КАЛИЈУМ СУЛФАТ (К2СО4): СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, УПОТРЕБА, СИНТЕЗА - ХЕМИЈА - 2024

Калијум сулфат је неорганска со бело или безбојна са хемијском формулом К ₂ СО ₄ . Већ је било познато у четрнаестом веку, а у седамнаестом веку су га називали дупликатом соли, јер је то комбинација киселе соли и алкалне соли.

Калијум сулфат се налази у минералном облику у арцаниту, али његова презентација је чешћа у такозваним Стассфурт солима. То су ко-кристализације калијума, магнезијума, калцијумових и натријум сулфата, које се могу уочити у минералима попут леонита и полихалита.

Структурна формула калијум сулфата. Извор: Кемикунген

Калијум сулфат је мало токсична со и изазива иритацију само у контакту са очима, дисајним путевима или пробавним трактом. Нема доказа о канцерогеном или мутагеном деловању.

Калијум сулфат се користи као ђубриво, нарочито у усевима који су подложни хлоридима; такав је случај са дуваном и кромпиром. Једињење обезбеђује калијум, једно од три главна храњива у биљкама, и сумпор који је присутан у њиховим протеинима.

Структура

Кристалне фазе

Танка кристална структура калијум сулфата. Извор: Ра'ике (Википедиа)

На првој слици приказана је структурна формула калијум сулфата. За сваку СО ₄ ^2- ањон , оф тетраедарске геометрије, постоје два К ⁺ кације , који се могу представити пурпле сферама (горњи слика).

Тако изнад имамо орторомбичну кристалну структуру К ₂ СО ₄ , са СО ₄ ² ањона представљених жутим и црвеним сферама; док су К ⁺ катиони , већ споменути, љубичасте сфере (помало робусне).

Ово представљање може изазвати збрку ако мислите да траке заправо одговарају координацијским везама. Уместо тога, они назначују који ион директно или уско делује интерактивно са неким око њега. Због тога се сваки кисеоник „повезује“ са пет К ⁺ (О ₃ СО ^2- - К ⁺ ), а они заузврат са десет кисеоника из других околних сулфатних аниона.

Затим постоји помало „ретка“ координациона сфера за калијум у К ₂ СО ₄ :

Координациона сфера калијум јона у његовој сулфатној соли. Извор: Смокефоот

Овај кристални структура одговара полиморфа β-К ₂ СО ₄ . Када се загрева до 583 ºЦ, прелаз јавља у α-К ₂ СО ₄ фазе , која је шестоугаоне.

Танка јона

Свакако структура К ₂ СО ₄ је необично компликован за неорганске соли. Њени јони су постављени тако да формирају неку врсту бесмисленог заплета и, на први поглед, недостаје периодичности.

Они који су посвећени кристалографији могу овом приступу приступити на прикладнији и описнији начин посматрајући га са три просторне осе.

Имајте на уму да његова танглед структура би могла објаснити зашто К ₂ СО ₄ не представља хидрате: Х ₂ О молекула немају начина да продре у кристалну решетку за хидратацију катјоне калијума.

Такође, уз толико интеракција обухваћених јонским заплетом, за очекивати је да ће ова кристална решетка имати прилично стабилност против топлоте; ау ствари то је случај, јер топљења К ₂ СО ₄ је 1.069 ºЦ, што показује да његове јони су веома кохезивни.

Физичка и хемијска својства

Изглед калијум сулфата

Имена

-Калијум сулфат

-Сулфат калијума

-Арканит

- Сумпор калијума

Моларна маса

174.259 г / мол

Физичка присутност

Кристална, зрнаста, зрнаста гранула или прах, бела, без мириса, горког окуса.

Густина

2,66 г / цм ³

Тачка топљења

1,069 ºЦ

Тачка кључања

1,689 ºЦ

Растворљивост у води

111 г / Л на 20 ° Ц

120 г / Л на 25 ° Ц

240 г / Л на 100 ° Ц

Растворљивост у води опада због присуства калијум хлорида, КЦИ или амонијум сулфатом, (НХ ₄ ) ₂ СО ₄ , услед ефекта заједничког јона.

Растворљивост у органским растварачима

Мало растворљиво у глицеролу, али нерастворљиво у ацетону и угљен сулфиду.

Индекс лома (нД)

1,495

Реактивност

Калијум сулфат може реаговати са сумпорном киселином, закиселити се да би формирао калијум бисулфат (КХСО ₄ ). Може се редуковати на високим температурама до калијум сулфида (К ₂ С).

Синтеза

Прва метода

Калијум сулфат се синтетише реакцијом калијум хлорида са сумпорном киселином. Синтеза калијум сулфата одвија се у два корака. Први корак укључује стварање калијум бисулфата.

Ово је егзотермна реакција, јер ослобађа топлоту и стога не захтева спољно снабдевање топлотом. Реакција је изведена на собној температури.

КЦл + Х ₂ СО ₄ => ХЦл + КХСО ₄

Други корак реакције је ендотермичан, односно потребно му је снабдевање топлотом да би се дошло.

КЦл + КХСО ₄ => ХЦл + К ₂ СО ₄

Друга метода

Калијум сулфат се може синтетизовати реакцијом неутрализације сумпорне киселине са базом, калијум хидроксидом:

Х ₂ СО ₄ + 2 КОХ => К ₂ СО ₄ + 2 Х ₂ О

Трећа метода

Калијум сулфат настаје реакцијом сумпор-диоксида, кисеоника, калијум хлорида и воде.

Четврта метода

Калијум сулфат се добија екстрахирањем калијум сулфата који је присутан у физиолошком раствору из базена Лооп Нур, Кина. Калијум сулфат се одваја од нерастворљивих састојака раствора додавањем закисељујућег једињења натријум триполифосфат / уреа фосфат.

Ово једињење повећава разлику између растворљивости калијум сулфата и растворљивости других мање растворљивих једињења, постижући, према ствараоцима методе, 100% чисти калијум сулфат. У строгом смислу то није метода синтезе, већ је нова метода екстракције.

Апликације

Гнојиво

Калијум сулфат се користи у усевима дувана. Извор: Пкхере.

Употреба калијум сулфата као ђубрива је његова главна примена. У ту сврху се користи 90% његове укупне производње. Његова употреба је пожељнија од оне калијум хлорида у оним усевима који су осетљиви на присуство хлорида у земљишту; на пример дуван.

Калијум сулфат има садржај калијума 40-44%, док његова концентрација сумпора представља 17-18% једињења. Калијум је неопходан за обављање многих есенцијалних функција за биљке, јер активира ензимске реакције, синтезу протеина, стварање скроба итд.

Поред тога, калијум је укључен у регулисање протока воде у лишћу. Сумпор је неопходан за синтезу протеина, пошто је присутан у аминокиселинама које га имају; такав је случај метионин, цистеин и цистин, а такође је укључен у ензимске реакције.

Чак се користи и калијум сулфат прскањем по лишћу у честицама калијум сулфата мањим од 0,015 мм.

Индустријска употреба и као сировина

Сирови калијум сулфат користи се у производњи стакла и у производњи алума и калијум карбоната. Користи се као реагенс у производњи козметике. Користи се у производњи пива као корективно средство за воду.

Лек

Користи се за исправљање снажног смањења концентрације калијума у ​​плазми (хипокалемије), проузрокованог прекомерном употребом диуретика који повећавају излучивање калијума у ​​урину.

Калијум је главни унутарћелијски ион узбудљивих ћелија, укључујући ћелије срца. Због тога, снажно смањење калијума у ​​плазми компромитира рад срца и мора се одмах кориговати.

Калијум-сулфат има катарзично деловање, односно погодује избацивању измета из дебелог црева. Из тог разлога, смеша калијума, магнезијума и натријум-сулфата се користи за чишћење дебелог црева пре столице пре обављања колоноскопије, што лекару омогућава бољу визуелизацију дебелог црева.

Ветеринарска

Калијум сулфат је коришћен за смањење потребе за метионином у хранидби живине. Присуство 0,1% калијум сулфата у храни за кокоши неснице повезано је са повећањем производње јаја за 5%.

Арома за храну

То је ароматично средство које даје јелима горки и слани укус који је пожељан код неких од њих. Поред тога, примећено је да је калијум сулфат обдарен са четири основна укуса: слаткоћом, горчином, киселошћу и сланошћу.

Сланост, киселост и горчина повећавају се концентрацијом калијум сулфата, док слаткоћа опада.

Друге намене

Калијум сулфат се користи као пиротехничка средства, у комбинацији са калијум нитратом, да се створи љубичасти пламен. Користи се као редуктор за пуњење у набоју артиљеријских потисника.

Надаље, користи се као средство за повећање вискозности у козметичким производима као што су креме за лице.

Ризици

Калијум сулфат је мало токсично једињење са врло ниском леталношћу. ЛД50 за оралну дозу на мишевима износи 6.600 мг / кг животињске телесне тежине, што указује да је за убијање миша потребна висока доза. Иста вриједност ЛД50 јавља се код пацова.

У контакту са очима, калијум сулфат може изазвати механичку иритацију. На кожи, калијум сулфат узрокује мало штете у индустријском руковању.

Ако се прогута, калијум сулфат може проузроковати гастроинтестиналну иритацију мучнином, повраћањем и проливом. И на крају, удисање прашине калијум сулфата изазива иритацију дисајних путева.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија . (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Википедиа. (2019). Калијум сулфат. Опоравак од: ен.википедиа.орг
3. Национални центар за информације о биотехнологији. (2019). Калијум сулфат. ПубЦхем база података. ЦИД = 24507. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
4. Бриан Цлегг. (5. јула 2018.). Калијум сулфат. Краљевско хемијско друштво. Опоравак од: цхемистриворлд.цом
5. Марие Т. Авербуцх-Поуцхот, А. Дуриф. (деветнаест деведесет шест). Теме из хемије фосфата. Ворлд Сциентифиц. Опоравак од: боокс.гоогле.цо.ве
6. Хемијска књига. (2017). Калијум сулфат. Опоравак од: цхемицалбоок.цом
7. Схоујианг Л. и др. (2019). Пречишћавање и брзо растварање калијум сулфата у воденим растворима. ДОИ: 10.1039 / Ц8РА08284Г
8. ДругБанк. (2019). Калијум сулфат. Опоравак од: другбанк.ца
9. Компанија Мозаик (2019). Калијум сулфат. Прехрана усјева. Опоравак од: цропнутритион.цом
10. Дрога. (2018). Натријум сулфат, калијум сулфат и магнезијум сулфат (орално). Опоравило од: другс.цом