KALIO SULFATAS (K2SO4): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS, SINTEZĖ - CHEMIJA - 2025

Kalio sulfatas yra neorganinės druskos kiekį balta arba bespalvė su cheminė formulė K ₂ SO ₄ . Tai buvo žinoma jau XIV amžiuje, XVII amžiuje buvo vadinama druskos kopija, nes tai yra rūgšties ir šarminės druskos derinys.

Kalio sulfatas randamas mineralų pavidalu arkanite, tačiau jo pateikimas labiau būdingas vadinamosioms Stassfurto druskoms. Tai yra kalio, magnio, kalcio ir natrio sulfatų bendro kristalizacijos, stebimi mineraluose, tokiuose kaip leonitas ir polihalitas.

Kalio sulfato struktūrinė formulė. Šaltinis: Kemikungen

Kalio sulfatas yra mažai toksiška druska ir dirgina tik susilietus su akimis, kvėpavimo takais ar virškinimo traktu. Kancerogeninio ar mutageninio poveikio įrodymų nėra.

Kalio sulfatas naudojamas kaip trąša, ypač pasėliuose, kurie jautrūs chloridams; toks yra tabakas ir bulvės. Junginys suteikia kalio, vienos iš trijų pagrindinių augalų maistinių medžiagų, ir sieros, esančios jų baltymuose.

Struktūra

Kristalinės fazės

Susukta kristalinė kalio sulfato struktūra. Šaltinis: Ra'ike (Vikipedija)

Pirmame paveiksle parodyta kalio sulfato struktūrinė formulė. Kiekvienam tetraedrinės geometrijos SO ₄ ^2- anijonui yra du K ⁺ katijonai , kuriuos gali pavaizduoti purpurinės sferos (viršutinis vaizdas).

Taigi aukščiau mes turime ortorombinę K ₂ SO ₄ kristalų struktūrą, kai SO ₄ ² anijonai yra geltonos ir raudonos rutuliuose; tuo tarpu jau minėti K ⁺ katijonai yra purpurinės sferos (šiek tiek tvirtos).

Šis vaizdas gali sukelti painiavą, jei manote, kad juostos iš tikrųjų atitinka koordinavimo ryšius. Jie nurodo, kuris jonas tiesiogiai ar artimai sąveikauja su kitu, esančiu aplink jį. Štai kodėl kiekvienas deguonis yra „sujungtas“ su penkiais K ⁺ (O ₃ SO ² - K ⁺ ), o šie savo ruožtu su dešimčia deguonies iš kitų aplinkinių sulfato anijonų.

Kalio, esančio K ₂ SO _4, koordinavimo sfera yra šiek tiek „reta“ :

Kalio jonų jo sulfato druskoje koordinavimo sritis. Šaltinis: „Smokefoot“

Šis kristalinės struktūros atitinka polimorfo β-K ₂ SO ₄ . Kaitinant iki 583 ºC, pereinama į α-K ₂ SO ₄ fazę , kuri yra šešiakampė.

Jonų susikaupimas

Be abejo, K ₂ SO ₄ struktūra yra neįprastai sudėtinga neorganinei druskai. Jo jonai yra išdėstyti ir sudaro tam tikrą beprasmį susivėlimą ir, iš pirmo žvilgsnio, neturi periodiškumo.

Tie, kurie yra atsidavę kristalografijai, gali šį susivokimą priartinti tinkamesniu ir aprašomuoju būdu, stebėdami jį iš trijų erdvinių ašių.

Atkreipkite dėmesį, kad jo susipainiojusi struktūra gali paaiškinti, kodėl K ₂ SO ₄ nesudaro hidratų: H ₂ O molekulės neturi galimybės prasiskverbti pro kristalinę gardelę, kad hidratuotų kalio katijonus.

Be to, turint omenyje tiek daug jonų sąveikos sąveikų, reikia tikėtis, kad ši kristalų gardelė turės gana stabilų šilumą; ir iš tikrųjų taip yra, nes K ₂ SO ₄ lydymosi temperatūra yra 1069 ºC, o tai rodo, kad jo jonai yra stipriai rišliai.

Fizinės ir cheminės savybės

Kalio sulfato išvaizda

Vardai

-Kalio sulfatas

- Kalio sulfatas

-Arkanitas

-Sielo kalis

Molinė masė

174,259 g / mol

Fizinė išvaizda

Balta, bekvapė, kartaus skonio kristalinė, granuliuota arba kietoji milteliai.

Tankis

2,66 g / cm ³

Lydymosi temperatūra

1069 ºC

Virimo taškas

1 689 ºC

Tirpumas vandenyje

111 g / L esant 20 ºC

120 g / L, esant 25 ºC

240 g / L, esant 100 ºC

Tirpumas vandenyje mažėja dėl kalio chlorido, KCl arba amonio sulfato (NH ₄ ) ₂ SO ₄ dėl bendrojo jonų poveikio.

Tirpumas organiniuose tirpikliuose

Silpnai tirpsta glicerolyje, bet netirpsta acetone ir anglies sulfide.

Lūžio rodiklis (nD)

1 495

Reaktyvumas

Kalio sulfatas gali reaguoti su sieros rūgštimi, parūgštindamas, kad susidarytų kalio bisulfatas (KHSO ₄ ). Aukštoje temperatūroje jis gali būti redukuotas iki kalio sulfido (K ₂ S).

Sintezė

Pirmasis metodas

Kalio sulfatas sintetinamas reaguojant kalio chloridui su sieros rūgštimi. Kalio sulfato sintezė vyksta dviem etapais. Pirmasis žingsnis yra kalio bisulfato susidarymas.

Tai yra egzoterminė reakcija, nes ji išskiria šilumą ir todėl nereikalauja išorinio šilumos tiekimo. Reakcija vykdoma kambario temperatūroje.

KCl + H ₂ SO ₄ => HCl + KHSO ₄

Antrasis reakcijos žingsnis yra endoterminis, tai yra, norint įvykti, reikia tiekti šilumą.

KCl + KHSO ₄ => HCl + K ₂ SO ₄

Antrasis metodas

Kalio sulfatas gali būti sintetinamas neutralizuojant sieros rūgštį su baze, kalio hidroksidu:

H ₂ SO ₄ + 2 KOH => K ₂ SO ₄ + 2 H ₂ O

Trečias metodas

Kalio sulfatas gaunamas reaguojant sieros dioksidui, deguoniui, kalio chloridui ir vandeniui.

Ketvirtasis metodas

Kalio sulfatas gaunamas ekstrahuojant druskos tirpale esantį kalio sulfatą iš Kinijos Loop Nur baseino. Kalio sulfatas atskiriamas nuo netirpių sūrymo komponentų pridedant parūgštinančio natrio tripolifosfato / karbamido fosfato.

Šis junginys padidina kalio sulfato tirpumo ir kitų mažiau tirpių junginių tirpumo skirtumą, ir, pasak metodo kūrėjų, gaunamas 100% grynas kalio sulfatas. Griežta prasme tai nėra sintezės metodas, bet tai yra naujas ekstrahavimo metodas.

Programos

Trąša

Kalio sulfatas naudojamas tabako pasėliuose. Šaltinis: Pxhere.

Kalio sulfato kaip trąšų naudojimas yra pagrindinis jo būdas. Šiam tikslui naudojama 90% visos jos produkcijos. Labiau tinkamas naudoti kalio chloridas tuose pasėliuose, kurie jautrūs chlorido kiekiui dirvoje; pavyzdžiui, tabako.

Kalio sulfato kalio kiekis yra 40–44%, o jo sieros koncentracija sudaro 17–18% junginio. Kalis yra būtinas atliekant daugelį augalų būtinų funkcijų, nes jis aktyvina fermentines reakcijas, baltymų sintezę, krakmolo susidarymą ir kt.

Be to, kalis dalyvauja vandens srauto reguliavime lapuose. Siera yra būtina baltymų sintezei, nes jos yra aminorūgštose, kurios ją turi; toks yra metioninas, cisteinas ir cistinas, jis taip pat dalyvauja fermentinėse reakcijose.

Netgi kalio sulfatas naudojamas purškiant ant lapų mažesnes nei 0,015 mm kalio sulfato daleles.

Pramoniniam naudojimui ir kaip žaliava

Neapdorotas kalio sulfatas naudojamas stiklo ir alūno bei kalio karbonato gamyboje. Jis naudojamas kaip reagentas gaminant kosmetiką. Jis naudojamas alaus gamyboje kaip vandenį taisanti priemonė.

Vaistas

Jis vartojamas norint kompensuoti stiprų kalio koncentracijos kraujo plazmoje sumažėjimą (hipokalemiją), atsirandančią dėl per didelio diuretikų vartojimo, kurie padidina kalio išsiskyrimą su šlapimu.

Kalis yra pagrindinis sužadinamųjų ląstelių, įskaitant širdies ląsteles, intraląstelinis jonas. Todėl stiprus kalio kiekio sumažėjimas plazmoje pakenkia širdies funkcijai ir turi būti nedelsiant pašalintas.

Kalio sulfatas turi kateterinį poveikį, tai yra, jis skatina išmatų pašalinimą iš gaubtinės žarnos. Dėl šios priežasties kalio, magnio ir natrio sulfatų mišinys naudojamas išmatoms pašalinti iš gaubtinės žarnos prieš atliekant kolonoskopiją, kuri leidžia gydytojui geriau vizualizuoti gaubtinę žarną.

Veterinarijos

Kalio sulfatas buvo naudojamas siekiant sumažinti metionino poreikį naminių paukščių pašaruose. 0,1% kalio sulfato dedeklių vištų pašaruose kiaušinių gamyba padidėja 5%.

Maisto kvapiosios medžiagos

Tai yra kvapioji medžiaga, suteikianti maisto produktams kartaus ir sūraus skonio, kuris yra pageidautinas kai kuriuose iš jų. Be to, pažymima, kad kalio sulfatui suteikiami keturi pagrindiniai skoniai: saldumas, kartumas, rūgštingumas ir druskingumas.

Druskingumas, rūgštingumas ir kartumas didėja dėl kalio sulfato koncentracijos, o saldumas mažėja.

Kiti naudojimo būdai

Kalio sulfatas naudojamas kaip pirotechnika kartu su kalio nitratu, kad susidarytų purpurinė liepsna. Jis naudojamas kaip artimųjų ginklų krūvio sumažinimas.

Be to, jis naudojamas kaip klampumą didinanti priemonė kosmetikos gaminiuose, tokiuose kaip veido kremai.

Pavojai

Kalio sulfatas yra mažai toksiškas junginys, kurio mirtingumas labai mažas. Pelėms išgertos dozės LD50 yra 6 600 mg / kg gyvūno svorio, tai rodo, kad norint sukelti pelę, reikia vartoti didelę dozę. Tokia pati LD50 vertė yra žiurkėms.

Patekęs į akis, kalio sulfatas gali sukelti mechaninį dirginimą. Odos kalio sulfatas daro mažai žalos pramoniniam naudojimui.

Nurijus, kalio sulfatas gali sudirginti virškinimo traktą kartu su pykinimu, vėmimu ir viduriavimu. Galiausiai, įkvėpus kalio sulfato dulkių, dirginami kvėpavimo takai.

Nuorodos

1. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
2. Vikipedija. (2019 m.). Kalio sulfatas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
3. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2019 m.). Kalio sulfatas. „PubChem“ duomenų bazė. CID = 24507. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Brianas Cleggas. (2018 m. Liepos 5 d.). Kalio sulfatas. Karališkoji chemijos draugija. Atkurta iš: chemistryworld.com
5. Marie T. Averbuch-Pouchot, A. Durif. (devyniolika devyniasdešimt šeši). Fosfato chemijos temos. Pasaulio mokslinis. Atkurta iš: books.google.co.ve
6. Chemijos knyga. (2017 m.). Kalio sulfatas. Atkurta iš: chemicalbook.com
7. Shoujiang L. ir kt. (2019 m.). Kalio sulfato gryninimas ir greitas ištirpinimas vandeniniuose tirpaluose. DOI: 10.1039 / C8RA08284G
8. „Narkotikų bankas“. (2019 m.). Kalio sulfatas. Atkurta iš: drugbank.ca
9. „Mozaikos“ kompanija. (2019 m.). Kalio sulfatas. Pasėlių mityba. Atkurta iš: cropnutrition.com
10. Narkotikai. (2018 m.). Natrio sulfatas, kalio sulfatas ir magnio sulfatas (geriamasis). Atgauta iš: drugs.com