Hydroxid draselný - Potassium hydroxide

Hydroxid draselný
Krystalová struktura KOH
Pelety z hydroxidu draselného
Jména
Název IUPAC
Hydroxid draselný
Ostatní jména
Žíravý potaš, Louh, Louh potašový, Potassia, hydrát draselný, KOH
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA100.013.802 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 215-181-3
Číslo E.E525 (regulátory kyselosti, ...)
Číslo RTECS
  • TT2100000
UNII
UN číslo1813
Vlastnosti
KOH
Molární hmotnost56,11 g mol−1
Vzhledbílá pevná látka, rozmělněný
Zápachbez zápachu
Hustota2,044 g / cm3 (20 ° C)[1]
2,12 g / cm3 (25 ° C)[2]
Bod tání 360[3] ° C (680 ° F; 633 K)
Bod varu 1327 ° C (2421 ° F; 1600 K)
85 g / 100 ml (-23,2 ° C)
97 g / 100 ml (0 ° C)
121 g / 100 ml (25 ° C)
138,3 g / 100 ml (50 ° C)
162,9 g / 100 ml (100 ° C)[1][4]
Rozpustnostrozpustný v alkohol, glycerol
nerozpustný v éter, kapalný amoniak
Rozpustnost v methanolu55 g / 100 g (28 ° C)[2]
Rozpustnost v isopropanol~ 14 g / 100 g (28 ° C)
Zásaditost (strK.b)−0.7[5](KOH (aq) = K+ + OH–)
−22.0·10−6 cm3/ mol
1,409 (20 ° C)
Struktura
kosodélník
Termochemie
65,87 J / mol · K.[2]
79,32 J / mol · K.[2][6]
-425,8 kJ / mol[2][6]
-380,2 kJ / mol[2]
Nebezpečí
Bezpečnostní listICSC 0357
Piktogramy GHSGHS05: ŽíravýGHS07: Zdraví škodlivý[7]
Signální slovo GHSNebezpečí
H302, H314[7]
P280, P305 + 351 + 338, P310[7]
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Bod vzplanutíNehořlavé
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
273 mg / kg (orálně, potkan)[9]
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví):
PEL (Dovolený)
žádný[8]
REL (Doporučeno)
C 2 mg / m3[8]
IDLH (Okamžité nebezpečí)
N.D.[8]
Související sloučeniny
jiný anionty
Hydrosulfid draselný
Amid draselný
jiný kationty
Hydroxid lithný
Hydroxid sodný
Hydroxid rubidnatý
Hydroxid cesný
Související sloučeniny
Oxid draselný
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Hydroxid draselný je anorganická sloučenina se vzorcem K.ACH a je běžně nazýván žíravý potaš.

Spolu s hydroxid sodný (NaOH), tato bezbarvá pevná látka je prototypem silná základna. Má mnoho průmyslových a specializovaných aplikací, z nichž většina využívá své žíravý příroda a její reaktivita vůči kyseliny. Odhaduje se, že 700 000 až 800 000 tun byly vyrobeny v roce 2005. KOH je pozoruhodný jako předchůdce většiny měkkých a tekutých látek mýdla, stejně jako četné chemikálie obsahující draslík. Je to bílá pevná látka, která je nebezpečně korozivní. Většina komerčních vzorků je ca. Čistota 90%, zbytek voda a uhličitany.[10]

Vlastnosti a struktura

Hydroxid draselný se obvykle prodává jako průsvitné pelety, které jsou na vzduchu lepkavé, protože KOH je hygroskopický. V důsledku toho KOH obvykle obsahuje různá množství vody (stejně jako uhličitany - viz níže). Své rozpuštění ve vodě je silně exotermické. Koncentrované vodné roztoky se někdy nazývají draslík louhy. Ani při vysokých teplotách nedochází k dehydrataci pevného KOH.[11]

Struktura

Při vyšších teplotách pevný KOH krystalizuje v NaCl Krystalická struktura. OH skupina je buď rychle nebo náhodně narušená, takže  ACH− skupina je ve skutečnosti sférická anion o poloměru 1,53 Å (mezi Cl−
 a F−
 ve velikosti). Při pokojové teplotě  ACH− skupiny jsou řazeny a prostředí o K.+
 center je zkreslený, s K.+
—ACH−
 vzdálenosti v rozmezí od 2,69 do 3,15 A, v závislosti na orientaci OH skupiny. KOH tvoří řadu krystalů hydratuje, a to monohydrát KOH •H2Ó, dihydrát KOH • 2H2Ó a tetrahydrát KOH • 4H2Ó.[12]

Tepelná stabilita

Stejně jako NaOH vykazuje KOH vysoké hodnoty tepelná stabilita. The plynný druh je dimerní. Díky své vysoké stabilitě a relativně nízké hodnotě bod tání se často taví jako pelety nebo tyče, formy, které mají malou plochu a pohodlné manipulační vlastnosti.

Reakce

Zásaditost, rozpustnost a vysoušecí vlastnosti

Asi 121 g KOH rozpustit ve 100 ml vody při teplotě místnosti, což kontrastuje s 100 g / 100 ml pro NaOH. Na molárním základě je tedy NaOH o něco rozpustnější než KOH. Nižší molekulová hmotnost alkoholy jako methanolu, ethanol, a propanoly jsou také vynikající rozpouštědla. Podílejí se na acidobazické rovnováze. V případě methanolu draslík methoxid (methylátové) formy:[13]

KOH + CH3ACH CH3OK + H
2Ó

Vzhledem ke své vysoké afinitě k vodě slouží KOH jako a vysoušedlo v laboratoři. Často se používá k sušení zásaditých rozpouštědel, zejména aminy a pyridiny.

Jako nukleofil v organické chemii

KOH, stejně jako NaOH, slouží jako zdroj  ACH−, velmi nukleofilní anion, který útočí polární vazby v anorganických i organických materiálech. Vodný KOH zmýdelňuje estery:

KOH + RCOOR '→ RCOOK + R'OH

Když R je dlouhý řetězec, produkt se nazývá a draselné mýdlo. Tato reakce se projevuje „mastným“ pocitem, který dává KOH při dotyku - tuky na pokožce se rychle přeměňují na mýdlo a glycerol.

Roztavený KOH se používá k přemístění halogenidy a další opouštějící skupiny. Reakce je zvláště užitečná pro aromatický činidla dát odpovídající fenoly.[14]

Reakce s anorganickými sloučeninami

Doplňuje svoji reaktivitu vůči kyselinám a napadá KOH oxidy. Tedy SiO2 je napaden KOH za vzniku rozpustného křemičitanu draselného. KOH reaguje s oxid uhličitý dát hydrogenuhličitan:

KOH + CO2 → KHCO3

Výroba

Historicky byl KOH vyroben přidáním Uhličitan draselný k silnému řešení hydroxid vápenatý (hašené vápno ) The reakce metathézy soli vede ke srážení pevné látky uhličitan vápenatý, přičemž hydroxid draselný v roztoku:

Ca (OH)2 + K.2CO3 → CaCO3 + 2 KOH

Odfiltrováním vysráženého uhličitanu vápenatého a vařením roztoku se získá hydroxid draselný („kalcinovaný nebo leptavý potaš“). Tento způsob výroby hydroxidu draselného zůstal dominantní až do konce 19. století, kdy byl do značné míry nahrazen současným způsobem elektrolýzy chlorid draselný řešení.[10] Metoda je obdobou výroby hydroxid sodný (vidět chloralkali proces ):

2 KCl + 2 H2O → 2 KOH + Cl2 + H2

Vodík plyn se tvoří jako vedlejší produkt na katoda; současně anodická oxidace chlorid iont probíhá, formuje se chlór plyn jako vedlejší produkt. Pro tento proces je zásadní oddělení anodického a katodického prostoru v elektrolytickém článku.[15]

Použití

KOH a NaOH lze použít zaměnitelně pro řadu aplikací, i když v průmyslu je preferován NaOH kvůli jeho nižším nákladům.

Prekurzor jiných sloučenin draslíku

Mnoho draselných solí se připravuje neutralizačními reakcemi zahrnujícími KOH. Draselné soli uhličitan, kyanid, manganistan, fosfát a různé silikáty se připravují zpracováním buď oxidů nebo kyselin s KOH.[10] Vysoká rozpustnost fosforečnanu draselného je žádoucí hnojiva.

Výroba měkkých mýdel

The zmýdelnění z tuky s KOH se používá k přípravě odpovídajícího „draslíku mýdla „, která jsou měkčí než běžnější mýdla odvozená od hydroxidu sodného. Kvůli své měkkosti a vyšší rozpustnosti vyžadují draselná mýdla méně vody ke zkapalnění a mohou tedy obsahovat více čisticího prostředku než zkapalněná sodná mýdla.[16]

Jako elektrolyt

Uhličitan draselný, vytvořený z roztoku hydroxidu unikajícího z alkalické baterie
Uhličitan draselný, vytvořený z roztoku hydroxidu unikajícího z alkalické baterie

Vodný hydroxid draselný se používá jako elektrolyt v alkalické baterie na základě nikl -kadmium, nikl -vodík, a oxid manganičitý -zinek. Hydroxid draselný je výhodnější než hydroxid sodný, protože jeho roztoky jsou vodivější.[17] The nikl-metal hydridové baterie v Toyota Prius použijte směs hydroxidu draselného a hydroxidu sodného.[18] Nikl-železné baterie také použijte elektrolyt hydroxidu draselného.

Potravinářský průmysl

V potravinářských výrobcích působí hydroxid draselný jako zahušťovadlo potravin, činidlo regulující pH a stabilizátor potravin. The FDA považuje ji (jako přímou složku potravin pro člověka) za obecně bezpečnou v kombinaci s „dobrými“ podmínkami použití výrobních postupů.[19] Je známo v Číslo E. systém jako E525.

Speciální aplikace

Stejně jako hydroxid sodný přitahuje i hydroxid draselný řadu specializovaných aplikací, z nichž prakticky všechny spoléhají na své vlastnosti jako silné chemické báze s následnou schopností degradovat mnoho materiálů. Například v procesu běžně označovaném jako „chemická kremace“ nebo „resomation „, hydroxid draselný urychluje rozklad měkkých tkání, zvířecích i lidských, aby po sobě zanechaly pouze kosti a jiné tvrdé tkáně.[20] Entomologové si přeje studovat jemnou strukturu hmyz anatomie může použít 10% vodný roztok KOH k aplikaci tohoto procesu.[21]

V chemické syntéze je volba mezi použitím KOH a použitím NaOH řízena rozpustností nebo udržováním kvality výsledného sůl.

Díky korozivním vlastnostem hydroxidu draselného je užitečnou přísadou do látek a přípravků, které čistí a dezinfikovat povrchy a materiály, které samy mohou odolat koroze KOH.[15]

KOH se také používá pro výrobu polovodičových čipů. Viz také: anizotropní mokré leptání.

Hydroxid draselný je často hlavní aktivní složkou chemických „odstraňovačů kutikuly“ používaných v manikúra ošetření.

Protože agresivní báze jako KOH poškozují pokožka z vlasy hřídel, hydroxid draselný se používá k chemické pomoci při odstraňování chloupků ze zvířecích kůží. Kůže se namočí na několik hodin do roztoku KOH a vody, aby se připravily na fázi odstraňování chloupků opalování proces. Stejný účinek se také používá k oslabení lidských vlasů při přípravě na holení. Produkty před holením a některé krémy na holení obsahují hydroxid draselný, který nutí vlasovou kutikulu otevřít a působí jako hygroskopický prostředek k přilákání a vtlačování vody do vlasové šachty, což způsobuje další poškození vlasů. V tomto oslabeném stavu se vlasy snáze stříhají žiletkou.

Hydroxid draselný se používá k identifikaci některých druhů houby. Na maso houby se aplikuje 3–5% vodný roztok KOH a výzkumník si všimne, zda se barva masa mění či nikoli. Některé druhy žabí houby, boletes, polypores, a lišejníky[22] jsou identifikovatelné na základě této reakce na změnu barvy.[23]

Bezpečnost

Hydroxid draselný a jeho roztoky silně dráždí pokožku a jiné tkáně.[24]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86. vydání). Boca Raton (FL): CRC Press. str. 4-80. ISBN  0-8493-0486-5.
  2. ^ A b C d E F "hydroxid draselný". chemister.ru. Archivováno z původního dne 18. května 2014. Citováno 8. května 2018.
  3. ^ "A18854 Hydroxid draselný". Alfa Aesar. Thermo Fisher Scientific. Archivováno z původního dne 19. října 2015. Citováno 26. října 2015.
  4. ^ Seidell, Atherton; Linke, William F. (1952). Rozpustnosti anorganických a organických sloučenin. Van Nostrand. Citováno 2014-05-29.
  5. ^ Popov, K .; et al. (2002). "7Li, 23Na, 39K a 133Cs NMR srovnávací rovnovážná studie komplexů hydroxidů kationů alkalických kovů ve vodných roztocích. První číselná hodnota pro vznik CsOH ". Komunikace anorganické chemie. 3 (5): 223–225. doi:10.1016 / S1387-7003 (02) 00335-0. ISSN  1387-7003. Citováno 20. října 2018.
  6. ^ A b Zumdahl, Steven S. (2009). Chemické principy 6. vydání. Společnost Houghton Mifflin. str. A22. ISBN  978-0-618-94690-7.
  7. ^ A b C Sigma-Aldrich Co., Hydroxid draselný. Citováno 2014-05-18.
  8. ^ A b C NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0523". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  9. ^ Chambers, Michaele. „ChemIDplus - 1310-58-3 - KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M - Hydroxid draselný [JAN: NF] - Hledání podobných struktur, synonyma, vzorce, odkazy na zdroje a další chemické informace“. chem.sis.nlm.nih.gov. Archivováno z původního dne 12. srpna 2014. Citováno 8. května 2018.
  10. ^ A b C Schultz, Heinz; Bauer, Günter; Schachl, Erich; Hagedorn, Fritz; Schmittinger, Peter (2005). "Sloučeniny draslíku". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim, Německo: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a22_039. ISBN  978-3-527-30673-2.
  11. ^ Holleman, A.F; Wiberg, E. (2001). Anorganická chemie. San Diego: Academic Press. ISBN  978-0-12-352651-9.
  12. ^ Wells, A.F. (1984). Strukturní anorganická chemie. Oxford: Clarendon Press. ISBN  978-0-19-855370-0.
  13. ^ Platonov, Andrew Y .; Kurzin, Alexander V .; Evdokimov, Andrey N. (2009). „Složení par a kapalných fází v reakčním systému hydroxidu draselného + methanolu při 25 ° C“. J. Solution Chem. 39 (3): 335–342. doi:10.1007 / s10953-010-9505-1. S2CID  97177429.
  14. ^ W. W. Hartman (1923). "p-Cresol ". Organické syntézy. 3: 37. doi:10.15227 / orgsyn.003.0037.; Kolektivní objem, 1, str. 175
  15. ^ A b Römpp Chemie-Lexikon, 9. vydání. (v němčině)
  16. ^ K. Schumann; K. Siekmann (2005). "Mýdla". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a24_247. ISBN  978-3527306732.
  17. ^ D. Berndt; D. Spahrbier (2005). „Baterie“. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a03_343. ISBN  978-3527306732.
  18. ^ „Toyota Prius Hybrid 2010 Model Emergency Response Guide“ (PDF). Toyota Motor Corporation. 2009. Archivovány od originál (PDF) dne 2012-03-20.
  19. ^ "Souhrn sloučenin pro CID 14797 - hydroxid draselný". PubChem.
  20. ^ Green, Margaret (leden 1952). „RYCHLÁ ZPŮSOB ČIŠTĚNÍ A SKVRNĚNÍ VZORKŮ PRO PRŮKAZ KOSTÍ“. Ohio Journal of Science. 52 (1): 31–33. hdl:1811/3896.
  21. ^ Thomas Eisner (2003). Pro lásku k hmyzu. Harvard University Press. str. 71.
  22. ^ Elix, J. A.; Stocker-Wörgötter, Elfie (2008). „Kapitola 7: Biochemie a sekundární metabolity“. V Nash III, Thomas H. (ed.). Lichen Biology (2. vyd.). New York: Cambridge University Press. str. 118–119. ISBN  978-0-521-69216-8.
  23. ^ Testování chemických reakcí Archivováno 2009-10-15 na Wayback Machine na MushroomExpert.com
  24. ^ Hydroxid draselný, Zpráva o prvním posouzení SIDS pro SIAM 13. Bern, Švýcarsko, 6. – 9. Listopadu 2001. Archivováno 3. ledna 2018 v Wayback Machine Dr. Thaly LAKHANISKY. Datum poslední aktualizace: únor 2002

externí odkazy