Kaliumsulfat (K2SO4) struktur, egenskaper, bruksområder, syntese

Han Kaliumsulfat Det er et uorganisk eller fargeløs uorganisk salt hvis kjemiske formel er k₂SW₄. Det var allerede kjent i det fjortende århundre, og ble kalt i det syttende århundre som duplicatum salt, ettersom det er en kombinasjon av et syresalt og et alkalisk salt.

Kaliumsulfat er mineral i Arcanita, men presentasjonen i de såkalte stassfurt -saltene er mer vanlig. Disse er matlaging av kaliumsulfater, magnesium, kalsium og natrium, observerbar i mineraler som Leonita og Polyhalita.

Strukturformel av kaliumsulfat. Kilde: Kemikungen [Public Domain]

Kaliumsulfat er litt giftig salt og produserer bare kontakt med øynene, luftveiene eller fordøyelseskanalen. Det er ingen bevis for kreftfremkallende eller mutagen handling.

Kaliumsulfat brukes som gjødsel, spesielt i avlinger som er mottakelige for klorider; Slik er tilfellet med tobakk og poteter. Forbindelsen gir kalium, en av de tre viktigste næringsstoffene til planter og svovel, som er til stede i proteiner.

[TOC]

Struktur

Krystallinske faser

Krystallinsk struktur av kaliumsulfat. Kilde: Ra'ike (Wikipedia) [CC0]

Det første bildet viste den strukturelle formelen for kaliumsulfat. For hver anion så₄^2-, av tetrahedral geometri, er det to K -kationer⁺, som kan være representert av lilla sfærer (overlegen bilde).

Så over har du den ortorrombiske krystallstrukturen til K₂SW₄, Med SOS₄^2- representert av gule og røde kuler; Mens K -kationer⁺, Allerede sagt, de er lilla kuler (litt styrket).

Denne representasjonen kan forårsake forvirring hvis det antas at stolpene virkelig samsvarer med koordineringslenker. Snarere indikerer de hva ion samhandler direkte eller tett med en annen rundt det. Det er grunnen til at hvert oksygen "kobler" med fem k⁺ (ENTEN₃SW^2-- K⁺), Og disse igjen med ti oksygen fra andre omgivende sulfater anioner.

Det er da en noe "sjelden" koordinasjonssfære for kalium i K₂SW₄:

Koordinasjonssfære for kaliumioner i sulfatsaltet. Kilde: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)]

Denne krystallinske strukturen tilsvarer ß-K-polymorfen₂SW₄. Når den er oppvarmet til 583 ºC, oppstår en overgang til α-K-fasen₂SW₄, som er sekskantet.

Ion Tangle

Gjerne strukturen til K₂SW₄ Det er uvanlig komplisert for et uorganisk salt. Ionene er plassert og danner en slags meningsløs floke og ved første øyekast mangler periodisitet.

Det kan tjene deg: Kalsiumnitrat (CA (NO3) 2)

De som er dedikert til krystallografi kan adressere nevnte floker mer passende og beskrivende, og observerer det fra de tre romaksene.

Legg merke til at den sammenfiltrede strukturen kan forklare hvorfor k₂SW₄ Danner ikke hydrater: H -molekyler₂Eller de har hvordan det krystallinske nettverket for å hydrere kaliumkationer trenger.

Med så mange interaksjoner dekket i flokken av ioner, forventes det at nevnte krystallinske nettverk har nok stabilitet foran varmen; Og faktisk skjer dette, siden smeltepunktet til K₂SW₄ Det er 1.069 ºC, som viser at ionene er sterkt sammenhengende.

Fysiske og kjemiske egenskaper

Kaliumsulfatutseende

Navn

-Kaliumsulfat

-Potassa sulfat

-Arcanita

-Svovel Potassa

Molmasse

174,259 g/mol

Fysisk utseende

Fast av hvite krystaller, granuler eller støv, toaletter og bitter smak.

Tetthet

2,66 g/cm³

Smeltepunkt

1.069 ºC

Kokepunkt

1.689 ºC

Vannløselighet

111 g/l ved 20 ºC

120 g/l a 25 ºC

240 g/l a 100 ºC

Vannløselighet avtar på grunn av tilstedeværelsen av kaliumklorid, KCl eller ammoniumsulfat, (NH₄)₂SW₄, På grunn av den vanlige ioneffekten.

Løselighet i organiske løsningsmidler

Litt oppløselig i glyserol, men uoppløselig i aceton og karbonsulfid.

Refraction Index (ND)

1.495

Reaktivitet

Kaliumsulfat kan reagere med svovelsyre, forsurende for å danne kaliumbisulfat (KHSO₄). Det kan reduseres til høye temperaturer til kaliumsulfid (k₂S).

Syntese

Første metode

Kaliumsulfat syntetiseres ved reaksjon av kaliumklorid med svovelsyre. Kaliumsulfatsyntese skjer i to trinn. Det første trinnet innebærer dannelse av kaliumbisulfat.

Dette er en eksotermisk reaksjon, siden den frigjør varme og derfor ikke krever ekstern varmeforsyning. Reaksjonen gjøres ved romtemperatur.

KCl +H₂SW₄  => Hcl +khso₄

Det andre trinnet i reaksjonen er endotermisk, det vil si at det krever varmeforsyning slik at det kan oppstå.

KCL +KHSO₄  => Hcl +k₂SW₄

Andre metode

Kaliumsulfat kan syntetiseres ved reaksjon av svovelsyrenneutralisering med en base, kaliumhydroksyd:

H₂SW₄  +   2 KOH => K₂SW₄   +   2 h₂ENTEN

Tredje metode

Kaliumsulfat produseres ved reaksjon av svoveldioksid, oksygen, kalium og vannklorid.

Kan tjene deg: Spesifikke egenskaper: Hva er og eksempler

Fjerde metode

Kaliumsulfat skjer ved ekstraksjon av kaliumsulfat som er til stede i en saltlake av Nur Loop Basin, Kina. Kaliumsulfat skilles fra de uoppløselige komponentene i saltlake ved å tilsette natrium tripoliphus syre / urea fosfat.

Denne forbindelsen øker forskjellen mellom kaliumsulfatløselighet og løseligheten til de andre mindre oppløselige forbindelsene, og oppnår, ifølge metodens skapere, en 100 % ren kaliumsulfat. I en streng forstand er det ikke en syntesemetode, men det er en ny ekstraksjonsmetode.

applikasjoner

Gjødsel

Kaliumsulfat brukes i tobakksvekster. Kilde: Pxhere.

Bruken av kaliumsulfat som gjødsel er dens viktigste anvendelse. 90% av den totale produksjonen brukes til dette formålet. Bruken er å foretrekke fremfor kaliumkloridet i de avlingene som er følsomme for tilstedeværelsen av klorid i jorden; For eksempel tobakk.

Kaliumsulfat har et 40-44% kaliuminnhold, mens svovelkonsentrasjonen representerer 17-18% av forbindelsen. Kalium er nødvendig for å utføre mange viktige funksjoner for planter, siden det aktiverer enzymatiske reaksjoner, proteinsyntese, stivelsesdannelse, etc.

I tillegg griper kalium inn i reguleringen av vannstrømmen i bladene. Svovel er nødvendig for proteinsyntese, siden det er til stede i aminosyrer som har det; Slik er tilfellet med metionin, cystein og cystin, og griper også inn i enzymatiske reaksjoner.

Selv kaliumsulfat brukes av sprinkler på kaliumsulfatpartikler mindre enn 0,015 mm.

Industriell bruk og som råstoff

Rå kaliumsulfat brukes til fremstilling av glass og i fremstilling av kaliumaluminium og karbonat. Det brukes som et reagens i produksjonen av kosmetikk. Det brukes i fremstilling av øl som et korrigerende vannmiddel.

Medisin

Det brukes til å korrigere en alvorlig reduksjon i plasmakaliumkonsentrasjon (hypokalemia), produkt av overdreven bruk av vanndrivende midler som øker utskillelsen av kalium.

Kalium er det viktigste intracellulære ionet av spennende celler, inkludert hjerte. Så en alvorlig reduksjon i kalium i plasma kompromitterer hjertefunksjonalisme, og må umiddelbart rette.

Kaliumsulfat har en katartisk handling, det vil si at den favoriserer utvisning av tykktarmsavføring. Av denne grunn brukes en blanding av kalium-, magnesium- og natriumsulfater for å fjerne avføringen før du utfører en koloskopi, som tillater en bedre visualisering av tykktarmen av legen.

Kan tjene deg: kadmiumhydroksid (CD (OH) 2)

Veterinær

Kaliumsulfat har blitt brukt for å redusere kravet til metodin i fjørfefôring. Tilstedeværelsen av et 0,1 % kaliumsulfat i maten til å legge høner, er assosiert med en 5 % økning i eggproduksjonen.

Matsmak

Det er et smaksstoff som gir mat en bitter og salt smak som er ønskelig i noen av dem. I tillegg bemerkes det at kaliumsulfat er utstyrt med de fire grunnleggende smakene: søthet, bitterhet, surhet og saltholdighet.

Saltholdighet, surhet og bitterhet øker med kaliumsulfatkonsentrasjon, mens søtheten avtar.

Andre bruksområder

Kaliumsulfat brukes som en pyroteknisk, i kombinasjon med kaliumnitrat, for å generere en lilla flamme. Det brukes som en blitzreduserende.

I tillegg brukes det som et middel som øker viskositeten i kosmetiske produkter som ansiktskremer.

Risiko

Kaliumsulfat er en liten giftig forbindelse og veldig lav dødelighet. LD50 for oral dose i mus er 6.600 mg / kg dyrevekt, noe som indikerer at en høy dose er nødvendig for å produsere musens død. Den samme verdien av LD50 presenteres hos rotter.

I øynene, ved kontakt, kan kaliumsulfat produsere mekanisk irritasjon. I huden forårsaker kaliumsulfat liten skade på den industrielle styringen av den.

Ved inntak kan kaliumsulfat forårsake gastrointestinal irritasjon med kvalme, oppkast og diaré. Og til slutt forårsaker innånding av kaliumsulfatstøv irritasjon i luftveiene.

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Kaliumsulfat. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Nasjonalt senter for bioteknologiinformasjon. (2019). Kaliumsulfat. PubChem -database. CID = 24507. Gjenopprettet fra: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
4. Brian Clegg. (5. juli 2018). Kaliumsulfat. Royal Society of Chemistry. Gjenopprettet fra: Chemistryworld.com
5. Marie t. Averbuch-Puchot, a. Durif. (nitten nittiseks). Temaer i fosfatkjemi. Verdens vitenskapelig. Gjenopprettet fra: Bøker.Google.co.gå
6. Kjemisk bok. (2017). Kaliumsulfat. Gjenopprettet fra: ChemicalBook.com
7. Shoujiang l. et al. (2019). Rensing og rask oppløsning utenfor kaliumsulfat i vandige oppløsninger. Doi: 10.1039/C8RA08284G
8. DrugBank. (2019). Kaliumsulfat. Gjenopprettet fra: DrugBank.Ac
9. The Mosaic Company. (2019). Kaliumsulfat. Avling ernæring. Gjenopprettet fra: avling.com
10. Narkotika. (2018). Natriumsulfat, kaliumsulfat og magnesiumsulfat (oral). Gjenopprettet fra: narkotika.com