KALIO FOSFATAS (K3PO4): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Kalio fosfatas yra neorganinis junginys susideda iš trijų kalio jonų K ⁺ ir fosfato jono, PO ₄ ^3- . Jo cheminė formulė yra K ₃ PO ₄ . Tai yra bespalvė arba balta kristalinė kieta medžiaga. Tai yra labai tirpi vandenyje, formavimo šarminiai tirpalai, tai yra, su daugeliu OH jonų ^- , todėl, pagrindinis pH.

Fosfato jonas ląstelėse atlieka svarbią funkciją, susijusią su energijos kaupimu. Kalio fosfatas yra plačiai naudojamas organinėse chemijos reakcijose, kur jis gali veikti kaip bazė, tai yra, paimti H ⁺ protonus . Jis taip pat gali veikti kaip katalizatorius ar greitintuvas kai kurioms reakcijoms.

Kietasis kalio K ₃ PO ₄ fosfatas . „Xavier13540“ kinų Vikipedijoje. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Jis buvo naudojamas siekiant sumažinti kai kurių vabzdžių užpuolimą kviečių augalais, nes jie daro juos atsparesnius. Tačiau buvo pastebėta, kad jis skatina metano (CH ₄ ), šiltnamio efektą sukeliančių dujų, išsiskyrimą iš ryžių mikrokultūrų.

Jis buvo naudojamas kaip vidurius laisvinantis vaistas, siekiant pailginti vietinės anestezijos trukmę, sustabdyti ertmes ir padėti padengti paviršius, be kitų atvejų.

Struktūra

Kalio fosfatas yra sudarytas iš trijų K ⁺ kalio katijonų ir PO ₄ ^3- fosfato anijono .

Fosfato joną PO ₄ ³ sudaro vienas fosforo atomas (P) ir keturi deguonies atomai (O), kur fosforo oksidacijos būsena yra +5, o deguonies - 2 valentė.

Kalio fosfato K ₃ PO _{4 struktūra} . Edgar181. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Nomenklatūra

• Kalio fosfatas
• Trikalio fosfatas
• Tribazis kalio fosfatas
• Trikalio ortofosfatas

Savybės

Fizinė būklė

Bespalvė arba balta kristalinė kieta medžiaga.

Molekulinė masė

212,27 g / mol

Lydymosi temperatūra

1340 ºC

Tankis

2,564 g / cm ³

Tirpumas

Labai gerai tirpsta vandenyje: 106 g / 100 g vandens 25 ° C temperatūroje. Netirpsta etanolyje.

pH

Tirpalo, kuriame yra 1% K ₃ PO ₄ , pH yra 11,5–12,3.

Cheminės savybės

Ištirpęs vandenyje, kalio fosfatas atskiriasi į tris kalio katijonus K ⁺ ir fosfato anijoną PO ₄ ^3- . Fosfato anijonas iš vandens paima protoną ir ^susidaro vandenilio fosfato anionas HPO ₄ ^2- . Pastarasis savo ruožtu paima iš vandens dar vieną protoną ir tampa dihidrogeno fosfato anijonu 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 ^-

Kaip OH jonai yra suformuota ^- vandeninis tirpalas tampa šarminis.

Kitos savybės

Be bevandenės formos (be vandens), ji turi keletą hidratuotų formų; tai reiškia, kad K ₃ PO ₄ molekulę kristalo struktūroje gali lydėti viena ar daugiau vandens molekulių.

Dėl šios priežasties jis gali sudaryti, pavyzdžiui, monohidratą K ₃ PO ₄ .H ₂ O, trihidratą K ₃ PO _{4. 3} H ₂ O, heptahidratą ir nehidratą.

Fosfato vaidmuo žmogaus organizme

Fosfato jonas PO ₄ ³ yra gausiausias anijonas ląstelių viduje ir vaidina svarbų vaidmenį kaupiant energiją.

Fosfato jonas taip pat dalyvauja formuojant ir maitinant kaulus ir dantis, nes jis reguliuoja kalcio koncentraciją kraujo serume ir daugybėje energijos perdavimo reakcijų ląstelėje.

Gavimas

Kalio fosfatas gali būti gaunamos, pradedant nuo tarp kalio chlorido KCl ir amonio fosfato (NH reakcijos ₄ ) ₃ PO ₄ .

Kalio chloridas + amonio fosfatas → Kalio fosfatas + amonio chloridas

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

Programos

Kaip pagrindas organinės chemijos reakcijose

Kalio fosfatas K ₃ PO ₄ buvo naudojamas įvairiose organinės chemijos reakcijose. Pavyzdžiui, jis naudojamas acetilenų sintezėje, pradedant nuo dibrominuotų junginių.

Šioje sintezėje įvyksta dehidrobrominas (vandenilio ir bromo pašalinimas), kai bevandenė kieta K ₃ PO ₄ (be vandens) veikia kaip minkšta bazė ir paima du protonus iš molekulės, du bromo atomai pašalinami ir atitinkamas acetilenas.

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

Autorius: „Clker-Free-Vector-Images“. Šaltinis: „Pixabay“.

Kaip katalizatorius

K ₃ PO ₄ tarnauja kaip katalizatorius įvairiose organinės chemijos reakcijose. Pvz., Jis buvo naudojamas kaip kieta medžiaga norint gauti biodyzeliną iš panaudoto kepimo aliejaus.

Biodyzelinas yra degalai, panašūs į dyzeliną, tačiau gaunami iš natūralių riebalų ar aliejų, naudojamų ar ne.

Kalio fosfatas buvo veiksmingesnis kaip šios reakcijos katalizatorius ar pagreitintojas nei natrio fosfatas Na ₃ PO ₄ ir kalcio oksidas CaO.

Žemės ūkyje

K ₃ PO ₄ buvo naudojamas kviečių augalams gydyti ir padaryti juos atsparius tam tikriems kenkėjams.

Kviečių augalus galima apdoroti K ₃ PO ₄ , kad jie būtų atsparūs kai kurių rūšių vabzdžiams. Autorius: Hansas Braxmeieris. Šaltinis: „Pixabay“.

Kai kurie tyrėjai gydė kviečių sodinukus kalio fosfatu ir paaiškėjo, kad tai sukelia atsparumą šermukšniams Diuraphis noxia - vabzdžiams, kurie puola šiuos augalus.

Ant sodinukų užlašinus praskiestą K ₃ PO ₄ tirpalą, buvo pastebėtas mažesnis šių vabzdžių sukeltų simptomų sunkumas ir sumažėjęs iš jų maitinamų amarų skaičius.

Autorius: Hansas Braxmeieris. Šaltinis: „Pixabay“.

Medicinoje

Kalio fosfatas buvo naudojamas modifikuoti lidokaino, vietinio anestetiko, anestezinį poveikį. Vietinis anestetikas yra vaistas, kuris, tepant kūno vietą, praranda jautrumą skausmui toje srityje.

Buvo nustatyta, kad K ₃ PO ₄ leidžia pratęsti vietinę lidokaino anesteziją.

Kaip vidurius laisvinantis vaistas

Kalio fosfatas padidina žarnyno turinio sklandumą, nes padeda išlaikyti vandenį žarnyne, o tai netiesiogiai skatina žarnyno raumenų susitraukimą.

Veterinarijoje

K ₃ PO ₄ vartojamas gyvūnams, sergantiems diabetine ketoacidoze (diabeto komplikacija), siekiant gydyti hipofosfatemiją (per mažai fosfato kraujyje).

Tačiau, kai jo skiriama per daug, jis gali sukelti hipokalcemiją (mažai kalcio kraujyje), hiperfosfatemiją (fosfato perteklių kraujyje), nevalingą raumenų susitraukimą, minkštųjų audinių mineralizaciją ir inkstų nepakankamumą.

Šunys, sergantys diabetine acidoze, gali būti gydomi kalio fosfatu. Autorius: Davidas Markas. Šaltinis: „Pixabay“.

Gaudami DNR

Kalio fosfatas buvo naudojamas kaip buferis DNR gryninti genetikos laboratorijose.

DNR yra ląstelėse randamas baltymas, kuriame yra visa genetinė informacija, reikalinga gyvų būtybių vystymuisi ir veikimui.

Izoliuodami DNR, mokslininkai gilinasi į tai, kaip perduodami paveldimi bruožai, todėl kalio fosfatas yra labai naudingas.

DNR molekulės brėžinys. Autorius: „PublicDomainPictures“. Šaltinis: „Pixabay“.

Įvairiose programose

Kalio fosfatas K ₃ PO ₄ tarnauja:

• kaip maisto papildas,
• elektrolitų pakeitimui,
• kaip buferis, tai yra kaip cheminė sistema, leidžianti kontroliuoti OH ^- arba vandenilio H ⁺ jonų kiekį vandeniniame tirpale,
• sulėtinti ar slopinti dantų ėduonį,
• kaip korozijos inhibitorius ir priešuždegiminis agentas,
• kaip paviršiaus apdorojimo ir dengimo priemonė,
• kaip antifrizas,
• valymo priemonėse.

Korozijos vamzdžiai. K ₃ PO ₄ leidžia išvengti korozijos kai kurių pramonės šakų ar procesų vamzdžiuose. Autorius: Michaelas Gaida. Šaltinis: „Pixabay“.

Neigiamas aspektas, skirtas naudoti žemės ūkyje

Kai kurie tyrėjai nustatė, kad K ₃ PO ₄ pridedant prie ryžių mikrokultūros padidėja metano (CH ₄ ) išmetimas į atmosferą. Metanas yra dujos, kurios prisideda prie šiltnamio efekto ir padidina mūsų planetos temperatūrą.

Nuorodos

1. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Kalio fosfatas. Atkurta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. „Panciera“, DL (2012). Skysčių terapija endokrininių ir metabolinių sutrikimų atvejais. Fosforo papildai. Skysčių, elektrolitų ir rūgščių-šarmų sutrikimai praktikuojant smulkius gyvūnus (ketvirtasis leidimas). Atgauta iš „sciencedirect.com“.
3. Shenawi-Khalil, S. ir kt. (2012). Acetilenų sintezė dehidrobrominant, naudojant kietą bevandenį kalio fosfatą kaip pagrindą fazės perdavimo sąlygomis. „Tetrahedron Letters“, 53 tomas, 2012 m. Leidimas 18, 2295–2279 puslapiai. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
4. Guan, G. ir kt. (2009). Tri-kalio fosfatas kaip kietas katalizatorius biodyzelinui gaminti iš kepimo aliejaus atliekų. Kuro perdirbimo technologija, 90 tomas, 4 leidimas, 2009 m., 520-524 psl. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
5. Kulkami, MA (2012). Greito ir tirpiklio neturinčio α-hidroksifosfonatų sintezės mechanizmo metodas, naudojant katalizatorių kalio fosfatą. Comptes Rendus Chimie, Vol 16, 2013, 2 leidimas, 148-152 psl. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
6. Venter, E. ir kt. (2014). Kalio fosfatas sukelia toleranciją rusiškiems kviečių amfijams (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) kviečiuose. Crop Protection Vol 61, 2014 m. Liepa, 43–50 puslapiai. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
7. Bonturi, N. et al. (2013). Natrio citratas ir kalio fosfatas kaip alternatyvūs adsorbcijos buferiai atliekant hidrofobinį ir aromatinį tiofilinį chromatografinį gryninimą plazmidės DNR iš neutralizuoto lizato. Journal of Chromatography B, 919–920 tomai, 2013, 67–74 psl. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
8. Conradas, R. ir Klose, M. (2005). Tręšimo kalio fosfatu poveikis metano ir jo ¹³ C stabilios izotopo sudėties susidarymui ir išmetimui ryžių mikrokosme. Dirvožemio biologija ir biochemija, 37 tomas, 11 leidimas, 2005 m., 2099–2108 psl. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
9. Lide, DR (redaktorius) (2003). CRC chemijos ir fizikos vadovas. 85 ^-oji CRC spauda.
10. Dūmai. (2019 m.). Trikalio fosfatas. Atkurta iš en.wikipedia.org