KĀLIJA HIDROKSĪDS: STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS, PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Kālija hidroksīds ir balts kristālisks neorganisks solid. Tās ķīmiskā formula ir KOH. Tā kristāli viegli absorbē ūdeni no gaisa, tāpēc tiek uzskatīts, ka tas ir higroskopisks savienojums. Tā ir spēcīga bāze un absorbē oglekļa dioksīdu (CO ₂ ) no apkārtējās vides.

Rūpnieciski to iegūst kālija hlorīda (KCl) elektrolīzē. Enerģijas taupīšanas un produkta tīrības apsvērumu dēļ šajā metodē izmanto dzīvsudraba (Hg) šūnas.

Kālija hidroksīda (KOH) lodītes. Nav sniegts neviens mašīnlasāms autors. Walkerma pieņēma (pamatojoties uz autortiesību pretenzijām). Avots: Wikipedia Commons

Bet daudzus gadus ir radušās bažas par šī procesa radīto piesārņojumu ar dzīvsudrabu. Faktiski dzīvsudrabu saturošu atkritumu izplūde vidē ir stingri aizliegta. Ir arī citi procesi, piemēram, diafragma un membrāna, bet priekšroka tiek dota dzīvsudrabam, jo ​​tas rada 50% tīru KOH šķīdumu.

Pastāv arī neelektroķīmiski procesi, piemēram, kālija nitrīta (KNO ₂ ) sadalīšanās dzelzs oksīda (Fe ₂ O ₃ ) klātbūtnē .

KOH šķīdumus, kas iegūti rūpnieciskos procesos, iztvaicē, lai iegūtu 90-95% KOH. Atlikusī saturs no 5-10% ūdens, ir saistīts ar KOH formā kālija hidroksīds monohidrāts (KOH.H ₂ O).

Sakarā ar kodīgajām īpašībām un spēcīgo pamatīgumu tam ir ļoti dažādas pielietošanas iespējas. Cita starpā tas kalpo kā izejviela ziepēs un mazgāšanas līdzekļos, tipogrāfijas krāsās vai kosmētikā. To izmanto arī rūpniecisko gāzu mazgāšanai, sēnīšu noteikšanai ar mikroskopu, un to var izmantot pārtikas rūpniecībā.

Lai arī tas ir ļoti stabils savienojums, to klasificē kā kodīgu. Ar to jārīkojas uzmanīgi, jo tas var izraisīt acu, ādas un gļotādu apdegumus.

Uzbūve

KOH kristāls parastās temperatūrās ir monoklinisks, katru kālija (K) atomu ieskaujot izkropļotu skābekļa (O) atomu oktaedru. Savukārt hidroksilgrupas (OH) veido ķēdi zigzaga formā, kas savienota ar ūdeņradi, kur OO attālumi ir 3,35 A, izslēdzot jebkādu nozīmīgu ūdeņraža saiti.

KOH kristāla struktūra parastās temperatūrās. Zils: Kālijs, Sarkans: Skābeklis, Balts: Ūdeņradis. Benjah-bmm27. Avots: Wikipedia Commons

Augstās temperatūrās KOH ir kubiska kristāliska forma.

Nomenklatūra

- kālija hidroksīds.

- kaustiskā potaša.

- kālija hidrāts.

- kālija balinātājs.

Īpašības

Fiziskais stāvoklis

Balta kristāliska cieta viela.

Molekulārais svars

56,106 g / mol.

Kušanas punkts

380 ° C; Ziņots arī par 406 ºC (mainās atkarībā no ūdens satura). Tehniskā pakāpe (90–92% KOH) kūst aptuveni 250ºC temperatūrā.

Vārīšanās punkts

1327 ° C.

Blīvums

2,044 g / cm ³

Šķīdība

Šķīst aukstā ūdenī (107 g / 100 ml 15 ° C temperatūrā) un karstā ūdenī (178 g / 100 ml 100 ° C temperatūrā). Tās izšķīšana ūdenī ir ļoti eksotermisks process, tas nozīmē, ka tiek ģenerēts liels daudzums siltuma.

Šķīst spirtos. Šķīst glicerīnā. Nešķīst ēterī.

pH

13,5 (0,1 molārā ūdens šķīdumā).

Citas īpašības

Tās kristāli ir šķīstoši vai higroskopiski, kas nozīmē, ka tas absorbē ūdeni no gaisa. Tas arī viegli absorbē CO ₂ no gaisa.

Tās ķīmiskās reakcijas ir spēcīgas bāzes īpašības. Ūdens šķīdumā tas reaģē ar jebkuru vāju skābi, veidojot skābes kālija sāli. Piemēram, tas reaģē ar ogļskābi (H ₂ CO ₃ ) vai ar oglekļa dioksīdu (CO ₂ ), veidojot kālija bikarbonātu vai karbonātu.

Reaģē ar spirtiem, veidojot kālija alkoksīdiem, vai ar sērūdeņradi H ₂ S, lai veidotu kālija sulfīds vai bisulfide.

Ūdens sistēmās KOH veido dažādus hidrātus: mono-, di- un tetrahidrātus.

KOH ūdens šķīdumi ir bezkrāsaini, izteikti bāziski, ziepjūdenī un kodīgi. Tas ir kodīgs materiāls, gan ciets, gan šķīdumā.

Tas nav uzliesmojošs, bet karsējot līdz sadalīšanai, tas izdala toksiskus un kodīgus K ₂ O izgarojumus .

Tas izraisa smagus acu, ādas un gļotādu apdegumus, un, nonākot saskarē ar metāliem, piemēram, alumīniju, alvu, svinu vai cinku, tas var izraisīt gāzveida ūdeņraža (H ₂ ) attīstību, kas ir viegli uzliesmojošs.

Siltums, kas rodas, nonākot saskarē ar mitrumu vai citām vielām, var radīt pietiekami daudz siltuma, lai aizdedzinātu degošus materiālus.

Lietojumprogrammas

Citu kālija savienojumu ražošanā

Kālija hidroksīdu izmanto kā izejvielu ķīmiskajā un farmācijas rūpniecībā. To izmanto kālija karbonāta (K ₂ CO ₃ ), kālija permanganāta (KMnO ₄ ), kālija fosfāta (K ₃ PO ₄ ), kālija silikāta (K ₂ SiO ₃ ) un kālija cianīda (KCN) ražošanai. savienojumi.

Dažādās lietojumprogrammās

Augstas tīrības pakāpes KOH izmanto pesticīdu ražošanā, tinšu un krāsvielu sintēzē, smaganu ķimikālijās, fotogrāfijā kā sārmu fotoattīstītājs, kā elektrolīts sārmainās baterijās un degvielas elementos, ūdens elektrolīzē, galvanizācijas procesā. vai galvanizācija, litogrāfija utt.

Tehniskās kvalitātes KOH izmanto kā izejvielu mazgāšanas un ziepju rūpniecībā; kosmētikas, stikla un tekstilizstrādājumu ražošanā; desulfurizēt jēlnaftu; kā žāvēšanas līdzeklis, kā arī krāsu un laku noņemšanas līdzekļos.

Tas ir noderīgs arī kā kodīgais līdzeklis kokrūpniecībā, kokvilnas merserizācijā, analītiskajā ķīmijā alkalimetriskai titrēšanai, organiskajā sintēzē un ūdens attīrīšanā.

Medicīnā

Medicīnā to izmanto mitrā montāžā, klīnisko paraugu sagatavošanas laikā, cita starpā, sēnīšu un citu sēnīšu elementu mikroskopiskai vizualizēšanai ādā, matos, nagos.

KOH preparātu izmanto, lai precizētu klīnisko materiālu, lai sēnīšu elementus varētu vieglāk redzēt.

Klīniskā parauga fragmentu pievieno 10% KOH šķīduma uz stikla priekšmetstikliņa. Pēc tam to pārklāj ar pārklājošu priekšmetu un ļauj nostāvēties istabas temperatūrā, lai saimnieka šūnas varētu sagremot. Visbeidzot, to novēro mikroskopā.

Mikroskops. Konstantīna Kolosova attēls. Avots: Pixabay

No otras puses, KOH aktuāla šķīduma formā ir efektīvs kārpu ārstēšanā.

Kosmētikas nozarē

To lieto dažos nagu tīrīšanas līdzekļos, skūšanās krēmos un ziepēs, jo tā kodīgā īpašība padara to ļoti efektīvu mīksto audu sadalīšanai vai noņemšanai un matu noņemšanai.

Ziepes Ritual attēls. Avots: Pixabay

Lauksaimniecībā

To izmanto mēslošanas līdzekļos un citos lauksaimniecības produktos, piemēram, herbicīdos un pesticīdos.

Rūpnieciski ķīmiskajos procesos

KOH ir noderīgs tīrīšanas darbos un rūpniecisko gāzu mazgāšanā vai attīrīšanā, it īpaši, ja nepieciešama skābes noņemšana.

Piemēram, tāpēc, ka tā viegli reaģē ar CO ₂ , to izmanto šīs gāzes absorbēšanai. Turklāt tas ir ideāli piemērots reaģēšanai ar skābēm, tāpēc to izmanto sērūdeņraža (H ₂ S) noņemšanai . Un līdzīgi slāpekļa oksīdu noņemšanai.

Rūpnieciskais process. Attēls: Maikls Gaida. Avots: Pixabay

Pārtikas rūpniecībā

To izmanto pH pielāgošanai, kā stabilizatoru un kā sabiezinātāju pārtikas rūpniecībā.

ASV Pārtikas un zāļu pārvalde vai FDA (saīsinājumā no angļu valodas Pārtikas un zāļu pārvalde) to ir uzskatījusi par tiešu sastāvdaļu cilvēkiem paredzētā pārtikā ar noteikumu, ka to lieto apstākļos, kas saistīti ar labu ražošanas praksi. .

Iegūstot biodīzeļdegvielu

Biodīzeļdegviela ir šķidrā kurināmā vai dīzeļdegvielas aizstājējs. To iegūst no augu eļļām vai dzīvnieku taukiem. KOH ir izmantots kā katalizators biodīzeļdegvielas ražošanā.

Jaunākie pētījumi

Jau vairākus gadus uzmanība tiek pievērsta jūru piesārņošanai ar plastmasas atliekām, kas ietekmē vairāk nekā 550 jūras faunas sugas, gan uzņemot plastmasu, gan ieslodzot tos gružos.

Šī iemesla dēļ tiek mēģināts atrast metodes, kas ļauj apstrādāt paraugus no dzīvnieku gremošanas trakta, izšķīdinot organisko materiālu, bet nešķīdinot paraugu uzņemto plastmasu.

Šajā ziņā ir konstatēts, ka KOH šķīdumu izmantošana, lai atdalītu plastmasu no organiskām vielām, ir praktiska un efektīva metode, kas var būt ļoti noderīga kvantitatīvajos pētījumos par plastmasas savākšanu savvaļas jūras faunā.

Atsauces

1. Mahmuds A. Ghannoum un Nancy C. Isham. (2009). Dermatofīti un dermatofitozes. Klīniskajā mikoloģijā. Otrais izdevums. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
2. Kühn, S. et al. (2016). Kālija hidroksīda (KOH) šķīduma izmantošana kā piemērota pieeja jūras organismu patērētās plastmasas izolēšanai. Jūras piesārņojuma biļetenā. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
3. Kokvilna, F. Alberts un Vilkinsons, Džefrijs. (1980). Uzlabotā neorganiskā ķīmija. Ceturtais izdevums. Džons Vilijs un dēli.
4. Kirk-Othmer (1994). Ķīmiskās tehnoloģijas enciklopēdija. 19. sējums. Ceturtais izdevums. Džons Vilijs un dēli.
5. Ulmana rūpnieciskās ķīmijas enciklopēdija. (1990). Piektais izdevums. Sējums A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
6. Nacionālā medicīnas bibliotēka. (2019. gads). Kālija hidroksīds. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Krisada Noiroj, et al. (2009). KOH / Al ₂ O ₃ un KOH / NaY katalizatoru salīdzinošs pētījums biodīzeļdegvielas ražošanai, veicot pāresterificēšanu no palmu eļļas. Atjaunojamās enerģijas jomā. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.