و أكسيد البوتاسيوم ، كما دعا أكسيد dipotassium هو الأيونية الملح والبوتاسيوم الأكسجين مع ل صيغة K 2 ويرد هيكل O. لها في الشكل 1 (EMBL-بنك الإمارات الدولي، 2016).
K 2 O هو أبسط أكسيد البوتاسيوم ، وهو مركب شديد التفاعل ونادرًا ما يوجد. يتم اختبار بعض المواد التجارية ، مثل الأسمدة والأسمنت ، بافتراض أن النسبة المئوية للتركيب ستكون معادلة لخليط المركبات الكيميائية K 2 O.
الشكل 1: هيكل أكسيد البوتاسيوم.
يتم إنتاج أكسيد البوتاسيوم من هيدروكسيد البوتاسيوم (البوتاس الكاوي) والبوتاسيوم المعدني عند درجة حرارة 450 درجة مئوية لإنتاج الهيدروجين الجزيئي (البوتاسيوم أوكسيد K2O ، SF) وفقًا للمعادلة:
2K + 2KOH * 2K 2 O + H 2 (450 درجة مئوية).
يتم الحصول عليه أيضًا عن طريق تقليل بيروكسيد البوتاسيوم وفقًا للتفاعل:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 درجة مئوية).
طريقة أخرى للحصول على أكسيد البوتاسيوم هي تسخين كربونات البوتاسيوم عند درجات حرارة عالية كما هو موضح بالتفاعل التالي:
K 2 CO 3 K 2 O + CO 2 (T> 1200 درجة مئوية).
ومع ذلك ، فإن الطريقة الرئيسية للحصول على أكسيد البوتاسيوم هي تسخين نترات البوتاسيوم ، والحصول على النيتروجين الجزيئي كما هو موضح في التفاعل التالي:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
أكسيد البوتاسيوم عبارة عن بلورات رباعية السطوح صفراء بدون رائحة مميزة (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، 2017). يظهر مظهره في الشكل 2 (العناصر الأمريكية ، SF).
الشكل 2: ظهور أكسيد البوتاسيوم.
يحتوي المركب على وزن جزيئي 94.2 جم / مول وكثافة 2.13 جم / مل عند 24 درجة مئوية. تبلغ درجة انصهارها 740 درجة مئوية على الرغم من أنها تبدأ في التحلل عند 300 درجة مئوية (الجمعية الملكية للكيمياء ، 2015).
المركب مقاوم للحرارة وقابل للذوبان في الإيثانول والأثير. يتبلور K 2 O في هيكل مضاد للفلوريت. لهذا السبب ، يتم عكس مواضع الأنيونات والكاتيونات بالنسبة لمواضعها في CaF 2 ، مع أيونات البوتاسيوم المنسقة في 4 أيونات أكسيد وأيونات أكسيد منسقة عند 8 بوتاسيوم.
K 2 O هو أكسيد قاعدي ويتفاعل بعنف مع الماء لإنتاج هيدروكسيد البوتاسيوم الكاوية. إنه سائل ويمتص الماء من الغلاف الجوي ، ويبدأ هذا التفاعل القوي.
يتأكسد أكسيد البوتاسيوم بشكل عكسي إلى بيروكسيد البوتاسيوم عند 350 درجة مئوية ، ويتفاعل بعنف مع الأحماض ، مثل حمض الهيدروكلوريك ، لتكوين أملاح البوتاسيوم وفقًا للتفاعل:
K 2 O + 2HCl → 2KCl + H 2 O.
يتفاعل المركب مع ثاني أكسيد النيتروجين لتكوين نترات البوتاسيوم والنتريت عند درجات حرارة تتراوح بين 150 و 200 درجة مئوية:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
يتفاعل أكسيد البوتاسيوم مع الأمونيا عند درجات حرارة منخفضة لتكوين الأميدات وهيدروكسيد البوتاسيوم وفقًا للتفاعل:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 درجة مئوية).
التفاعلية والمخاطر
أكسيد البوتاسيوم مادة غير مستقرة. يتأكسد بسهولة إلى أكاسيد البوتاسيوم الأخرى ، بيروكسيد ، أو أكسيد حمض البوتاسيوم (KHO). المركب غير قابل للاشتعال ولكنه يتفاعل بقوة وطارد للحرارة مع الماء لتكوين هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH).
يعتبر محلول أكسيد البوتاسيوم في الماء قاعدة قوية ، يتفاعل بعنف مع الحمض وهو مادة أكالة. يتفاعل بعنف مع الماء ينتج هيدروكسيد البوتاسيوم. يهاجم العديد من المعادن في وجود الماء (المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية ، 2014).
المادة أكالة للعينين والجلد والجهاز التنفسي ، وكذلك عند تناولها. استنشاق الهباء الجوي يمكن أن يسبب الوذمة الرئوية. غالبًا لا تظهر أعراض الوذمة الرئوية لبضع ساعات وتتفاقم بسبب المجهود البدني.
في حالة ملامسة العينين ، تأكد من ارتداء العدسات اللاصقة وقم بإزالتها على الفور. يجب شطف العين بالماء الجاري لمدة 15 دقيقة على الأقل ، مع فتح الجفون. يمكن استخدام الماء البارد. لا ينبغي استخدام مرهم العين.
في حالة ملامسة المادة الكيميائية للملابس ، قم بإزالتها بأسرع ما يمكن لحماية يديك وجسمك. ضع الضحية تحت دش آمن.
إذا تراكمت المادة الكيميائية على الجلد المكشوف للضحية ، مثل اليدين ، يتم غسل الجلد الملوث برفق وحرص بالماء الجاري والصابون غير الكاشط. يمكن استخدام الماء البارد. إذا استمر الالتهاب، التماس العناية الطبية. اغسل الملابس الملوثة قبل استخدامها مرة أخرى.
إذا كان ملامسة الجلد شديدة ، فيجب غسلها بصابون مطهر وتغطية الجلد الملوث بكريم مضاد للبكتيريا.
في حالة الاستنشاق ، يجب السماح للضحية بالراحة في منطقة جيدة التهوية. إذا كان الاستنشاق شديدًا ، يجب نقل الضحية إلى منطقة آمنة في أسرع وقت ممكن.
قم بفك الملابس الضيقة مثل طوق أو حزام أو ربطة عنق. إذا كان من الصعب على الضحية التنفس ، يجب إعطاء الأكسجين. إذا كان الضحية لا يتنفس ، يتم إجراء إنعاش من الفم إلى الفم.
ضع في اعتبارك دائمًا أنه قد يكون من الخطير على الشخص الذي يقدم المساعدة إجراء الإنعاش من الفم إلى الفم عندما تكون المادة المستنشقة سامة أو معدية أو أكالة.
في حالة الابتلاع ، لا تسبب التقيؤ. قم بفك الملابس الضيقة مثل أطواق القميص أو الأحزمة أو ربطات العنق. إذا كان الضحية لا يتنفس ، فقم بإجراء إنعاش من الفم إلى الفم. في جميع الحالات ، يجب طلب العناية الطبية الفورية (IPCS ، SF).
التطبيقات
تُستخدم الصيغة الكيميائية K 2 O (أو ببساطة "K") في عدة سياقات صناعية: أرقام NPK للأسمدة ، في صيغ الأسمنت وفي الصيغ الزجاجية.
غالبًا ما لا يستخدم أكسيد البوتاسيوم مباشرة في هذه المنتجات ، ولكن يتم الإبلاغ عن كمية البوتاسيوم من حيث معادلات K 2 O لأي نوع من مركبات البوتاسيوم المستخدمة ، مثل كربونات البوتاسيوم.
أكسيد البوتاسيوم حوالي 83٪ بوتاسيوم بالوزن ، بينما كلوريد البوتاسيوم 52٪ فقط. يوفر كلوريد البوتاسيوم بوتاسيوم أقل من كمية متساوية من أكسيد البوتاسيوم.
لذلك ، إذا كان السماد يحتوي على 30٪ كلوريد البوتاسيوم بالوزن ، فإن رقم البوتاسيوم القياسي ، بناءً على أكسيد البوتاسيوم ، سيكون 18.8٪ فقط. يتم تصنيع و / أو استيراد ما بين 10 و 100 طن سنويًا من هذه المادة إلى المنطقة الاقتصادية الأوروبية.
تُستخدم هذه المادة في الكيماويات المختبرية والأسمدة والبوليمرات ومنتجات وقاية النبات. K 2 O له استخدام صناعي ينتج عنه تصنيع مادة أخرى (استخدام منتجات وسيطة).
يستخدم أكسيد البوتاسيوم في مجالات خلط الصياغة و / أو إعادة التعبئة والتغليف والزراعة والغابات وصيد الأسماك. تستخدم هذه المادة في تصنيع المواد الكيميائية والمنتجات البلاستيكية والمنتجات المعدنية (مثل الجص والأسمنت).
من المحتمل أن يحدث إطلاق أكسيد البوتاسيوم في البيئة من خلال الاستخدام الصناعي: كخطوة وسيطة في تصنيع مادة أخرى (استخدام مواد وسيطة) ، صياغة المخاليط ، كمساعدات معالجة ومعالجة صناعية للتآكل منخفض السرعة تحرير أو قطع أو تصنيع أو صقل المعادن).
يمكن إطلاق المزيد من هذه المادة في البيئة من الاستخدام الداخلي ، على سبيل المثال ، سوائل الغسيل / المنظفات ومنتجات العناية بالسيارات والدهانات والطلاء أو المواد اللاصقة والعطور ومعطرات الجو.
أيضًا للاستخدام الداخلي في الأنظمة المغلقة مع الحد الأدنى من الإطلاق مثل سوائل التبريد في الثلاجات والسخانات الكهربائية القائمة على الزيت.
يستخدم أكسيد البوتاسيوم في الخارج في مواد طويلة الأمد مع معدل إطلاق منخفض ، على سبيل المثال المعادن والخشب والبلاستيك ومواد البناء.
في الداخل ، يتم استخدامه في المواد طويلة الأمد مع معدلات إطلاق منخفضة مثل الأثاث ، ولعب الأطفال ، ومواد البناء ، والستائر ، والأحذية ، والمنتجات الجلدية ، ومنتجات الورق والكرتون ، والمعدات الإلكترونية.
يمكن العثور على هذه المادة في المنتجات المصنوعة من الحجر أو الجص أو الأسمنت أو الزجاج أو المواد القائمة على السيراميك (على سبيل المثال ، الأطباق والأواني / المقالي وحاويات تخزين الطعام ومواد البناء والعزل) (الوكالة الكيميائية الأوروبية ، 2017).
أكسيد البوتاسيوم هو مصدر مستقر حرارياً ، وغير قابل للذوبان بدرجة عالية من البوتاسيوم مناسب لتطبيقات الزجاج والبصرية والسيراميك. مركبات الأكسيد لا توصل الكهرباء.
ومع ذلك ، فإن أكاسيد معينة من البيروفسكايت عبارة عن موصلات إلكترونية تجد تطبيقها في كاثود خلايا وقود الأكسيد الصلب وأنظمة توليد الأكسجين.
وهي مركبات تحتوي على أنيون أكسجين واحد على الأقل وكاتيون معدني واحد. إنها مستقرة للغاية مما يجعلها مفيدة في إنتاج الهياكل الخزفية مثل الأوعية الفخارية أو للإلكترونيات المتقدمة.
كما أنها تستخدم في المكونات الهيكلية خفيفة الوزن في تطبيقات الفضاء والكهروكيميائية مثل خلايا الوقود حيث تظهر الموصلية الأيونية.
مركبات أكسيد المعادن هي أنهيدريدات أساسية وبالتالي يمكن أن تتفاعل مع الأحماض وعوامل الاختزال القوية في تفاعلات الأكسدة والاختزال.
المراجع
- العناصر الأمريكية. (سادس). أكسيد البوتاسيوم. تعافى من americanelements.com.
- EMBL-EBI. (2016 ، 19 سبتمبر). أكسيد البوتاسيوم. تم الاسترجاع من ChEBI: ebi.ac.uk.
- وكالة كيميائية أوروبية. (2017 ، 12 يناير). أكسيد ثنائي البوتاسيوم. تعافى من echa.europa.eu.
- (سادس). أكسيد البوتاسيوم. تعافى من inchem.org.
- المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية.. (2017 ، 29 أبريل). قاعدة بيانات PubChem المركبة ؛ الرقم التعريفي للعميل = 9989219. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية. (2014 ، 1 يوليو). أكسيد البوتاسيوم. تعافى من cdc.gov.
- أكسيد البوتاسيوم K2O. (سادس). تعافى من allreactions.com.
- الجمعية الملكية للكيمياء. (2015). أوكسيدوبوتاسيوم البوتاسيوم. تعافى من chemspider.com.