Kaliumsulfaat (K2SO4) structuur, eigenschappen, gebruik, synthese

Hij kaliumsulfaat Het is een anorganisch of kleurloos anorganisch zout waarvan de chemische formule k is₂SW₄. Het was al bekend in de veertiende eeuw, die in de zeventiende eeuw werd genoemd als duplicatumzout, omdat het een combinatie is van een zuurzout en een alkalisch zout.

Kaliumsulfaat is mineraal in Arcanita, maar de presentatie in de zo -aangedreven stasfurtzouten komt vaker voor. Dit zijn kookkaliumsulfaten, magnesium, calcium en natrium, waarneembaar in mineralen zoals Leonita en Polyhalita.

Structurele formule van kaliumsulfaat. Bron: Kemikungen [Public Domain]

Kaliumsulfaat is een beetje giftig zout en produceert alleen contact met de ogen, de luchtwegen of het spijsverteringskanaal. Er is geen bewijs van carcinogene of mutagene werking.

Kaliumsulfaat wordt gebruikt als meststof, vooral in gewassen die vatbaar zijn voor chloriden; Dat is het geval van tabak en aardappelen. De verbinding biedt kalium, een van de drie belangrijkste voedingsstoffen van planten, en zwavel, die aanwezig is in zijn eiwitten.

[TOC]

Structuur

Kristallijne fasen

Kristallijne structuur van kaliumsulfaat. Bron: Ra'ike (Wikipedia) [CC0]

Het eerste beeld toonde de structurele formule van kaliumsulfaat. Voor elk anion dus₄^2-, van tetraëdrische geometrie zijn er twee K -kationen⁺, die kunnen worden weergegeven door paarse bollen (superieure afbeelding).

Dus hierboven heb je de ortorrombische kristalstructuur van de K₂SW₄, Met de SOS₄^2- weergegeven door gele en rode bollen; Terwijl K -kationen⁺, Al gezegd, het zijn paarse bollen (een beetje versterkt).

Deze weergave kan verwarring veroorzaken als wordt gedacht dat de balken echt overeenkomen met coördinatiekoppelingen. Ze geven eerder aan wat ion direct of nauw samenwerkt met een ander eromheen. Daarom "verbindt" elke zuurstof met vijf k⁺ (OF₃SW^2-- K⁺), En deze op hun beurt met tien zuurstof van andere omliggende sulfatenanionen.

Er is dan een ietwat "zeldzame" coördinatie -bol voor kalium in de K₂SW₄:

Coördinatiebol voor kaliumionen in hun sulfaatzout. Bron: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)]

Deze kristallijne structuur komt overeen met de β-K-polymorf₂SW₄. Wanneer verhit tot 583 ºC, vindt een overgang plaats in de a-K-fase₂SW₄, dat is zeshoekig.

Ion wirwar

Zeker de structuur van k₂SW₄ Het is ongewoon ingewikkeld voor een anorganisch zout. De ionen zijn gepositioneerd en vormen een soort betekenisloze wirwar en ontbreekt op het eerste gezicht periodiciteit.

Het kan u van dienst zijn: calciumnitraat (Ca (NO3) 2)

Degenen die toegewijd zijn aan kristallografie, kunnen genoemde wirwares op passende wijze en beschrijvend aanpakken, waarbij ze het vanuit de drie ruimte -assen observeren.

Merk op dat de verwarde structuur zou kunnen verklaren waarom k₂SW₄ Vormt geen hydraten: H -moleculen₂Of ze hebben hoe het kristallijne netwerk om kaliumkationen te hydrateren doordringt.

Ook met zoveel interacties bedekt met de wirwar van ionen, wordt verwacht dat dit kristallijne netwerk voldoende stabiliteit heeft voor warmte; En in feite gebeurt dit, omdat het smeltpunt van de K₂SW₄ Het is 1.069 ºC, wat aantoont dat zijn ionen sterk samenhangend zijn.

Fysische en chemische eigenschappen

Kaliumsulfaatuit uiterlijk

Namen

-Kaliumsulfaat

-Potassa -sulfaat

-Arcanita

-Zwavel potassa

Molaire massa

174,259 g/mol

Fysiek uiterlijk

Vast van witte kristallen, korrels of stof, toiletten en bittere smaak.

Dikte

2,66 g/cm³

Smeltpunt

1.069 ºC

Kookpunt

1.689 ºC

Oplosbaarheid in water

111 g/l bij 20 ºC

120 g/l A 25 ºC

240 g/l A 100 ºC

Wateroplosbaarheid afneemt door de aanwezigheid van kaliumchloride, KCL of ammoniumsulfaat, (NH₄))₂SW₄, Vanwege het gemeenschappelijke ioneneffect.

Oplosbaarheid in biologische oplosmiddelen

Enigszins oplosbaar in glycerol, maar onoplosbaar in aceton en koolstofsulfide.

Brekingsindex (ND)

1.495

Reactiviteit

Kaliumsulfaat kan reageren met zwavelzuur, verzurend om kaliumbisulfaat te vormen (KHSO₄)). Het kan worden gereduceerd tot hoge temperaturen tot kaliumsulfide (k₂S).

Synthese

Eerste methode

Kaliumsulfaat wordt gesynthetiseerd door reactie van kaliumchloride met zwavelzuur. Kaliumsulfaatsynthese vindt plaats in twee stappen. De eerste stap omvat de vorming van kaliumbisulfaat.

Dit is een exotherme reactie, omdat het warmte vrijgeeft en daarom geen externe warmtevoorziening vereist. De reactie wordt gedaan bij kamertemperatuur.

KCl +H₂SW₄  => HCl +KHSO₄

De tweede stap van de reactie is endotherm, dat wil zeggen dat het de warmtevoorziening vereist zodat deze kan optreden.

KCL +KHSO₄  => HCl +K₂SW₄

Tweede methode

Kaliumsulfaat kan worden gesynthetiseerd door reactie van zwavelzuurneutralisatie met een basis, kaliumhydroxide:

H₂SW₄  +   2 KOH => K₂SW₄   +   2 H₂OF

Derde methode

Kaliumsulfaat wordt geproduceerd door de reactie van zwaveldioxide, zuurstof, kalium en waterchloride.

Kan u van dienst zijn: specifieke eigenschappen van materie: wat zijn en voorbeelden

Vierde methode

Kaliumsulfaat treedt op door extractie van kaliumsulfaat aanwezig in een pekel van het Nur Loop -bekken, China. Kaliumsulfaat wordt gescheiden van de onoplosbare componenten van pekel door natriumtripoliphus zuur / ureumfosfaat toe te voegen.

Deze verbinding verhoogt het verschil tussen de oplosbaarheid van kaliumsulfaat en de oplosbaarheid van de andere minder oplosbare verbindingen, volgens de makers van de methode, een 100 % zuiver kaliumsulfaat. In strikte zin is het geen synthesemethode, maar het is een nieuwe extractiemethode.

Toepassingen

Kunstmest

Kaliumsulfaat wordt gebruikt in tabaksgewassen. Bron: Pxhere.

Het gebruik van kaliumsulfaat als meststof is de belangrijkste toepassing. Voor dit doel wordt 90% van de totale productie gebruikt. Het gebruik ervan heeft de voorkeur boven het kaliumchloride in die gewassen die gevoelig zijn voor de aanwezigheid van chloride in de grond; Bijvoorbeeld van tabak.

Kaliumsulfaat heeft een kaliumgehalte van 40-44%, terwijl de zwavelconcentratie 17-18% van de verbinding vertegenwoordigt. Kalium is nodig om veel essentiële functies voor planten uit te voeren, omdat het enzymatische reacties, eiwitsynthese, zetmeelvorming, enz. Activeert, enz.

Bovendien komt kalium tussenbeide in de regulatie van waterstroom in de bladeren. Zwavel is noodzakelijk voor eiwitsynthese, omdat het aanwezig is in aminozuren die het bezitten; Dat is het geval van metionine, cysteïne en cystine, en grijpt ook tussen in enzymatische reacties.

Zelfs kaliumsulfaat wordt gebruikt door sprinkler op kaliumsulfaatdeeltjes kleiner dan 0,015 mm.

Industrieel gebruik en als grondstof

Rauw kaliumsulfaat wordt gebruikt bij de productie van glas en bij de vervaardiging van kaliumaluminium en carbonaat. Het wordt gebruikt als een reagens bij de productie van cosmetica. Het wordt gebruikt bij de productie van bier als een corrigerend wateragent.

Geneesmiddel

Het wordt gebruikt om een ​​ernstige afname van de plasma -kaliumconcentratie (hypokaliëmie) te corrigeren, product van overmatig gebruik van diuretica die de urinaire uitscheiding van kalium verhogen.

Kalium is het belangrijkste intracellulaire ion van exciteerbare cellen, waaronder cardiac. Dus een ernstige afname van kalium in plasma compromitteert het hartfunctionalisme, en moet onmiddellijk corrigeren.

Kaliumsulfaat heeft een cathartische werking, dat wil zeggen, het is voorstander van de verwijdering van darmuitwerpselen. Om deze reden wordt een mengsel van kalium-, magnesium- en natriumsulfaten gebruikt om de ontlasting te wissen voordat een colonoscopie wordt uitgevoerd, wat een betere visualisatie van de dikke darm door de arts mogelijk maakt.

Kan u van dienst zijn: cadmiumhydroxide (CD (OH) 2)

Dierenarts

Kaliumsulfaat is gebruikt om de vereiste van methodine bij pluimveevoeding te verminderen. De aanwezigheid van een 0,1 % kaliumsulfaat in het voedsel van legkippen, wordt geassocieerd met een toename van 5 % in de eierproductie.

Voedselsmaak

Het is een smaakmiddel dat voedsel een bittere en zoute smaak geeft die in sommige van hen wenselijk is. Bovendien wordt opgemerkt dat kaliumsulfaat is begiftigd met de vier basissmaken: zoetheid, bitterheid, zuurgraad en zoutgehalte.

Zoutgehalte, zuurgraad en bitterheid nemen toe met kaliumsulfaatconcentratie, terwijl de zoetheid afneemt.

Andere gebruiken

Kaliumsulfaat wordt gebruikt als een pyrotechnic, in combinatie met kaliumnitraat, om een ​​paarse vlam te genereren. Het wordt gebruikt als een flitsreductor in de heel veel artillerie -boegschroeven.

Bovendien wordt het gebruikt als een middel dat de viscositeit in cosmetische producten zoals gezichtscrèmes verhoogt.

Risico's

Kaliumsulfaat is een beetje giftige verbinding en zeer lage dodelijkheid. LD50 voor orale dosis bij muizen is 6.600 mg / kg diergewicht, wat aangeeft dat een hoge dosis nodig is om de dood van de muis te produceren. Dezelfde waarde van LD50 wordt gepresenteerd bij ratten.

In de ogen kan kaliumsulfaat door contact mechanische irritatie produceren. In de huid veroorzaakt kaliumsulfaat weinig schade aan het industriële beheer ervan.

Door inname kan kaliumsulfaat gastro -intestinale irritatie veroorzaken met misselijkheid, braken en diarree. En ten slotte veroorzaakt de inademing van kaliumsulfaatstof irritatie in de luchtwegen.

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Kaliumsulfaat. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
3. Nationaal centrum voor biotechnologie -informatie. (2019). Kaliumsulfaat. PubChem -database. CID = 24507. Hersteld van: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
4. Brian Clegg. (5 juli 2018). Kaliumsulfaat. Royal Society of Chemistry. Hersteld van: chemieworld.com
5. Marie T. Averbuch-Puchot, een. Durif. (1996). Onderwerpen in fosfaatchemie. Wereldwetenschappelijk. Hersteld van: boeken.Google.co.gaan
6. Chemisch boek. (2017). Kaliumsulfaat. Hersteld van: chemisch boek.com
7. Shoujiang L. et al. (2019). Zuivering en snelle oplossing van kaliumsulfaat in waterige oplossingen. Doi: 10.1039/C8RA08284G
8. Drugsbank. (2019). Kaliumsulfaat. Hersteld van: Drugsbank.AC
9. The Mosaic Company. (2019). Kaliumsulfaat. Oogstvoeding. Hersteld van: doorsnijdering.com
10. Drugs. (2018). Natriumsulfaat, kaliumsulfaat en magnesiumsulfaat (oraal). Hersteld van: drugs.com