anyag előállításának közbenső lépéseként (közbenső termékek felhasználása), keverékek készítése, feldolgozási segédanyagként és a kopás ipari sebességgel történő kis sebességű feldolgozása fémmegmunkálás, vágás, megmunkálás vagy polírozás).
Az anyag további környezeti kibocsátása a beltéri felhasználásból lehetséges, pl. Mosó- / mosószerek, autóápolási termékek, festékek és bevonatok vagy ragasztók, illatanyagok és légfrissítők.
Beltéri használatra is, minimális kibocsátású zárt rendszerekben, például hűtőfolyadékok hűtőszekrényekben, olaj alapú elektromos fűtőberendezések.
A kálium-oxidot szabadban használják tartós, alacsony kibocsátási sebességű anyagokban, például fém-, fa- és műanyag építőanyagokban.
Beltéri felhasználásánál alacsony tartósságú tartós anyagok használhatók, mint például bútorok, játékok, építőanyagok, függönyök, lábbelik, bőráruk, papír- és kartontermékek, elektronikus berendezések.
Ez az anyag kő, gipsz, cement, üveg vagy kerámia alapú anyagokban található termékekben (például edények, edények / edények, élelmiszer-tároló tartályok, építőanyagok és szigetelés) (Európai Vegyianyag-ügynökség, 2017).
A kálium-oxid termikusan stabil, oldhatatlan káliumforrás üveg-, optikai és kerámiai alkalmazásokhoz. Az oxidvegyületek nem vezetnek áramot.
A perovszkite bizonyos strukturált oxidjai azonban elektronvezetők, amelyek alkalmazhatók a szilárd oxid üzemanyagcellák és az oxigéntermelő rendszerek katódjában.
Ezek olyan vegyületek, amelyek legalább egy oxigénionot és egy fémkationt tartalmaznak. Rendkívül stabilak, és így felhasználhatók kerámia szerkezetek, például agyag edények előállításához vagy fejlett elektronikához.
Használják könnyű szerkezeti elemekben a repülésben és az űrben, valamint az elektrokémiai alkalmazásokban, például az üzemanyagcellákban, ahol ion vezetőképességük mutatkozik.
A fém-oxid-vegyületek bázikus anhidridek, és ezért reagálhatnak savakkal és erős redukálószerekkel a redox reakciók során.
Irodalom
- Amerikai elemek. (SF). Kálium-oxid. Helyreállítva az americanelements.com webhelyről.
- EMBL-EBI. (2016, szeptember 19). kálium-oxid. A ChEBI-től visszaállítva: ebi.ac.uk.
- Európai Vegyianyag-ügynökség. (2017, január 12.). Dikálium-oxid. Visszaállítva az echa.europa.eu webhelyről.
- (SF). KÁLUM-OXID. Helyreállítva az inchem.org webhelyről.
- Országos Biotechnológiai Információs Központ.. (2017, április 29.). PubChem vegyület adatbázis; CID = 9989219. Helyreállítva a pubchem.ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
- Országos Munkahelyi Biztonsági és Egészségügyi Intézet. (2014, július 1.). KÁLUM-OXID. Helyreállítva a cdc.gov-tól.
- KÁLUM-OXID K2O. (SF). Helyreállítva az allreactions.com webhelyről.
- A Kémiai Királyi Társaság. (2015). Kálium-oxid-kálium. Helyreállítva a chemspider.com webhelyről.