Kaliumsulfat (K2SO4) struktur, egenskaper, användning, syntes

han kaliumsulfat Det är ett oorganiskt eller färglöst oorganiskt salt vars kemiska formel är K₂Sw₄. Det var redan känt under det fjortonde århundradet, kallades på sjuttonhundratalet som duplikatumsalt, eftersom det är en kombination av ett syratalt och ett alkaliskt salt.

Kaliumsulfat är mineral i Arcanita, men dess presentation i de så kallade Stassfurt -salterna är vanligare. Dessa är matlagning av kaliumsulfater, magnesium, kalcium och natrium, observerbara i mineraler som Leonita och Polyhalita.

Strukturell formel av kaliumsulfat. Källa: Kemikungen [Public Domain]

Kaliumsulfat är lite giftigt salt och producerar bara kontakt med ögonen, luftvägarna eller matsmältningskanalen. Det finns inga bevis på cancerframkallande eller mutagen verkan.

Kaliumsulfat används som gödselmedel, särskilt i grödor som är mottagliga för klorider; Så är fallet med tobak och potatis. Föreningen tillhandahåller kalium, en av de tre huvudsakliga näringsämnena i växter och svavel, som finns i dess proteiner.

[TOC]

Strukturera

Kristallinfaser

Kristallin struktur av kaliumsulfat. Källa: Ra'ike (Wikipedia) [CC0]

Den första bilden visade den strukturella formeln av kaliumsulfat. För varje anjon så₄^2-, av tetraedral geometri, det finns två K -katjoner⁺, som kan representeras av lila sfärer (överlägsen bild).

Så ovanför har du den ortorrombiska kristallstrukturen i K₂Sw₄, Med SOS₄^2- representerad av gula och röda sfärer; Medan K -katjoner⁺, Redan sagt, de är lila sfärer (lite förstärkta).

Denna representation kan orsaka förvirring om man tror att staplarna verkligen motsvarar koordinationslänkar. Snarare indikerar de vad jon interagerar direkt eller nära med en annan runt den. Det är därför varje syre "ansluter" med fem K⁺ (ANTINGEN₃Sw^2-- K⁺), Och dessa i sin tur med tio syre från andra omgivande sulfater anjoner.

Det finns då en något "sällsynt" koordinationssfär för kalium i K₂Sw₄:

Koordinationssfär för kaliumjoner i deras sulfat salt. Källa: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)]

Denna kristallina struktur motsvarar p-K-polymorf₂Sw₄. När den värms upp till 583 ºC inträffar en övergång till a-K-fasen₂Sw₄, vilket är hexagonalt.

Jontrång

Visst strukturen för K₂Sw₄ Det är ovanligt komplicerat för ett oorganiskt salt. Dess joner är placerade och bildar en slags meningslös trassel och, vid första anblicken, saknar periodicitet.

Det kan tjäna dig: kalciumnitrat (CA (NO3) 2)

De som är dedikerade till kristallografi kan ta itu med sagt att trassla mer lämpligt och beskrivande och observera det från de tre rymdaxlarna.

Observera att dess trassliga struktur kan förklara varför k₂Sw₄ Bildar inte hydrater: H -molekyler₂Eller så har de hur det kristallina nätverket för att hydrate kaliumkatjonerna penetrerar.

Med så många interaktioner som täcks i jonernas trassel förväntas det att det nämnda kristallina nätverket har tillräckligt med stabilitet framför värmen; Och i själva verket händer detta, eftersom smältpunkten för K₂Sw₄ Det är 1 069 ºC, vilket visar att dess joner är starkt sammanhängande.

Fysiska och kemiska egenskaper

Kaliumsulfatutseende

Namn

-Kaliumsulfat

-Potassulfat

-Arkanita

-Svavelpotass

Molmassa

174,259 g/mol

Fysiskt utseende

Fast vit kristaller, granuler eller damm, toaletter och bitter smak.

Densitet

2,66 g/cm³

Smältpunkt

1.069 ºC

Kokpunkt

1.689 ºC

Vattenlöslighet

111 g/L vid 20 ºC

120 g/L A 25 ºC

240 g/l a 100 ºC

Vattenlöslighet minskar på grund av närvaron av kaliumklorid, KCl eller ammoniumsulfat, (NH₄)₂Sw₄, På grund av den vanliga joneffekten.

Löslighet i organiska lösningsmedel

Något lösligt i glycerol, men olöslig i aceton och kolsulfid.

Brytningsindex (ND)

1 495

Reaktivitet

Kaliumsulfat kan reagera med svavelsyra och försuras för att bilda kaliumbisulfat (KHSO₄). Det kan reduceras till höga temperaturer till kaliumsulfid (K₂S).

Syntes

Första metoden

Kaliumsulfat syntetiseras genom reaktion av kaliumklorid med svavelsyra. Kaliumsulfatsyntes sker i två steg. Det första steget involverar bildning av kaliumbisulfat.

Detta är en exoterm reaktion, eftersom den frigör värmen och därför inte kräver extern värmtillförsel. Reaktionen görs vid rumstemperatur.

Kcl +h₂Sw₄  => Hcl +khso₄

Det andra steget i reaktionen är endotermiskt, det vill säga att det kräver värmeförsörjningen så att den kan inträffa.

Kcl +khso₄  => Hcl +k₂Sw₄

Andra metoden

Kaliumsulfat kan syntetiseras genom reaktion av svavelsyranutralisering med en bas, kaliumhydroxid:

H₂Sw₄  +   2 koh => k₂Sw₄   +   2 h₂ANTINGEN

Tredje metoden

Kaliumsulfat produceras genom reaktionen av svaveldioxid, syre, kalium och vattenklorid.

Kan tjäna dig: Särskilda egenskaper för materia: Vad är och exempel

Fjärde metoden

Kaliumsulfat uppstår genom extraktion av kaliumsulfat som finns i en saltlösning av Nur Loop Basin, Kina. Kaliumsulfat separeras från de olösliga komponenterna i saltlake genom att tillsätta natriumtripoliphus syra / ureafosfat.

Denna förening ökar skillnaden mellan kaliumsulfatlöslighet och lösligheten hos de andra mindre lösliga föreningarna, vilket uppnår, enligt skaparna av metoden, ett 100 % rent kaliumsulfat. I strikt bemärkelse är det inte en syntesmetod, men det är en ny extraktionsmetod.

Ansökningar

Gödningsmedel

Kaliumsulfat används i tobaksgrödor. Källa: Pxhere.

Användningen av kaliumsulfat som gödningsmedel är dess huvudsakliga applicering. 90% av dess totala produktion används för detta ändamål. Dess användning föredras framför kaliumkloriden i de grödor som är känsliga för närvaron av klorid i jorden; Till exempel tobak.

Kaliumsulfat har ett 40-44% kaliuminnehåll, medan dess svavelkoncentration representerar 17-18% av föreningen. Kalium är nödvändigt för att utföra många väsentliga funktioner för växter, eftersom det aktiverar enzymatiska reaktioner, proteinsyntes, stärkelsebildning, etc.

Dessutom ingriper kalium i regleringen av vattenflödet i bladen. Svavel är nödvändig för proteinsyntes, eftersom det finns i aminosyror som har det; Sådant är fallet med metionin, cystein och cystin och ingriper också i enzymatiska reaktioner.

Även kaliumsulfat används av sprinkler på kaliumsulfatpartiklar mindre än 0,015 mm.

Industriellt bruk och som råmaterial

Rå kaliumsulfat används vid tillverkning av glas och vid tillverkning av kaliumaluminium och karbonat. Det används som ett reagens i tillverkningen av kosmetika. Det används vid tillverkning av öl som korrigerande vattenmedel.

Medicin

Det används för att korrigera en allvarlig minskning av plasmakaliumkoncentrationen (hypokalemi), produkt av överdriven användning av diuretika som ökar urinutsöndring av kalium.

Kalium är den huvudsakliga intracellulära jonen av exciterbara celler, inklusive hjärt. Så en allvarlig minskning av kalium i plasma komprometterar hjärtfunktionism, måste omedelbart korrigera.

Kaliumsulfat har en katartisk verkan, det vill säga det gynnar utvisningen av kolonavföring. Av denna anledning används en blandning av kalium, magnesium och natriumsulfater för att rensa avföringen innan en koloskopi utför, vilket möjliggör en bättre visualisering av kolon av läkaren.

Kan tjäna dig: kadmiumhydroxid (CD (OH) 2)

Veterinär

Kaliumsulfat har använts för att minska kravet på metod i fjäderfäfoder. Närvaron av ett 0,1 % kaliumsulfat i maten av läggningshöns är förknippat med en 5 % ökning av äggproduktionen.

Matsmak

Det är ett smakmedlat som ger mat en bitter och saltlösning som är önskvärd i några av dem. Dessutom noteras att kaliumsulfat har de fyra grundläggande smakerna: sötma, bitterhet, surhet och salthalt.

Salthalt, surhet och bitterhet ökar med kaliumsulfatkoncentration, medan sötma minskar.

Andra användningsområden

Kaliumsulfat används som en pyroteknik, i kombination med kaliumnitrat, för att generera en lila låga. Det används som en blixtreducerare i massor av artilleritruskor.

Dessutom används det som ett medel som ökar viskositeten i kosmetiska produkter som ansiktskräm.

Risker

Kaliumsulfat är lite giftig förening och mycket låg dödlighet. LD50 för oral dos hos möss är 6.600 mg / kg djurvikt, vilket indikerar att en hög dos krävs för att producera musens död. Samma värde på LD50 presenteras i råttor.

I ögonen, genom kontakt, kan kaliumsulfat producera mekanisk irritation. I huden orsakar kaliumsulfat lite skada på den industriella förvaltningen av det.

Genom intag kan kaliumsulfat orsaka gastrointestinal irritation med illamående, kräkningar och diarré. Och slutligen orsakar inandning av kaliumsulfatdamm irritation i luftvägarna.

Referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Kaliumsulfat. Hämtad från: i.Wikipedia.org
3. Nationellt centrum för bioteknikinformation. (2019). Kaliumsulfat. Pubchemdatabas. CID = 24507. Återhämtat sig från: pubchem.Ncbi.Nlm.Nih.Gov
4. Brian Clegg. (5 juli 2018). Kaliumsulfat. Royal Society of Chemistry. Återhämtat sig från: Chemistryworld.com
5. Marie t. Averbuch-puchot, a. Durif. (nitton nittiosex). Ämnen i fosfatkemi. Världsvetenskaplig. Återhämtat sig från: böcker.Google.co.gå
6. Kemisk bok. (2017). Kaliumsulfat. Återhämtat sig från: Chemicalbook.com
7. Shoujiang l. et al. (2019). Rening och snabb upplösning av kaliumsulfat i vattenhaltiga lösningar. Doi: 10.1039/c8ra08284g
8. Drogbank. (2019). Kaliumsulfat. Återhämtat sig från: drugbank.Växelström
9. Mosaikföretaget. (2019). Kaliumsulfat. Skörd näring. Återhämtat sig från: beskärning.com
10. Läkemedel. (2018). Natriumsulfat, kaliumsulfat och magnesiumsulfat (oralt). Återhämtat sig från: droger.com