Den kaliumoxid, også kaldet dikalium oxid er et ionisk salt og kalium oxygen med den formlen K 2 O. Dets struktur er vist i figur 1 (EMBL-EBI, 2016).
K 2 O er den enkleste kaliumoxid, det er en meget reaktiv forbindelse og sjældent fundet. Nogle kommercielle materialer, såsom gødningsstoffer og cementer, testes under antagelse procentdelen af sammensætning, som ville svare til blandingen af kemiske forbindelser K 2 O.
Figur 1: struktur af kaliumoxid.
Kaliumoxid fremstilles af kaliumhydroxid (kaustisk kaliumhydrogen) og metallisk kalium ved 450 ° C, hvilket producerer molekylært brint (POTASSIUM OXIDE K2O, SF) i henhold til ligningen:
2K + 2KOH * 2K 2 O + H 2 (450 ° C).
Det opnås også ved at reducere kaliumperoxid i henhold til reaktionen:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° C).
En anden metode til opnåelse af kaliumoxid er ved opvarmning af kaliumcarbonatet ved høje temperaturer som indikeret ved følgende reaktion:
K 2 CO 3 ⇌ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C).
Imidlertid er den vigtigste måde at opnå kaliumoxid ved at opvarme kaliumnitratet ved at opnå molekylært nitrogen som angivet ved følgende reaktion:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
Fysiske og kemiske egenskaber
Kaliumoxid er gulaktige tetraedriske krystaller uden en karakteristisk aroma (National Center for Biotechnology Information., 2017). Dets udseende er vist i figur 2 (amerikanske elementer, SF).
Figur 2: Kaliumoxidets forekomst.
Forbindelsen har en molekylvægt på 94,2 g / mol og en densitet på 2,13 g / ml ved 24 ° C. Det har et smeltepunkt på 740 ° C, selvom det begynder at nedbrydes ved 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).
Forbindelsen er varmebestandig og opløselig i ethanol og ether. K 2 O krystalliserer i antifluorite struktur. Af denne grund vendes anionernes og kationernes position i forhold til deres positioner i CaF 2 med kaliumioner koordineret ved 4 oxidioner og oxidioner koordineret ved 8 kalium.
K 2 O er et basisk oxid og reagerer voldsomt med vand til fremstilling af kaustisk kaliumhydroxid. Det er deliquescent og absorberer vand fra atmosfæren ved at starte denne kraftige reaktion.
Kaliumoxid oxideres reversibelt til kaliumperoxid ved 350 ° C, det reagerer voldsomt med syrer, såsom saltsyre, til dannelse af kaliumsalte i henhold til reaktionen:
K 2 O + 2HCI → 2KCl + H 2 O.
Forbindelsen reagerer med nitrogenoxid til dannelse af kaliumnitrat og nitrit ved temperaturer mellem 150 og 200 ° C:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
Kaliumoxid reagerer ved lave temperaturer med ammoniak til dannelse af amider og kaliumhydroxid i henhold til reaktionen:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C).
Reaktivitet og farer
Kaliumoxid er et ustabilt stof. Det oxideres let til andre kaliumoxider, peroxid eller kaliumsyreoxid (KHO). Forbindelsen er ikke brændbar, men reagerer kraftigt og eksotermisk med vand til dannelse af kaliumhydroxid (KOH).
Opløsningen af kaliumoxid i vand er en stærk base, den reagerer voldsomt med syre og er ætsende. Reagerer voldsomt med vandproducerende kaliumhydroxid. Angriber mange metaller i nærværelse af vand (National Institute for Occupational Safety and Health, 2014).
Stoffet er ætsende for øjne, hud og åndedrætsorganer samt ved indtagelse. Indånding af aerosol kan forårsage lungeødem. Symptomer på lungeødem vises ofte ikke i nogle få timer og forværres af fysisk anstrengelse.
I tilfælde af kontakt med øjnene, skal du kontrollere, om du bruger kontaktlinser, og fjern dem straks. Øjne skal skylles med rindende vand i mindst 15 minutter, med øjenlågene åbne. Koldt vand kan bruges. Øjen salve bør ikke bruges.
Hvis kemikaliet kommer i kontakt med tøj, skal du fjerne det så hurtigt som muligt og beskytte dine egne hænder og krop. Placer offeret under et sikkerhedsbrusebad.
Hvis kemikaliet ophobes på offerets udsatte hud, såsom hænder, vaskes den forurenede hud forsigtigt og omhyggeligt med rindende vand og ikke-slibende sæbe. Koldt vand kan bruges. Hvis irritationen fortsætter, skal du søge læge. Vask det forurenede tøj, før du bruger det igen.
Hvis kontakten med huden er svær, skal den vaskes med en desinfektionssæbe og dække den forurenede hud med en antibakteriel creme.
I tilfælde af indånding skal offeret få lov til at hvile i et godt ventileret område. Hvis indånding er alvorlig, skal offeret evakueres til et sikkert område så hurtigt som muligt.
Løsn stramt tøj såsom en krave, bælte eller slips. Hvis det er vanskeligt for offeret at trække vejret, skal der indgives ilt. Hvis offeret ikke trækker vejret, udføres genoplivning fra mund til mund.
Husk altid, at det kan være farligt for den person, der yder hjælp at give mund-til-mund-genoplivning, når det inhalerede materiale er giftigt, infektiøst eller ætsende.
I tilfælde af indtagelse må du ikke fremkalde opkast. Løsn stramt tøj såsom skjorthalsbånd, bælter eller slips. Hvis offeret ikke trækker vejret, skal du udføre mund-til-mund-genoplivning. I alle tilfælde skal øjeblikkelig lægehjælp søges (IPCS, SF).
Applikationer
Den kemiske formel K 2 O (eller blot "K") bruges i adskillige industrielle sammenhænge: NPK-tal til gødning, i cementformler og i glasformler.
Kaliumoxid ofte ikke anvendes direkte i disse produkter, men mængden af kalium er rapporteret i form af K 2 O ækvivalenter for enhver form for kaliumforbindelser anvendes, såsom kaliumcarbonat.
Kaliumoxid er ca. 83 vægtprocent kalium, mens kaliumchlorid kun er 52 vægtprocent. Kaliumchlorid giver mindre kalium end en lige stor mængde kaliumoxid.
Hvis en gødning derfor er 30 vægtprocent kaliumchlorid, ville dens standardkaliumværdi, baseret på kaliumoxid, kun være 18,8%. Mellem 10 og 100 ton om året af dette stof fremstilles og / eller importeres til Det Europæiske Økonomiske Samarbejdsområde.
Dette stof bruges i laboratoriekemikalier, gødning, polymerer og plantebeskyttelsesmidler. K 2 O har en industriel anvendelse, der resulterer i fremstilling af et andet stof (anvendelse af mellemprodukter).
Kaliumoxid anvendes inden for blanding af formulering og / eller ompakning og landbrug, skovbrug og fiskeri. Dette stof bruges til fremstilling af kemikalier, plastprodukter og mineralprodukter (f.eks. Gips, cement).
Frigivelse i miljøet af kaliumoxid forekommer sandsynligvis gennem industriel anvendelse: som et mellemtrin i fremstillingen af et andet stof (anvendelse af mellemprodukter), formulering af blandinger, som en behandlingshjælp og industriel behandling af lavhastighedsslidning frigør, skæring, bearbejdning eller polering af metal).
Anden miljøfrigivelse af dette stof er muligt fra indendørs brug, f.eks. Maskinevask / vaskemiddelvæsker, bilplejeprodukter, maling og belægninger eller klæbemidler, duftstoffer og luftfriskere.
Også til indendørs brug i lukkede systemer med minimal frigivelse, såsom kølevæsker i køleskabe, oliebaserede elektriske varmeapparater.
Kaliumoxid bruges udendørs i langvarige materialer med en lav frigivelseshastighed, for eksempel metal-, træ- og plastbygningsmaterialer.
Indendørs bruges det i holdbare materialer med lave frigivelseshastigheder som møbler, legetøj, byggematerialer, gardiner, fodtøj, læderprodukter, papir- og papprodukter, elektronisk udstyr.
Dette stof findes i produkter med sten, gips, cement, glas eller keramikbaseret materiale (for eksempel skåle, gryder / pander, fødevarelagringscontainere, byggemateriale og isolering) (European Chemical Agency, 2017).
Kaliumoxid er en termisk stabil, meget uopløselig kaliumkilde egnet til glas, optisk og keramisk anvendelse. Oxidforbindelser leder ikke elektricitet.
Imidlertid er visse strukturerede oxider af perovskite elektroniske ledere, der finder anvendelse i katoden af faste oxidbrændselsceller og iltgenereringssystemer.
Det er forbindelser, der indeholder mindst en iltanion og en metalkation. De er ekstremt stabile, hvilket gør dem nyttige til fremstilling af keramiske strukturer såsom lereskåle eller til avanceret elektronik.
Det bruges også i lette strukturelle komponenter i rum- og elektrokemiske anvendelser, såsom brændselsceller, hvor de udviser ionisk ledningsevne.
Metaloxidforbindelser er basiske anhydrider og kan derfor reagere med syrer og stærke reduktionsmidler i redoxreaktioner.
Referencer
- Amerikanske elementer. (SF). Kaliumoxid. Gendannes fra americanelements.com.
- EMBL-EBI. (2016, 19. september). kaliumoxid. Gendannes fra ChEBI: ebi.ac.uk.
- Europæisk kemisk agentur. (2017, 12. januar). Dipotassiumoxid. Gendannes fra echa.europa.eu.
- (SF). Kaliumoxid. Gendannet fra inchem.org.
- National Center for Biotechnology Information.. (2017, 29. april). PubChem Compound Database; CID = 9989219. Gendannes fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- National Institut for Arbejdsmæssig Sikkerhed og Sundhed. (2014, 1. juli). Kaliumoxid. Gendannes fra cdc.gov.
- Kaliumoxid K2O. (SF). Gendannes fra allreactions.com.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Kaliumoxidopotassium. Gendannes fra chemspider.com.