KALIUMHYDROXID: STRUKTUR, EGENSKABER, ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den kaliumhydroxid er et hvidt krystallinsk uorganisk fast stof. Dens kemiske formel er KOH. Dens krystaller optager let vand fra luften, og det siges derfor at være en hygroskopisk forbindelse. Det er en stærk base og absorberer kuldioxid (CO ₂) fra miljøet.

Industrielt fremstilles det ved elektrolyse af kaliumchlorid (KCl). Af hensyn til energibesparelse og for produktets renhed anvendes kviksølv (Hg) celler i denne metode.

Kaliumhydroxid (KOH) perler. Ingen maskine-læselig forfatter leveret. Walkerma antog (baseret på ophavsretskrav). Kilde: Wikipedia Commons

Men i mange år har der været bekymring for kviksølvforurening genereret ved denne proces. Faktisk er udstrømning i miljøet af affaldsaffald, der indeholder kviksølv, strengt forbudt. Der er andre processer såsom membran og membran, men kviksølv foretrækkes, fordi det producerer en 50% ren KOH-opløsning.

Der er også ikke-elektrokemiske processer såsom nedbrydning af kaliumnitrit (KNO ₂) i nærvær af ferrioxid (Fe ₂ O ₃).

KOH-opløsninger opnået i industrielle processer inddampes for at opnå 90-95% KOH. Restindholdet af 5-10% vand er bundet til KOH i form af kaliumhydroxid monohydrat (KOH.H ₂ O).

På grund af dets kaustiske egenskaber og dets stærke basicitet har det meget forskellige anvendelser. Det tjener som råmateriale i sæber og vaskemidler, trykfarver eller kosmetik, blandt andre anvendelser. Det bruges også til at vaske industrigasser, til påvisning af svampe ved mikroskop og har anvendelse i fødevareindustrien.

Selvom det er en meget stabil forbindelse, klassificeres det som ætsende. Det skal håndteres med omhu, da det kan forårsage forbrændinger i øjne, hud og slimhinder.

Struktur

KOH-krystallen ved almindelige temperaturer er monoklinisk, med hvert kalium (K) atom omgivet af en forvrænget octahedron af ilt (O) atomer. Til gengæld danner hydroxylgrupperne (OH) en kæde i form af en zig-zag, der er bundet af vandrogener, hvor OO-afstandene er 3,35 A, hvilket udelukker enhver signifikant hydrogenbinding.

Krystallstruktur af KOH ved almindelige temperaturer. Blå: Kalium, Rød: Oxygen, Hvid: Hydrogen. Benjah-bmm27. Kilde: Wikipedia Commons

Ved høje temperaturer har KOH en kubisk krystallinsk form.

nomenklatur

- Kaliumhydroxid.

- Kaustisk potash.

- Kaliumhydrat.

- Kaliumblegemiddel.

Ejendomme

Fysisk tilstand

Hvidt krystallinsk fast stof.

Molekylær vægt

56,106 g / mol.

Smeltepunkt

380 ° C; 406 ºC er også rapporteret (varierer afhængigt af vandindhold). Teknisk kvalitet (90-92% KOH) smelter ved ca. 250 ºC.

Kogepunkt

1327 ° C

Massefylde

2,044 g / cm ³

Opløselighed

Opløselig i koldt vand (107 g / 100 ml ved 15 ºC) og i varmt vand (178 g / 100 ml ved 100 ºC). Dens opløsning i vand er en meget eksoterm proces, hvilket betyder, at der genereres en stor mængde varme.

Opløselig i alkoholer. Opløselig i glycerin. Uopløselig i ether.

pH

13,5 (i 0,1 molær vandig opløsning).

Andre egenskaber

Dens krystaller er deliquescent eller hygroskopisk, hvilket betyder, at det absorberer vand fra luften. Det absorberer også let CO ₂ fra luften.

Dens kemiske reaktioner er egenskaberne ved en stærk base. I vandig opløsning reagerer den med enhver svag syre til dannelse af kaliumsaltet af syren. For eksempel er det reagerer med kulsyre (H ₂ CO ₃) eller med carbondioxid (CO ₂) til formular kaliumbicarbonat eller -carbonat.

Reagerer med alkoholer til dannelse kaliumalkoxider, eller med hydrogensulfid H ₂ S til formular kaliumsulfid eller bisulfid.

I vandige systemer danner KOH forskellige hydrater: mono-, di- og tetrahydrater.

Vandige KOH-opløsninger er farveløse, stærkt basiske, sæbevandrende og kaustiske. Det er et ætsende materiale, både fast og i opløsning.

Det er ikke brandfarligt, men når det opvarmes til nedbrydning afgiver det giftige og ætsende K ₂ O- dampe.

Det forårsager alvorlige forbrændinger til øjne, hud og slimhinder og i kontakt med metaller, såsom aluminium, tin, bly eller zink, kan det generere udviklingen af hydrogengas (H ₂), som er meget brandfarlige.

Den varme, der produceres ved at komme i kontakt med fugt eller andre stoffer, kan skabe nok varme til at antænde brændbare materialer.

Applikationer

Ved produktion af andre kaliumforbindelser

Kaliumhydroxid bruges som råmateriale til den kemiske og farmaceutiske industri. Det bruges til at producere kaliumcarbonat (K ₂ CO ₃), kaliumpermanganat (KMnO ₄), kaliumphosphat (K ₃ PO ₄), kalium-silikat (K ₂ SiO ₃) og kaliumcyanid (KCN), blandt andre. forbindelser.

I forskellige applikationer

KOH med høj renhed har anvendelse i fremstilling af pesticider, syntese af trykfarver og farvestoffer, kemikalier til tandkød, i fotografering som en alkalifotoudvikler, som en elektrolyt i alkaliske batterier og brændselsceller, i elektrolyse af vand, ved elektroplettering. eller galvanisering, litografi osv.

KOH af teknisk kvalitet bruges som råmateriale i vaske- og sæbeindustrien. ved fremstilling af kosmetik, glas og tekstiler; at desulfurisere råolie; som tørremiddel og i malings- og lakfjerner, blandt andre anvendelser.

Det er også nyttigt som et kaustisk middel i træindustrien, i mercerisering af bomuld, i analytisk kemi til alkalimetriske titreringer, i organisk syntese og til vandbehandling.

I medicinske applikationer

I medicin bruges det til våd montering under fremstilling af kliniske prøver til mikroskopisk visualisering af svampe og andre svampeelementer i blandt andet hud, hår, negle.

KOH-præparatet bruges til at tydeliggøre klinisk materiale, så svampeelementer lettere kan ses.

Et klinisk prøvefragment sættes til en portion af 10% KOH-opløsning på et glasglas. Det dækkes derefter med et dækobjekt og får lov til at stå ved stuetemperatur for at lade værtscellerne fordøje. Endelig observeres det under mikroskopet.

Mikroskop. Billede af Konstantin Kolosov. Kilde: Pixabay

På den anden side er KOH i form af en topisk opløsning effektiv til behandling af vorter.

I kosmetikindustrien

Det bruges i nogle sømrensere, barbering af cremer og sæber, da dets ætsende egenskaber gør det meget effektivt til at nedbryde eller fjerne blødt væv og fjerne hår.

sæber Billede af Ritual. Kilde: Pixabay

I landbruget

Det bruges i gødning og andre landbrugsprodukter såsom herbicider og pesticider.

I industrielle kemiske processer

KOH er nyttigt i rengøringsoperationer og til vask eller rensning af industrielle gasser, især når syrefjernelse er nødvendig.

På grund af dets let reaktion med CO ₂ bruges det for eksempel til at absorbere denne gas. Endvidere er det ideelt til at reagere med syrer, hvorfor det anvendes til at fjerne hydrogensulfid (H ₂ S). Og på lignende måde for at fjerne nitrogenoxider.

Industriel proces. Billede af Michael Gaida. Kilde: Pixabay

I fødevareindustrien

Det bruges til at justere pH, som stabilisator og som fortykningsmiddel i fødevareindustrien.

Det er blevet betragtet af den amerikanske fødevare- og narkotikadministration eller FDA (for dens forkortelse af engelsk fødevare- og narkotikadministration) som en direkte ingrediens i fødevarer til mennesker, forudsat at det bruges under betingelserne i forbindelse med god fremstillingspraksis..

Ved opnåelse af biodiesel

Biodiesel er en flydende erstatning for diesel eller diesel. Det fås fra vegetabilske olier eller animalsk fedt. KOH er blevet brugt som katalysator i produktionen af ​​biodiesel.

Nylige undersøgelser

I adskillige år har man været opmærksom på forurening af havene ved hjælp af plastaffald, der påvirker mere end 550 arter af havfauna, både ved indtagelse af plastik og ved at blive fanget i affaldet.

Af denne grund gøres der forsøg på at finde metoder, der tillader behandling af prøver fra fordøjelseskanalen hos dyr, opløsning af det organiske materiale, men uden at opløse plasten optaget af prøverne.

I denne forstand har det vist sig, at brugen af ​​KOH-opløsninger til at adskille plast fra organisk stof er en praktisk og effektiv metode, som kan være meget nyttig i kvantitative undersøgelser af plastisk indtagelse af vild marine fauna.

Referencer

1. Mahmoud A. Ghannoum og Nancy C. Isham. (2009). Dermatofytter og dermatophytoser. I klinisk mykologi. Anden version. Gendannes fra sciencedirect.com.
2. Kühn, S. et al. (2016). Anvendelse af kaliumhydroxid (KOH) -opløsning som en passende fremgangsmåde til isolering af plast indtaget af marine organismer. I Marine Forurening Bulletin. Gendannes fra sciencedirect.com.
3. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & sønner.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Bind 19. Fjerde udgave. John Wiley & sønner.
5. Ullmanns encyklopædi for industriel kemi. (1990). Femte udgave. Volumen A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
6. National Library of Medicine. (2019). Kaliumhydroxyde. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Krisada Noiroj, et al. (2009). En sammenlignende undersøgelse af KOH / Al ₂ O ₃ og KOH / NAY katalysatorer til produktion af biodiesel via transesterificering fra palmeolie. I vedvarende energi. Gendannes fra sciencedirect.com.