Гидроксид калия

редактировать
Гидроксид калия
Кристаллическая структура четырехцветного алмаза КОН
Гранулы гидроксида калия
Названия
Название IUPAC Гидроксид калия
Другие названия Едкий калий, Щелочь, Калийный щелок, Калий, Гидрат калия, KOH
Идентификаторы
Номер CAS
3D-модель (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.013.802 Измените это в Викиданных
Номер EC
  • 215-181-3
E номер E525 (регуляторы кислотности,...)
PubChem CID
номер RTECS
  • TT2100000
UNII
Номер ООН 1813
Панель управления CompTox (EPA )
InChI
УЛЫБАЕТСЯ
Свойства
Химическая формула KOH
Молярная масса 56,11 г моль
Внешний видбелое твердое вещество, расплывающееся вещество
Запах без запаха
Плотность 2,044 г / см (20 ° C). 2,12 г / см (25 ° C)
Точка плавления 360 ° C (680 ° F; 633 K)
Температура кипения 1327 ° C (2421 ° F; 1600 K)
Растворимость в воде 85 г / 100 мл (-23,2 ° C). 97 г / 100 мл (0 ° C). 121 г / 100 мл (25 ° C). 138,3 г / 100 мл (50 ° C). 162,9 г / 100 мл (100 ° C)
Растворимость растворим в спирте, глицерине. нерастворим в эфире, жидком аммиаке
Растворимость в метаноле 55 г / 100 г (28 ° C)
Растворимость в изопропаноле ~ 14 г / 100 г (28 ° C)
Основность (pK b)- 0,7 (KOH (вод.) = K + OH)
Магнитная восприимчивость (χ)-22,0 · 10 см / моль
Показатель преломления (nD)1,409 (20 ° C)
Структура
Кристаллическая структура ромбоэдрическая
Термохимия
Теплоемкость (C)65,87 Дж / моль · K
Стандартная молярная. энтропия (S 298)79,32 Дж / моль · K
Стандартная энтальпия образования. (ΔfH298)-425,8 кДж / моль
Свободная энергия Гиббса (ΔfG˚)-380,2 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности ICSC 0357
Пиктограммы GHS GHS05: Коррозийный GHS07 : Вреден
Сигнальное слово GHS Опасно
Опасности GHS Положения H302, H314
Меры предосторожности GHS P280, P305 + 351 + 338, P310
NFPA 704 (огненный алмаз)NFPA 704 0 3 0 ALK
Температура вспышки Невоспламеняющийся
Летальная доза или концентрация (LD, LC):
LD50(средняя доза )273 мг / кг (перорально, крыса)
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (допустимый)нет
REL (рекомендуется)C 2 мг / м
IDLH (Непосредственная опасность)ND
Родственные соединения
Другие анионы Гидросульфид калия. Амид калия
Другие катионы Гидроксид лития. Гидроксид натрия. Гидроксид рубидия. Гидроксид цезия
Родственные соединенияОксид калия
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒ N (что такое ?)
Ссылки в ink

Гидроксид калия является неорганическим соединение формулы K OH, обычно называемое едкий калий .

Наряду с гидроксидом натрия (NaOH) это бесцветное твердое вещество является прототипом сильного основания. Он имеет множество промышленных и нишевых применений, в большинстве из которых используется его едкая природа и его реакционная способность по отношению к кислотам. По оценкам, в 2005 году было произведено от 700 000 до 800 000 тонн. KOH является предшественником большинства мягких и жидких мыла, а также многих калийсодержащих химикатов. Это белое твердое вещество, которое вызывает опасную коррозию. Большинство коммерческих образцов имеют ок. Чистота 90%, остальное - вода и карбонаты.

Содержание

  • 1 Свойства и структура
    • 1.1 Структура
    • 1.2 Термическая стабильность
  • 2 Реакции
    • 2.1 Основность, растворимость и обезвоживающие свойства
    • 2.2 Как нуклеофил в органической химии
    • 2.3 Реакции с неорганическими соединениями
  • 3 Производство
  • 4 Использование
    • 4.1 Предшественник других соединений калия
    • 4.2 Производство мягкого мыла
    • 4.3 В качестве электролита
    • 4.4 Пищевая промышленность
    • 4.5 Нишевые применения
  • 5 Безопасность
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Свойства и структура

Гидроксид калия обычно продается в виде полупрозрачных гранул, которые становятся липкими на воздухе, потому что КОН гигроскопичен. Следовательно, КОН обычно содержит разное количество воды (а также карбонатов - см. Ниже). Его растворение в воде является сильно экзотермическим. Концентрированные водные растворы иногда называют калиевыми щелочными растворами. Даже при высоких температурах твердый КОН не дегидрируется быстро.

Структура

При более высоких температурах твердый КОН кристаллизуется в NaCl кристаллическая структура. Группа ОН либо быстро, либо беспорядочно разупорядочена, так что группа ОН фактически представляет собой сферический анион с радиусом 1,53 Å (размером между Cl. и F.). При комнатной температуре группы OH упорядочиваются, и окружающая среда вокруг центров K. искажается, с расстояниями K. —OH. в диапазоне от 2,69 до 3,15 Å, в зависимости от ориентации группы OH. КОН образует серию кристаллических гидратов, а именно моногидрат KOH • H2O, дигидрат KOH • 2 H2O и тетрагидрат KOH • 4 H2O.

Термическая стабильность

Подобно NaOH, КОН проявляет высокую термическую стабильность. газообразная разновидность представляет собой димер. Из-за его высокой стабильности и относительно низкой точки плавления его часто отливают из расплава в виде гранул или стержней, форм с малой площадью поверхности и удобными в обращении свойствами.

Реакции

Основность, растворимость и обезвоживающие свойства

Около 121 г KOH растворяется в 100 мл воды при комнатной температуре, что контрастирует с 100 г. / 100 мл для NaOH. Таким образом, на молярной основе NaOH немного более растворим, чем KOH. спирты с более низкой молекулярной массой, такие как метанол, этанол и пропанолы, также являются отличными растворителями. Они участвуют в кислотно-щелочном равновесии. В случае метанола метоксид (метилат) калия образует:

KOH + CH 3 OH ↽ - ⇀ {\ displaystyle {\ ce {<=>>}}}{\displaystyle {\ce {<=>>}}} CH 3 OK + H. 2O

Из-за своего высокого сродства к воде КОН служит осушителем в лаборатории. Его часто используют для сушки основных растворителей, особенно амины и пиридины.

В качестве нуклеофила в органической химии

КОН, как и NaOH, служит источником OH, очень нуклеофильный анион, который атакует полярные связи как в неорганических, так и в органических материалах. Водный KOH омыляет сложные эфиры :

KOH + RCOOR '→ RCOOK + R'OH

Когда R представляет собой длинную цепь, продукт называется а. Эта реакция проявляется в ощущении «жирности», которое дает КОН при прикосновении - жиры на коже быстро превращаются в мыло и глицерин.

Расплавленный КОН используется для замещения галогенидов и других уходящих групп. Реакция особенно полезна для ароматических реагентов с получением соответствующих фенолов.

Реакции с неорганическими соединениями

В дополнение к его реакционной способности по отношению к кислотам, KOH атакует оксиды. Таким образом, SiO 2 подвергается воздействию КОН с образованием растворимых силикатов калия. КОН реагирует с диоксидом углерода с образованием бикарбоната :

КОН + CO 2 → KHCO 3

Производство

Исторически KOH получали добавлением карбонат калия в крепкий раствор гидроксида кальция (гашеная известь ). Реакция метатезиса соли приводит к осаждению твердого карбоната кальция., оставляя гидроксид калия в растворе:

Ca (OH) 2 + K 2CO3→ CaCO 3 + 2 KOH

Отфильтровывание осажденного карбоната кальция и кипячение раствора дает гидроксид калия («кальцинированный или едкий калий»). Этот метод производства гидроксида калия оставался доминирующим до конца 19 века, когда он был в значительной степени заменен современным методом электролиза растворов хлорида калия. Метод аналогичен производству гидроксида натрия (см. хлорно-щелочной процесс ):

2 KCl + 2 H 2 O → 2 KOH + Cl 2 + H 2

Водород образуется в качестве побочного продукта на катоде ; одновременно происходит анодное окисление иона хлорида с образованием газа хлора в качестве побочного продукта. Разделение анодного и катодного пространств в электролизной ячейке имеет важное значение для этого процесса.

Использование

KOH и NaOH могут использоваться взаимозаменяемо для ряда применений, хотя в промышленности предпочтительным является NaOH из-за более низкой стоимости.

Предшественник других соединений калия

Многие соли калия получают реакциями нейтрализации с участием КОН. Калиевые соли карбоната, цианида, перманганата, фосфата и различных силикатов получают путем обработки оксидов или кислот КОН. Высокая растворимость фосфата калия желательна в удобрениях.

Производство мягкого мыла

. Омыление жиров КОН используется для получения соответствующих «Калий мыла », которые мягче, чем более распространенные мыла на основе гидроксида натрия. Из-за своей мягкости и большей растворимости калиевые мыла требуют меньше воды для разжижения и, таким образом, могут содержать больше очищающего средства, чем жидкие натриевые мыла.

В качестве электролита

Карбонат калия, образуется из раствора гидроксида, вытекшего из щелочной батареи Карбонат калия, образующийся из раствора гидроксида, вытекающего из щелочная батарея

Водный гидроксид калия используется в качестве электролита в щелочных батареях на основе никеля - кадмия, никель - водород и диоксид марганца - цинк. Гидроксид калия предпочтительнее гидроксида натрия, потому что его растворы более проводящие. Никель-металлогидридные батареи в Toyota Prius используют смесь гидроксида калия и гидроксида натрия. Никель-железные батареи также используют электролит гидроксида калия.

Пищевая промышленность

В пищевых продуктах гидроксид калия действует как пищевой загуститель, агент для регулирования pH и пищевой стабилизатор. FDA считает его (как непосредственный пищевой ингредиент для человека) в целом безопасным в сочетании с условиями использования "хорошей" производственной практики. Он известен в системе E number как E525 .

Нишевые приложения

Как гидроксид натрия, гидроксид калия находит применение во многих специализированных приложениях, практически все из которых зависят от его свойств: сильная химическая основа с последующей способностью разрушать многие материалы. Например, в процессе, обычно называемом «химическая кремация» или «ресомация », гидроксид калия ускоряет разложение мягких тканей, как животных, так и человека, оставляя только кости и другие твердые ткани. Энтомологи, желающие изучить тонкую структуру насекомых анатомию, могут использовать 10% водный раствор КОН для применения этого процесса.

В химии При синтезе, выбор между использованием KOH и использованием NaOH определяется растворимостью или сохраняемостью полученной соли.

. Коррозионные свойства гидроксида калия делают его полезным ингредиентом в средствах и препаратах, которые очищают и дезинфекция поверхностей и материалов, которые сами могут противостоять коррозии под действием КОН.

КОН также используется для изготовления полупроводниковых кристаллов. См. Также: анизотропное влажное травление.

Гидроксид калия часто является основным активным ингредиентом химических «средств для удаления кутикулы», используемых при маникюре.

Поскольку агрессивные основания, такие как КОН, повреждают кутикулу стержня волоса, гидроксид калия используется для химического удаления волос с шкур животных. Шкуры замачивают в течение нескольких часов в растворе КОН и воды, чтобы подготовить их к этапу обезволашивания процесса дубления. Этот же эффект используется для ослабления человеческих волос при подготовке к бритью. Средства для предварительного бритья и некоторые кремы для бритья содержат гидроксид калия, который раскрывает кутикулу волос и действует как гигроскопичный агент, притягивая и заставляя воду проникать в стержень волоса, вызывая дальнейшее повреждение волос. В таком ослабленном состоянии волосы легче подстригать лезвием бритвы.

Гидроксид калия используется для идентификации некоторых видов грибов. На мякоть гриба наносят 3–5% водный раствор КОН, и исследователь отмечает, изменился ли цвет мякоти. Определенные виды жаберных грибов, подберезовиков, полипор и лишайников можно идентифицировать на основе этой реакции изменения цвета.

Безопасность

Гидроксид калия и его растворы сильно раздражают кожу и другие ткани.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

На Wikimedia Commons есть материалы, связанные с гидроксидом калия.
Последняя правка сделана 2021-06-02 12:45:18
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте