Kaliumoxid (K2O): Formel, egenskaper, risker och användningsområden

Kaliumoxid, även kallad dikaliumoxid, är ett joniskt syre- och kaliumsalt vars formel är K2O. Dess struktur presenteras i Figur 1 (EMBL-EBI, 2016).

K ₂ O är den enklaste kaliumoxiden, det är en mycket reaktiv och sällan funnit förening. Vissa kommersiella material, såsom gödselmedel och cement, testas med antagandet av den procentandel av kompositionen som skulle motsvara blandningen av kemiska föreningar K20.

Kaliumoxid framställs av kaliumhydroxid (kaustisk potash) och metallkalium vid 450 ° C som producerar molekylärt väte (POTASSIUM OXIDE K2O, SF) enligt ekvationen:

2K + 2KOH ^ 2K20 + H2 (450 ° C).

Det erhålls också genom att kaliumperoxiden reduceras enligt reaktionen:

2K202 → K20 + 02 (530 ° C).

En annan metod för erhållande av kaliumoxid är genom uppvärmning av kaliumkarbonatet vid hög temperatur som indikeras av följande reaktion:

K2CO3K2O + CO2 (T> 1200 ° C).

Det huvudsakliga sättet att erhålla kaliumoxid är emellertid genom uppvärmning av kaliumnitrat för erhållande av molekylärt kväve såsom indikeras av följande reaktion:

2KNO3 + 10K → 6K20 + N2

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Kaliumoxid är gulaktiga tetraedrala kristaller utan karaktäristisk arom (National Center for Biotechnology Information., 2017). Dess utseende visas i figur 2 (amerikanska element, SF).

Föreningen har en molekylvikt av 94, 2 g / mol och en densitet av 2, 13 g / ml vid 24 ° C. Den har en smältpunkt av 740 ° C även om den börjar sönderfalla vid 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Föreningen är resistent mot värme och är löslig i etanol och eter. K20 kristalliserar i antifluoritstrukturen. Av denna anledning reverseras positionerna hos anjonerna och katjonerna i förhållande till deras positioner i CaF ₂, med kaliumjoner samordnade till 4 oxidjoner och oxidjoner samordnade till 8 kalium.

K20 är en basoxid och reagerar våldsamt med vatten för att producera kaliumhydroxid av kalcium. Det är delikat och absorberar vatten från atmosfären och initierar denna kraftiga reaktion.

Kaliumoxid oxideras reversibelt till kaliumperoxid vid 350 ° C, reagerar våldsamt med syror, såsom saltsyra, för att bilda kaliumsalter enligt reaktionen:

K20 + 2HCl → 2KCl + H20.

Föreningen reagerar med kvävedioxid för att bilda nitrat och kaliumnitrit vid temperaturer mellan 150 och 200 ° C:

K2O + 2NO2 = KNO2 + KNO3

Kaliumoxid reagerar vid låga temperaturer med ammoniak för att bilda amider och kaliumhydroxid enligt reaktionen:

K2O + NH3 (1) → KNH2 ↓ + KOH (-50 ° C).

Reaktivitet och faror

Kaliumoxid är en instabil substans. Det oxideras lätt till andra kaliumoxider, peroxid eller kaliumoxidsyra (KHO). Föreningen är inte brännbar men reagerar kraftigt och exotermt med vatten för att bilda kaliumhydroxid (KOH).

Lösningen av kaliumoxid i vatten är en stark bas, reagerar våldsamt med syran och är frätande. Reagerar våldsamt med vatten som ger kaliumhydroxid. Anfaller många metaller i närvaro av vatten (National Institute for Occupational Safety and Health, 2014).

Ämnet är frätande för ögonen, huden och andningsorganen, såväl som vid inandning. Inandning av aerosol kan orsaka lungödem. Symptomen på lungödem manifesterar sig ofta inte efter några timmar och förvärras av fysisk ansträngning.

Vid kontakt med ögonen bör du kontrollera om du har kontaktlinser och omedelbart ta bort dem. Ögonen ska tvättas med rinnande vatten i minst 15 minuter, med ögonlocken öppna. Du kan använda kallt vatten. Salva ska inte användas för ögonen.

Om kemikalien kommer i kontakt med kläder, ta bort det så snabbt som möjligt, skydda dina egna händer och kropp. Placera offret under en säkerhetsdusch.

Om kemikalien ackumuleras på offerets exponerade hud, t.ex. händerna, tvätta försiktigt och noggrant huden som är förorenad med rinnande vatten och icke-slipande tvål. Du kan använda kallt vatten. Om irritation kvarstår, kontakta läkare. Tvätta förorenade kläder före återanvändning.

Om kontakten med huden är allvarlig ska den tvättas med en desinfektionsmedel och täcka huden förorenad med en antibakteriell kräm.

Vid inandning ska offret tillåtas vila i ett välventilerat område. Om inandning är svår, ska offeret evakueras till ett säkert område så snart som möjligt.

Lossa snäva kläder som t-shirt, bälten eller slips. Om offeret finner det svårt att andas, ska syre administreras. Om offret inte andas utförs en munnen-till-mun-återupplivning.

Ta alltid hänsyn till att det kan vara farligt för personen som ger hjälp att ge munnen-till-mun-återupplivning när det inandade materialet är giftigt, infektiöst eller frätande.

Vid förtäring, uppkalla inte kräkningar. Lossa täta kläder som t-shirts, bälten eller band. Om offeret inte andas, utför munnen till munnen återupplivning. I alla fall bör du söka omedelbar läkarvård (IPCS, SF).

tillämpningar

Kemisk formel K ₂ O (eller helt enkelt "K") används i flera industriella sammanhang: NPK-tal för gödselmedel, i cementformler och i glasformler.

Kaliumoxid används ofta inte direkt i dessa produkter, men kaliummängden rapporteras med avseende på K2O-ekvivalenter för alla typer av kaliumföreningar som används, såsom kaliumkarbonat.

Kaliumoxid är ca 83% kalium, medan kaliumklorid endast är 52%. Kaliumklorid ger mindre kalium än lika mycket kaliumoxid.

Om ett gödselmedel är kaliumklorid vid 30 viktprocent skulle dess standardkaliumindex, baserat på kaliumoxid, därför endast vara 18, 8%. Vi tillverkar och / eller importerar mellan 10 och 100 ton per år av detta ämne i Europeiska ekonomiska samarbetsområdet.

Detta ämne används i laboratoriekemikalier, gödningsmedel, polymerer och fytosanitära produkter. K ₂ O har en industriell användning som resulterar i tillverkning av ett annat ämne (användning av mellanprodukter).

Kaliumoxid används inom områdena formulering av blandningar och / eller omförpackning samt jordbruk, skogsbruk och fiske. Detta ämne används för tillverkning av kemiska produkter, plastprodukter och mineralprodukter (t.ex. gips, cement).

Utsläpp till miljön av kaliumoxid kommer sannolikt att uppstå för industriellt bruk: Som ett mellansteg vid tillverkning av ett annat ämne (användning av mellanprodukter), formulering av blandningar, som bearbetningshjälpmedel och industriell bearbetning av nötning med låg hastighet av textilfrisättning, skärning, bearbetning eller polering av metall).

Det är möjligt att en annan utsläpp till miljön av detta ämne på grund av dess användning i interiörer, till exempel, maskin tvättvätskor / tvättmedel, bilvårdsprodukter, färger och beläggningar eller lim, dofter och luftfräschare.

Även för användning inomhus i slutna system med minsta utsläpp som kylvätskor i kylskåp, elvärmare baserat på olja.

Kaliumoxid används utomhus i långvariga material med låga utsläppsgrader, till exempel byggmaterial och konstruktion av metall, trä och plast.

Inomhus används den i långvariga material med låg frisättningshastighet som möbler, leksaker, byggmaterial, gardiner, skor, lädervaror, papper och kartongprodukter, elektronisk utrustning.

Det här ämnet finns i produkter med sten, gips, cement, glas eller keramiskt material (till exempel plattor, krukor / kokkärl, matförvaringsbehållare, byggmaterial och isolering) (Europeisk kemikaliebyrå, 2017).

Kaliumoxid är en termiskt stabil, mycket olöslig kaliumkälla lämplig för glas, optik och keramik. Oxidföreningar leder inte till elektricitet.

Vissa strukturerade oxider av perovskit är emellertid elektroniska ledare som hittar applicering i katoden av fastoxidbränsleceller och syregenererande system.

De är föreningar som innehåller minst en syreanjon och en metallkatjon. De är extremt stabila vilket gör dem användbara vid tillverkning av keramiska strukturer som lerskålar eller avancerad elektronik.

Den används också i lätta konstruktionsdelar i rymd- och elektrokemiska tillämpningar, såsom bränsleceller där de uppvisar jonledningsförmåga.

Metalloxidföreningar är basiska anhydrider och kan därför reagera med syror och med starka reduktionsmedel i redoxreaktioner.