Kaliumsulfaatti (K2SO4) rakenne, ominaisuudet, käyttö, synteesi

Hän kaliumsulfaatti Se on epäorgaaninen tai väritön epäorgaaninen suola, jonka kemiallinen kaava on k₂Sw₄. Se oli jo tiedossa neljännentoista vuosisadan aikana, ja sitä kutsuttiin seitsemännentoista vuosisadan aikana duplicatum -suolaksi, koska se on happasuolan ja alkalisen suolan yhdistelmä.

Kaliumsulfaatti on mineraali Arcanitassa, mutta sen esitys SO -nimikkeissä Stassfurt -suolat ovat yleisempiä. Nämä ovat keittämistä kaliumsulfaatteja, magnesiumia, kalsiumia ja natriumia, havaittavissa mineraaleissa, kuten Leonita ja Polehalita.

Kaliumsulfaatin rakennekaava. Lähde: Kemikungen [julkinen alue]

Kaliumsulfaatti on vähän myrkyllistä suolaa ja tuottaa vain kosketuksen silmiin, hengitysteisiin tai ruuansulatukseen. Karsinogeenisesta tai mutageenisesta vaikutuksesta ei ole näyttöä.

Kaliumsulfaattia käytetään lannoitteena, etenkin klorideille alttiissa viljelykasveissa; Näin on tupakan ja perunan tapaus. Yhdiste tarjoaa kaliumia, yksi kolmesta kasvien pääravinteesta ja rikki, jota on läsnä sen proteiineissa.

[TOC]

Rakenne

Kiteinen vaihe

Kaliumsulfaatin kiteinen rakenne. Lähde: Ra'ike (Wikipedia) [CC0]

Ensimmäinen kuva osoitti kaliumsulfaatin rakenteellisen kaavan. Jokaiselle anionille niin₄^2-, Tetrahedraalista geometriaa on kaksi katiota⁺, jota voi edustaa violetti pallot (ylivoimainen kuva).

Joten yläpuolella sinulla on k: n ortorrominen kiderakenne₂Sw₄, SOS: n kanssa₄^2- edustaa keltaisia ​​ja punaisia ​​palloja; Kun taas Kations⁺, Jo sanoin, että ne ovat violetti palloja (hieman vahvistettu).

Tämä esitys voi aiheuttaa sekaannusta, jos ajatellaan, että palkit vastaavat todella koordinaatiolinkkejä. Pikemminkin ne osoittavat, mikä ioni on vuorovaikutuksessa suoraan tai tiiviisti toisen ympärillä. Siksi jokainen happi "yhdistää" viiden k: n kanssa⁺ (JOMPIKUMPI₃Sw^2-- K -k -⁺), Ja nämä puolestaan ​​kymmenellä happella muista ympäröivistä sulfaattien anioista.

Kaliumissa on silloin jonkin verran "harvinainen" koordinaatioalue kaliumissa₂Sw₄-

Kaliumionien koordinointipallo niiden sulfaattisuolassa. Lähde: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/4.0)]

Tämä kiteinen rakenne vastaa β-K-polymorfia₂Sw₄. Kun lämmitetään 583 ºC: seen, siirtymä tapahtuu α-K-vaiheeseen₂Sw₄, joka on kuusikulmainen.

Ion

Varmasti k: n rakenne₂Sw₄ Se on epätavallisen monimutkainen epäorgaaniselle suolalle. Sen ionit ovat sijoitettu muodostaen eräänlaisen merkityksettömän sotkun ja ensi silmäyksellä puuttuu jaksollisuus.

Se voi palvella sinua: kalsiumnitraatti (CA (NO3) 2)

Kristallografialle omistetut voivat käsitellä mainittuja sekoituksia asianmukaisemmin ja kuvaavasti, tarkkailemalla sitä kolmesta avaruusakselista.

Huomaa, että sen sotkuinen rakenne voisi selittää miksi k₂Sw₄ Ei muodosta hydraatteja: H -molekyylit₂Tai heillä on kuinka kiteinen verkko hydratoida kaliumkationien tunkeutuu.

Lisäksi, kun ionien sekoituksessa on peitetty niin monia vuorovaikutuksia, odotetaan, että mainitun kiteisen verkon on riittävästi stabiilisuutta lämmön edessä; Ja itse asiassa näin tapahtuu, koska k: n sulamispiste₂Sw₄ Se on 1 069 ºC, mikä osoittaa, että sen ionit ovat voimakkaasti yhtenäisiä.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Kaliumsulfaatin ulkonäkö

Nimeä

-Kaliumsulfaatti

-Potaassa -sulfaatti

-Kaari

-Rikkipotassa

Moolimassa

174 259 g/mol

Fyysinen ulkonäkö

Valkoisten kiteiden, rakeiden tai pölyn, käymälöiden ja katkeran maun kiinteä.

Tiheys

2,66 g/cm³

Sulamispiste

1.069 ºC

Kiehumispiste

1.689 ºC

Vesiliukoisuus

111 g/l 20 ºC: n lämpötilassa

120 g/l a 25 ºC

240 g/l 100 ºC

Veden liukoisuus vähenee kaliumkloridin, KCL: n tai ammoniumsulfaatin läsnäolon vuoksi (NH₄-A₂Sw₄, Yhteisen ionin vaikutuksen vuoksi.

Liukoisuus orgaanisiin liuottimiin

Liukenee hiukan glyseroliin, mutta liukenematon asetoniin ja hiilisulfidiin.

Taitekerroin (ND)

1 495

Reaktiivisuus

Kaliumsulfaatti voi reagoida rikkihapon kanssa, happamoituen kaliumbisulfaatin muodostamiseksi (KHSO₄-A. Se voidaan alentaa korkeisiin lämpötiloihin kaliumsulfidiksi (k₂S).

Synteesi

Ensimmäinen menetelmä

Kaliumsulfaatti syntetisoidaan reaktiolla kaliumkloridilla rikkihapolla. Kaliumsulfaattisynteesi tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensimmäinen vaihe sisältää kaliumbisulfaatin muodostumisen.

Tämä on eksoterminen reaktio, koska se vapauttaa lämpöä eikä siksi vaadi ulkoista lämmönsyöttöä. Reaktio tapahtuu huoneenlämpötilassa.

Kcl +h₂Sw₄  => Hcl +khso₄

Reaktion toinen vaihe on endoterminen, ts.

Kcl +khso₄  => Hcl +k₂Sw₄

Toinen menetelmä

Kaliumsulfaatti voidaan syntetisoida rikkihapon neutraloinnin reaktiolla emäksellä, kaliumhydroksidilla:

H₂Sw₄  +   2 KOH => K₂Sw₄   +   2 h₂JOMPIKUMPI

Kolmas menetelmä

Kaliumsulfaatti syntyy rikkidioksidin, hapen, kaliumin ja vesikloridin reaktiolla.

Voi palvella sinua: Aineen erityiset ominaisuudet: Mitkä ovat ja esimerkkejä

Neljäs menetelmä

Kaliumsulfaatti tapahtuu uutisella Kaliumsulfaattia, joka on läsnä Nur -silmukan altaan suolavedessä, Kiina, Kiina. Kaliumsulfaatti on erotettu suolaveden liukenemattomista komponenteista lisäämällä natrium -kolmiphus -happo / ureafosfaatti.

Tämä yhdiste lisää eroa kaliumsulfaatin liukoisuuden ja muiden vähemmän liukoisten yhdisteiden liukoisuuden välillä, saavuttaen menetelmän luojat 100 % puhdasta kaliumsulfaattia. Tiukassa merkityksessä se ei ole synteesimenetelmä, mutta se on uusi uuttomenetelmä.

Sovellukset

Lannoite

Kaliumsulfaattia käytetään tupakkakasveissa. Lähde: Pxhere.

Kaliumsulfaatin käyttö lannoitteena on sen pääkäyttö. 90% sen kokonaistuotannosta käytetään tähän tarkoitukseen. Sen käyttö on edullista kuin kaliumkloridi niiden viljelykasveissa, jotka ovat herkkiä kloridin läsnäololle maaperässä; Esimerkiksi tupakan.

Kaliumsulfaatilla on 40-44% kaliumpitoisuus, kun taas rikkipitoisuus edustaa 17-18% yhdisteestä. Kalium on välttämätöntä monien kasvien välttämättömien toimintojen suorittamiseksi, koska se aktivoi entsymaattiset reaktiot, proteiinisynteesi, tärkkelyksen muodostuminen jne.

Lisäksi kalium puuttuu veden virtauksen säätelyyn lehtiä. Rikki on välttämätöntä proteiinisynteesille, koska sitä on sen hallussa olevissa aminohapoissa; Näin on metioniinin, kysteiinin ja kystiinin tapaus, ja se puuttuu myös entsymaattisiin reaktioihin.

Sprinkler käyttää jopa kaliumsulfaattia, joka on pienempi kuin 0,015 mm.

Teollisuuskäyttö ja raaka -aine

Raakakaliumsulfaattia käytetään lasin valmistuksessa ja kaliumalumiinin ja karbonaatin valmistuksessa. Sitä käytetään reagenssina kosmetiikan valmistuksessa. Sitä käytetään oluen valmistuksessa korjaavana vesiaineet.

Lääke

Sitä käytetään plasman kaliumpitoisuuden (hypokalemia) vakavan vähentymisen korjaamiseen, diureettien liiallisen käytön tuote, joka lisää virtsan erittymistä kaliumin erittymistä.

Kalium on herättävien solujen tärkein solunsisäinen ioni, mukaan lukien sydän. Joten kaliumin vakava lasku plasmassa vaarantaa sydämen funktionalismin, joutuu heti korjaamaan.

Kaliumsulfaatilla on katartainen vaikutus, ts. Se suosii paksusuolen ulosteiden karkottamista. Tästä syystä ulosteiden puhdistamiseen käytetään kalium-, magnesium- ja natriumsulfaattien seosta ennen kolonoskopian suorittamista, mikä mahdollistaa lääkärin paremman visualisoinnin.

Voi palvella sinua: kadmiumhydroksidi (CD (OH) 2)

Eläinlääkäri

Kaliumsulfaattia on käytetty vähentämään menetelmän vaatimusta siipikarjan ruokintaan. 0,1 % kaliumsulfaatin esiintymiseen munien kanojen ruoassa liittyy 5 %: n lisäys munantuotannossa.

Ruokamaku

Se on aromiaine, joka antaa ruoalle katkeran ja suolaliuoksen maun, joka on toivottavaa joissain heistä. Lisäksi on huomattava, että kaliumsulfaatti on varustettu neljällä emäksellä maulla: makeus, katkeruus, happamuus ja suolapitoisuus.

Suolapitoisuus, happamuus ja katkeruus lisääntyvät kaliumsulfaattipitoisuuden myötä, kun taas makeus vähenee.

Muut käyttötarkoitukset

Kaliumsulfaattia käytetään pyroteknisinä yhdessä kaliumnitraatin kanssa purppuran liekin tuottamiseksi. Sitä käytetään flash -pelkistimenä tykistönpoistojen kuormituksissa.

Lisäksi sitä käytetään aineena, joka lisää viskositeettia kosmeettisissa tuotteissa, kuten kasvovoiteissa.

Riskejä

Kaliumsulfaatti on vähän myrkyllinen yhdiste ja erittäin matala tappavuus. LD50 oraalista annosta hiirissä on 6.600 mg / kg eläinpainoa, mikä osoittaa, että hiiren kuoleman aiheuttamiseksi tarvitaan suuri annos. Sama arvo LD50: lle on esitetty rotilla.

Silmissä, kosketuksella, kaliumsulfaatti voi aiheuttaa mekaanista ärsytystä. Iholla kaliumsulfaatti aiheuttaa vain vähän vaurioita sen teolliselle hallinnalle.

Nielemällä kaliumsulfaatti voi aiheuttaa maha -suolikanavan ärsytystä pahoinvoinnilla, oksentelulla ja ripulilla. Ja lopuksi, kaliumsulfaattipölyn hengittäminen aiheuttaa ärsytystä hengitysteissä.

Viitteet

1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Kaliumsulfaatti. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Kansallinen bioteknologiatietojen keskus. (2019). Kaliumsulfaatti. Pubchem -tietokanta. CID = 24507. Toipunut: Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
4. Brian Clegg. (5. heinäkuuta 2018). Kaliumsulfaatti. Kuninkaallinen kemian yhdistys. Toipunut: ChemistryWorld.com
5. Marie t. Averbuch-Puchot, a. Durif. (1996). Fosfaattikemian aiheet. Maailman tieteellinen. Toipunut: Kirjat.Google.yhteistyö.mennä
6. Kemiallinen kirja. (2017). Kaliumsulfaatti. Palautettu: Chemicalbook.com
7. Shoujiang l. et al. (2019). Puhdistaminen ja nopea liukeneminen kaliumsulfaatista vesiliuoksissa. Doi: 10.1039/C8RA08284G
8. Lääkekankki. (2019). Kaliumsulfaatti. Toipunut: Drugbank.Ac
9. Mosaiikkiyhtiö. (2019). Kaliumsulfaatti. Ravitsemus. Toipunut: CropNutrition.com
10. Huumeet. (2018). Natriumsulfaatti, kaliumsulfaatti ja magnesiumsulfaatti (oraalinen). Toipunut: Huumeet.com