KALIO HIDROKSIDAS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Kalio hidroksidas yra balti kristaliniai neorganinė kieta medžiaga. Jo cheminė formulė yra KOH. Jo kristalai lengvai sugeria vandenį iš oro, todėl sakoma, kad jis yra higroskopinis junginys. Tai yra stiprus pagrindas ir absorbuoja anglies dioksidą (CO ₂ ) iš aplinkos.

Pramoniniu būdu jis gaunamas elektrolizuojant kalio chloridą (KCl). Dėl energijos taupymo ir produkto grynumo šiame metode naudojamos gyvsidabrio (Hg) ląstelės.

Kalio hidroksido (KOH) granulės. Nepateiktas mašininio skaitymo autorius. Spėjama, kad Walkerma (remdamasi pretenzijomis dėl autorių teisių). Šaltinis: „Wikipedia Commons“

Tačiau daugelį metų buvo susirūpinta dėl gyvsidabrio užteršimo, kurį sukelia šis procesas. Tiesą sakant, griežtai draudžiama išleisti į aplinką nuotekas, kuriose yra gyvsidabrio. Yra ir kitų procesų, tokių kaip diafragma ir membrana, tačiau pirmenybė teikiama gyvsidabriui, nes iš jo gaunamas 50% grynas KOH tirpalas.

Taip pat yra neelektrocheminių procesų, tokių kaip kalio nitrito (KNO ₂ ) skaidymas, esant geležies oksidui (Fe ₂ O ₃ ).

Pramoniniuose procesuose gauti KOH tirpalai išgarinami, kad būtų gautas 90–95% KOH. Liekamasis kiekis 5-10% vandens yra susietas su KOH į kalio hidroksidas monohidratas forma (KOH.H ₂ O).

Dėl savo kaustinių savybių ir stipraus baziškumo, jis yra labai įvairus pritaikymas. Jis naudojamas kaip žaliava muiluose ir plovikliuose, spausdinimo dažuose ar kosmetikoje. Jis taip pat naudojamas plauti pramonines dujas, mikroskopu aptikti grybelius ir yra naudojamas maisto pramonėje.

Nors tai labai stabilus junginys, jis klasifikuojamas kaip ėsdinantis. Su ja reikia elgtis atsargiai, nes ji gali nudeginti akis, odą ir gleivinę.

Struktūra

KOH kristalas įprastose temperatūrose yra monoklininis, kiekvieno kalio (K) atomą supa deformuotas deguonies (O) atomų oktaedras. Savo ruožtu hidroksilo (OH) grupės sudaro grandinę zigzago pavidalu, sujungtą vandeniliais, kur OO atstumai yra 3,35 A, atmesdami bet kokį reikšmingą vandenilio ryšį.

KOH kristalinė struktūra esant normalioms temperatūroms. Mėlyna: kalis, raudona: deguonis, balta: vandenilis. Benjah-bmm27. Šaltinis: „Wikipedia Commons“

Aukštoje temperatūroje KOH turi kubinę kristalinę formą.

Nomenklatūra

- Kalio hidroksidas.

- kaustinis kalis.

- kalio hidratas.

- Kalio baliklis.

Savybės

Fizinė būklė

Balta kristalinė kieta medžiaga.

Molekulinė masė

56,106 g / mol.

Lydymosi temperatūra

380 ° C; Taip pat buvo pranešta apie 406 ºC (skiriasi priklausomai nuo vandens kiekio). Techninis laipsnis (90–92% KOH) lydosi maždaug 250ºC temperatūroje.

Virimo taškas

1327 ° C.

Tankis

2,044 g / cm ³

Tirpumas

Tirpsta šaltame vandenyje (107 g / 100 ml 15 ° C temperatūroje) ir karštame vandenyje (178 g / 100 ml 100 ° C temperatūroje). Jos ištirpimas vandenyje yra labai egzoterminis procesas, tai reiškia, kad susidaro didelis šilumos kiekis.

Tirpsta alkoholiuose. Tirpsta glicerine. Netirpsta eteryje.

pH

13,5 (0,1 moliniame vandeniniame tirpale).

Kitos savybės

Jos kristalai yra blizgūs arba higroskopiški, tai reiškia, kad jis sugeria vandenį iš oro. Tai taip pat lengvai absorbuoja CO ₂ iš oro.

Jo cheminės reakcijos yra stiprios bazės savybės. Vandeniniame tirpale jis reaguoja su bet kokia silpna rūgštimi, sudarydamas rūgšties kalio druską. Pavyzdžiui, jis reaguoja su angliarūgštimi (H ₂ CO ₃ ) arba su anglies dioksidu (CO ₂ ), sudarydamas kalio bikarbonatą arba karbonatą.

Reaguoja su alkoholių, kad sudarytų kalio alkoksidų, arba su vandenilio sulfido H ₂ S į forma kalio sulfido arba bisulfito.

Vandeninėse sistemose KOH formuoja įvairius hidratus: mono-, di- ir tetrahidratus.

Vandeniniai KOH tirpalai yra bespalviai, stipriai šarminiai, muilo ir kaustiniai. Tai korozinė medžiaga, tiek kieta, tiek tirpale.

Nedegus, tačiau kaitinamas iki skilimo išskiria toksiškus ir ėsdinančius K ₂ O dūmus .

Tai smarkiai nudegina akis, odą ir gleivines, o susilietus su metalais, tokiais kaip aliuminis, alavas, švinas ar cinkas, gali išsiskirti vandenilio dujos (H ₂ ), kurios yra labai degios.

Šiluma, susidaranti liečiantis su drėgme ar kitomis medžiagomis, gali sukurti pakankamai šilumos, kad užsidegtų degios medžiagos.

Programos

Gaminant kitus kalio junginius

Kalio hidroksidas yra naudojamas kaip žaliava chemijos ir farmacijos pramonei. Jis naudojamas kalio karbonatui (K ₂ CO ₃ ), kalio permanganatui (KMnO ₄ ), kalio fosfatui (K ₃ PO ₄ ), kalio silikatui (K ₂ SiO ₃ ) ir kalio cianidui (KCN) gaminti. junginiai.

Įvairiose programose

Aukšto grynumo KOH yra naudojamas pesticidų gamyboje, dažų ir dažų sintezėje, dantenų cheminėse medžiagose, fotografijoje kaip šarminių nuotraukų kūrėjas, kaip šarminių baterijų ir kuro elementų elektrolitas, vandens elektrolizėje, galvanizavimo metu. arba galvanizacija, litografija ir kt.

Techninės kokybės KOH naudojamas kaip žaliava ploviklių ir muilo pramonėje; gaminant kosmetiką, stiklą ir tekstilę; žalios naftos nusierinimas; kaip džiovinimo priemonė, dažų ir lako valikliuose, be kitų programų.

Jis taip pat yra naudingas kaip kaustinis agentas medienos pramonėje, medvilnės merserizavime, analitinėje chemijoje titruojant alkalimetriškai, organinėje sintezėje ir vandens ruošime.

Medicinoje

Medicinoje jis naudojamas montuojant ant šlapio paviršiaus, ruošiant klinikinius mėginius mikroskopiniam grybelių ir kitų grybelio elementų vaizdavimui odoje, plaukuose, naguose.

KOH preparatas naudojamas klinikinei medžiagai išaiškinti, kad būtų lengviau pamatyti grybelinius elementus.

Klinikinio mėginio fragmentas pridedamas prie 10% KOH tirpalo dalies ant stiklinės plokštelės. Tada jis uždengiamas dangteliu ir paliekamas kambario temperatūroje, kad ląstelės-šeimininkės galėtų suvirškinti. Galiausiai jis stebimas po mikroskopu.

Mikroskopas. Paveikslėlis - Konstantinas Kolosovas. Šaltinis: „Pixabay“

Kita vertus, vietinio tirpalo pavidalo KOH yra veiksmingas gydant karpos.

Kosmetikos pramonėje

Jis naudojamas kai kuriuose nagų valikliuose, skutimosi kremuose ir muiluose, nes dėl korozinės savybės jis yra labai efektyvus ardantis ar pašalinant minkštus audinius ir šalinant plaukus.

Muilai „Ritual“ vaizdas. Šaltinis: „Pixabay“

Žemės ūkyje

Jis naudojamas trąšose ir kituose žemės ūkio produktuose, tokiuose kaip herbicidai ir pesticidai.

Pramoniniuose cheminiuose procesuose

KOH yra naudingas valymo operacijose ir plaunant ar valant pramonines dujas, ypač kai reikia pašalinti rūgštis.

Pavyzdžiui, dėl to, kad lengvai reaguoja su CO ₂ , jis naudojamas šioms dujoms absorbuoti. Be to, ji yra idealus reaguojant su rūgštimis, kuris yra, kodėl jis yra naudojamas vandenilio sulfidui pašalinti (H ₂ S). Panašiai pašalinti azoto oksidus.

Pramoninis procesas. Paveikslėlis Michaelas Gaida. Šaltinis: „Pixabay“

Maisto pramonėje

Jis naudojamas pH sureguliuoti, kaip stabilizatorius ir kaip tirštiklis maisto pramonėje.

JAV maisto ir vaistų administracija arba FDA (angliškai sutrumpindama anglišką maisto ir vaistų administraciją) jį laikė tiesioginiu žmonėms skirto maisto komponentu, su sąlyga, kad jis bus naudojamas geros gamybos praktikos sąlygomis. .

Įsigyjant biodyzeliną

Biodyzelinas yra dyzelino ar dyzelino skystas kuras. Jis gaunamas iš augalinių aliejų ar gyvulinių riebalų. KOH buvo naudojamas kaip katalizatorius biodyzelino gamyboje.

Naujausi tyrimai

Keletą metų buvo kreipiamas dėmesys į jūrų taršą plastikinėmis atliekomis, kurios daro įtaką daugiau nei 550 jūrų faunos rūšių - tiek praryjant plastiką, tiek įstrigus atliekoms.

Dėl šios priežasties bandoma rasti metodus, leidžiančius perdirbti mėginius iš gyvūnų virškinamojo trakto, ištirpinant organinę medžiagą, tačiau neištirpinant bandinių praryjamo plastiko.

Šia prasme buvo nustatyta, kad KOH tirpalų naudojimas plastikams atskirti nuo organinių medžiagų yra praktinis ir efektyvus metodas, kuris gali būti labai naudingas atliekant kiekybinius tyrimus dėl plastinės medžiagos patekimo į laukinę jūros fauną.

Nuorodos

1. Mahmoudas A. Ghannoumas ir Nancy C. Ishamas. (2009). Dermatofitai ir dermatofitozės. Klinikinėje mikologijoje. Antrasis leidimas. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
2. Kühn, S. ir kt. (2016). Kalio hidroksido (KOH) tirpalo naudojimas kaip tinkamas būdas izoliuoti plastiką, kurį praryja jūros organizmai. Jūrų taršos biuletenyje. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
3. Cotton, F. Albert ir Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pažangi neorganinė chemija. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
4. Kirkas-Othmeras (1994). Cheminės technologijos enciklopedija. 19 tomas. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
5. Ullmanno pramoninės chemijos enciklopedija. (1990). Penktasis leidimas. A22 tomas. „VCH Verlagsgesellschaft mbH“.
6. Nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Kalio hidroksidas. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Krisada Noiroj ir kt. (2009). Lyginamasis KOH / Al ₂ O ₃ ir KOH / NaY katalizatorių, skirtų biodyzelinui gaminti, peresterinant iš palmių aliejaus, tyrimas. Atsinaujinančios energijos srityje. Atgauta iš „sciencedirect.com“.