هيدروكسيد البوتاسيوم: التركيب والخصائص والاستخدامات - كيمياء - 2026

و هيدروكسيد البوتاسيوم هو أبيض بلورية غير العضوية الصلبة. صيغته الكيميائية هي KOH. تمتص بلوراته الماء بسهولة من الهواء ، ولهذا يُقال إنه مركب استرطابي. وهي قاعدة قوية وتمتص ثاني أكسيد الكربون (CO ₂) من البيئة.

يتم إنتاجه صناعيًا عن طريق التحليل الكهربائي لكلوريد البوتاسيوم (KCl). لأغراض الحفاظ على الطاقة ونقاء المنتج ، يتم استخدام خلايا الزئبق (Hg) في هذه الطريقة.

حبات هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH). لم يتم توفير مؤلف يمكن قراءته آليًا. يفترض Walkerma (بناءً على مطالبات حقوق النشر). المصدر: ويكيبيديا كومنز

ولكن لسنوات عديدة كان هناك قلق بشأن التلوث بالزئبق الناتج عن هذه العملية. في الواقع ، يُحظر تمامًا تصريف النفايات السائلة المحتوية على الزئبق في البيئة. هناك عمليات أخرى مثل الحجاب الحاجز والغشاء ، ولكن يفضل استخدام الزئبق لأنه ينتج محلول KOH نقي بنسبة 50٪.

هناك أيضًا عمليات غير كهروكيميائية مثل تحلل نتريت البوتاسيوم (KNO ₂) في وجود أكسيد الحديديك (Fe ₂ O ₃).

يتم تبخير حلول KOH التي تم الحصول عليها في العمليات الصناعية لتحقيق 90-95٪ KOH. يرتبط المحتوى المتبقي من 5-10٪ ماء بـ KOH في شكل هيدروكسيد البوتاسيوم أحادي الهيدرات (KOH.H ₂ O).

نظرًا لخصائصه الكاوية وأساسيته القوية ، فإن له تطبيقات متنوعة للغاية. إنه بمثابة مادة خام في الصابون والمنظفات وأحبار الطباعة ومستحضرات التجميل ، من بين استخدامات أخرى. كما يستخدم لغسل الغازات الصناعية في الكشف عن الفطريات بالمجهر وله تطبيقات في صناعة المواد الغذائية.

على الرغم من أنه مركب مستقر للغاية ، إلا أنه مصنف على أنه مادة أكالة. يجب التعامل معه بحذر ، حيث يمكن أن يسبب حروقًا في العينين والجلد والأغشية المخاطية.

بناء

تكون بلورة KOH في درجات الحرارة العادية أحادية الميل ، مع كل ذرة بوتاسيوم (K) محاطة بثماني أوجه مشوهة من ذرات الأكسجين (O). في المقابل ، تشكل مجموعات الهيدروكسيل (OH) سلسلة على شكل متعرج مرتبط بالهيدروجين ، حيث تكون مسافات OO 3.35 A ، مما يستبعد أي ارتباط هيدروجين مهم.

التركيب البلوري لـ KOH في درجات الحرارة العادية. الأزرق: البوتاسيوم ، الأحمر: الأكسجين ، الأبيض: الهيدروجين. بنجه- bmm27. المصدر: ويكيبيديا كومنز

في درجات الحرارة العالية ، يكون لـ KOH شكل بلوري مكعب.

التسمية

- هيدروكسيد البوتاسيوم.

- البوتاس الكاوية.

- هيدرات البوتاسيوم.

- مبيض البوتاسيوم.

الخصائص

الحالة الفيزيائية

صلبة بلورية بيضاء.

الوزن الجزيئي الغرامي

56.106 جم / مول.

نقطة الانصهار

380 درجة مئوية ؛ كما تم الإبلاغ عن 406 درجة مئوية (تختلف حسب محتوى الماء). درجة التقنية (90-92٪ KOH) تذوب عند حوالي 250 درجة مئوية.

نقطة الغليان

1327 درجة مئوية.

كثافة

2.044 جم / سم ³

الذوبان

قابل للذوبان في الماء البارد (107 جم / 100 مل عند 15 درجة مئوية) وفي الماء الساخن (178 جم / 100 مل عند 100 درجة مئوية). يعتبر انحلاله في الماء عملية طاردة للحرارة للغاية ، وهذا يعني أنه يتم توليد كمية كبيرة من الحرارة.

قابل للذوبان في الكحول. قابل للذوبان في الجلسرين. غير قابل للذوبان في الأثير.

الرقم الهيدروجيني

13.5 (في 0.1 مولار محلول مائي).

خصائص أخرى

بلوراتها مائلة أو ماصة للرطوبة ، مما يعني أنها تمتص الماء من الهواء. كما أنها تمتص بسهولة CO ₂ من الجو.

تفاعلاته الكيميائية هي خصائص القاعدة القوية. في محلول مائي يتفاعل مع أي حمض ضعيف لتكوين ملح البوتاسيوم للحمض. على سبيل المثال ، يتفاعل مع حمض الكربونيك (H ₂ CO ₃) أو مع ثاني أكسيد الكربون (CO ₂) لتكوين بيكربونات البوتاسيوم أو كربونات.

يتفاعل مع الكحول لتشكيل alkoxides البوتاسيوم، أو مع كبريتيد الهيدروجين H ₂ S لكبريتيد شكل البوتاسيوم أو بيسلفيد.

في الأنظمة المائية ، يشكل KOH هيدرات مختلفة: أحادية وثنائية ورباعية الهيدرات.

محاليل KOH المائية عديمة اللون ، أساسية بقوة ، صابون ، كاوية. إنها مادة أكالة ، صلبة وفي محلول.

أنها ليست قابلة للاشتعال، ولكن عندما يسخن إلى التحلل تنبعث منه السامة والمسببة للتآكل K ₂ O الأبخرة.

يسبب حروقًا شديدة في العينين والجلد والأغشية المخاطية وعند ملامسته للمعادن ، مثل الألمنيوم أو القصدير أو الرصاص أو الزنك ، يمكن أن يولد تطور غاز الهيدروجين (H ₂) ، وهو شديد الاشتعال.

يمكن أن تنتج الحرارة الناتجة عن ملامستها للرطوبة أو مواد أخرى حرارة كافية لإشعال المواد القابلة للاحتراق.

التطبيقات

في إنتاج مركبات البوتاسيوم الأخرى

يستخدم هيدروكسيد البوتاسيوم كمادة خام للصناعات الكيماوية والصيدلانية. يتم استخدامه لإنتاج كربونات البوتاسيوم (K ₂ CO ₃) وبرمنجنات البوتاسيوم (KMnO ₄) وفوسفات البوتاسيوم (K ₃ PO ₄) وسيليكات البوتاسيوم (K ₂ SiO ₃) وسيانيد البوتاسيوم (KCN) ، من بين أمور أخرى. مجمعات سكنية.

في تطبيقات مختلفة

يستخدم KOH عالي النقاء في تصنيع المبيدات الحشرية ، وتركيب الأحبار والأصباغ ، والمواد الكيميائية للصمغ ، والتصوير كمطور للصور القلوية ، وكحلل كهربائى في البطاريات القلوية وخلايا الوقود ، والتحليل الكهربائي للماء ، والطلاء الكهربائي. أو الطلاء الكهربائي ، الطباعة الحجرية ، إلخ.

يستخدم KOH من الدرجة التقنية كمواد خام في صناعة المنظفات والصابون ؛ في صناعة مستحضرات التجميل والزجاج والمنسوجات. لإزالة الكبريت من النفط الخام ؛ كعامل تجفيف وفي مزيلات الطلاء والورنيش ، من بين تطبيقات أخرى.

كما أنه مفيد كعامل كاوية في صناعة الأخشاب ، وفي مرسرة القطن ، وفي الكيمياء التحليلية للمعايرة القلوية ، وفي التخليق العضوي وفي معالجة المياه.

في التطبيقات الطبية

في الطب ، يتم استخدامه في التركيب الرطب أثناء تحضير العينات السريرية للتصور المجهري للفطريات والعناصر الفطرية الأخرى في الجلد والشعر والأظافر وغيرها.

يستخدم تحضير KOH لتوضيح المواد السريرية بحيث يمكن رؤية العناصر الفطرية بسهولة أكبر.

يضاف جزء عينة سريرية إلى جزء من محلول KOH بنسبة 10٪ على شريحة زجاجية. ثم يتم تغطيته بجسم غطاء ويترك للوقوف في درجة حرارة الغرفة للسماح للخلايا المضيفة بالهضم. أخيرًا ، لوحظ تحت المجهر.

مجهر. صورة كونستانتين كولوسوف. المصدر: Pixabay

من ناحية أخرى ، فإن KOH في شكل محلول موضعي فعال في علاج الثآليل.

في صناعة مستحضرات التجميل

يتم استخدامه في بعض منظفات الأظافر وكريمات الحلاقة والصابون ، حيث أن خصائصه المسببة للتآكل تجعله فعالاً للغاية في تحلل أو إزالة الأنسجة الرخوة وإزالة الشعر.

صابون صورة الطقوس. المصدر: Pixabay

في الزراعة

يتم استخدامه في الأسمدة والمنتجات الزراعية الأخرى مثل مبيدات الأعشاب ومبيدات الآفات.

في العمليات الكيميائية الصناعية

KOH مفيد في عمليات التنظيف وغسل أو تنقية الغازات الصناعية ، خاصة عند الحاجة إلى إزالة الحمض.

على سبيل المثال ، نظرًا لسهولة التفاعل مع CO ₂ ، يتم استخدامه لامتصاص هذا الغاز. وعلاوة على ذلك، هو مثالية للتفاعل مع الأحماض، وهذا هو السبب أنه يستخدم لإزالة كبريتيد الهيدروجين (H ₂ S). وبالمثل يتم إزالة أكاسيد النيتروجين.

العمليات الصناعية. صورة مايكل جيدا. المصدر: Pixabay

في صناعة المواد الغذائية

يتم استخدامه لضبط الأس الهيدروجيني ، كعامل استقرار وكعامل سماكة في صناعة الأغذية.

تم اعتباره من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ، أو FDA (لاختصارها إدارة الغذاء والدواء الإنجليزية) ، كمكون مباشر في الغذاء للبشر ، شريطة أن يتم استخدامه في ظل الظروف المتعلقة بممارسات التصنيع الجيدة..

في الحصول على وقود الديزل الحيوي

وقود الديزل الحيوي هو بديل للوقود السائل للديزل أو الديزل. يتم الحصول عليها من الزيوت النباتية أو الدهون الحيوانية. تم استخدام KOH كعامل مساعد في إنتاج وقود الديزل الحيوي.

الدراسات الحديثة

لعدة سنوات ، تم الاهتمام بتلوث البحار من النفايات البلاستيكية ، والتي تؤثر على أكثر من 550 نوعًا من الحيوانات البحرية ، سواء عن طريق تناول البلاستيك أو عن طريق الوقوع في النفايات.

لهذا السبب ، تُبذل محاولات لإيجاد طرق تسمح بمعالجة العينات من الجهاز الهضمي للحيوانات ، مما يؤدي إلى إذابة المادة العضوية ولكن دون إذابة البلاستيك الذي تبتلعه العينات.

بهذا المعنى ، فقد وجد أن استخدام حلول KOH لفصل البلاستيك عن المواد العضوية هو طريقة عملية وفعالة ، والتي يمكن أن تكون مفيدة للغاية في الدراسات الكمية لابتلاع البلاستيك من قبل الحيوانات البحرية البرية.

المراجع

1. محمود علي غنوم ونانسي سي. (2009). الفطريات الجلدية والفطريات الجلدية. في علم الفطريات السريري. الطبعة الثانية. تعافى من sciencedirect.com.
2. كوهن ، إس وآخرون. (2016). استخدام محلول هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) كنهج مناسب لعزل المواد البلاستيكية التي تبتلعها الكائنات البحرية. في نشرة التلوث البحري. تعافى من sciencedirect.com.
3. قطن ، ف.ألبرت وويلكينسون ، جيفري. (1980). كيمياء غير عضوية متقدمة. طبعة رابعة. جون وايلي وأولاده.
4. كيرك أوتمير (1994). موسوعة التكنولوجيا الكيميائية. المجلد 19. الطبعة الرابعة. جون وايلي وأولاده.
5. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية. (1990). الطبعه الخامسة. المجلد A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
6. المكتبة الوطنية للطب. (2019). هيدروكسي البوتاسيوم. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. كريسادا نويروج وآخرون. (2009). دراسة مقارنة لمحفزات KOH / Al ₂ O ₃ و KOH / NaY لإنتاج الديزل الحيوي عبر الأسترة التبادلية من زيت النخيل. في الطاقة المتجددة. تعافى من sciencedirect.com.