Struttura, Proprietà, Sintesi di potassio (K2SO4)

Lui solfato di potassio È un sale inorganico inorganico o incolore la cui formula chimica è k₂SW₄. Era già noto nel XIV secolo, chiamato nel diciassettesimo secolo come sale duplicatum, in quanto è una combinazione di sale acido e sale alcalino.

Il solfato di potassio è minerale in arcanita, ma la sua presentazione nei sali di stassfurt così chiamata è più comune. Questi sono solfati di potassio, magnesio, calcio e sodio, osservabili in minerali come leonita e polihalita.

Formula strutturale di solfato di potassio. Fonte: Kemikungen [dominio pubblico]

Il solfato di potassio è un po 'di sale tossico e produce solo contatto con gli occhi, il tratto respiratorio o il tratto digestivo. Non ci sono prove di azione cancerogena o mutagenica.

Il solfato di potassio è usato come fertilizzante, specialmente nelle colture suscettibili ai cloruri; Questo è il caso di tabacco e patate. Il composto fornisce potassio, uno dei tre principali nutrienti delle piante e lo zolfo, che è presente nelle sue proteine.

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Struttura

Fasi cristalline

Struttura cristallina di solfato di potassio. Fonte: Ra'ike (Wikipedia) [CC0]

La prima immagine ha mostrato la formula strutturale di solfato di potassio. Per ogni anione così₄^2-, di geometria tetraedrica, ci sono due cationi K⁺, che può essere rappresentato da sfere viola (immagine superiore).

Quindi sopra hai la struttura cristallina ortorrombica di K₂SW₄, Con il SOS₄^2- rappresentato da sfere gialle e rosse; Mentre k cationi⁺, Già detto, sono sfere viola (un po 'rafforzate).

Questa rappresentazione può causare confusione se si pensa che le barre corrispondano davvero ai collegamenti di coordinamento. Piuttosto, indicano ciò che ioni interagisce direttamente o strettamente con un altro intorno a esso. Ecco perché ogni ossigeno "si collega" con cinque K⁺ (O₃SW^2-- K⁺), E questi a loro volta con dieci ossigeno da altri solfati circostanti anioni.

C'è quindi una sfera di coordinamento in qualche modo "rara" per il potassio nel K₂SW₄:

Sfera di coordinamento per ioni di potassio nel loro sale solfato. Fonte: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

Questa struttura cristallina corrisponde al polimorfo β-K₂SW₄. Se riscaldato a 583 ºC, una transizione si verifica alla fase α-K₂SW₄, che è esagonale.

Groviglio ionico

Certamente la struttura di k₂SW₄ È insolitamente complicato per un sale inorganico. I suoi ioni sono posizionati formando una sorta di groviglio insignificante e, a prima vista, privo di periodicità.

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Coloro che sono dedicati alla cristallografia possono affrontare detto groviglio in modo più appropriato e descrittivo, osservandolo dai tre assi spaziali.

Si noti che la sua struttura aggrovigliata potrebbe spiegare perché k₂SW₄ Non forma idrato: molecole h₂O hanno come penetra la rete cristallina per idratare i cationi di potassio.

Inoltre, con così tante interazioni coperte nel groviglio di ioni, si prevede che detta una rete cristallina abbia abbastanza stabilità di fronte al calore; E in effetti questo accade, dal punto di fusione del k₂SW₄ È 1.069 ºC, il che mostra che i suoi ioni sono fortemente coesivi.

Proprietà fisiche e chimiche

Aspetto del solfato di potassio

Nomi

-Solfato di potassio

-Potassa solfato

-Arcanita

-Potassa di zolfo

Massa molare

174.259 g/mol

Aspetto fisico

Solido di cristalli bianchi, granuli o polvere, servizi igienici e gusto amaro.

Densità

2,66 g/cm³

Punto di fusione

1.069 ºC

Punto di ebollizione

1.689 ºC

Solubilità dell'acqua

111 g/L a 20 ºC

120 g/l a 25 ºC

240 g/l a 100 ºC

La solubilità dell'acqua diminuisce a causa della presenza di cloruro di potassio, KCl o solfato di ammonio (NH₄)₂SW₄, A causa dell'effetto ione comune.

Solubilità nei solventi organici

Leggermente solubile in glicerolo, ma insolubile in acetone e solfuro di carbonio.

Indice di rifrazione (ND)

1.495

Reattività

Il solfato di potassio può reagire con l'acido solforico, acidificando per formare bisolfato di potassio (KHSO₄). Può essere ridotto ad alte temperature al solfuro di potassio (K₂S).

Sintesi

Primo metodo

Il solfato di potassio è sintetizzato dalla reazione del cloruro di potassio con acido solforico. La sintesi di solfato di potassio si verifica in due fasi. Il primo passo prevede la formazione di bisolfato di potassio.

Questa è una reazione esotermica, poiché rilascia calore e, pertanto, non richiede alimentazione di calore esterno. La reazione viene fatta a temperatura ambiente.

Kcl +H₂SW₄  => Hcl +khso₄

Il secondo passo della reazione è endotermico, cioè richiede l'approvvigionamento di calore in modo che possa verificarsi.

KCl +KHSO₄  => HCl +K₂SW₄

Secondo metodo

Il solfato di potassio può essere sintetizzato mediante reazione della neutralizzazione dell'acido solforico con una base, idrossido di potassio:

H₂SW₄  +   2 koh => k₂SW₄   +   2 h₂O

Terzo metodo

Il solfato di potassio è prodotto dalla reazione di biossido di zolfo, ossigeno, potassio e cloruro d'acqua.

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Quarto metodo

Il solfato di potassio si verifica per estrazione di solfato di potassio presente in una salamoia del bacino del loop Nur. Il solfato di potassio è separato dai componenti insolubili della salamoia aggiungendo acido tripolifo di sodio / urea fosfato.

Questo composto aumenta la differenza tra solubilità di solfato di potassio e solubilità degli altri composti meno solubili, raggiungendo, secondo i creatori del metodo, un solfato di potassio puro al 100 %. In senso stretto non è un metodo di sintesi, ma è un nuovo metodo di estrazione.

Applicazioni

Fertilizzante

Il solfato di potassio viene utilizzato nelle colture di tabacco. Fonte: pxhere.

L'uso di solfato di potassio come fertilizzante è la sua applicazione principale. Il 90% della sua produzione totale viene utilizzato a questo scopo. Il suo uso è preferito al cloruro di potassio in quelle colture che sono sensibili alla presenza di cloruro nel terreno; Ad esempio di tabacco.

Il solfato di potassio ha un contenuto di potassio del 40-44%, mentre la sua concentrazione di zolfo rappresenta il 17-18% del composto. Il potassio è necessario per svolgere molte funzioni essenziali per le piante, poiché attiva reazioni enzimatiche, sintesi proteica, formazione di amido, ecc.

Inoltre, il potassio interviene nella regolazione del flusso d'acqua nelle foglie. Lo zolfo è necessario per la sintesi proteica, poiché è presente negli aminoacidi che lo possiedono; Questo è il caso di metionina, cisteina e cistina e interviene anche nelle reazioni enzimatiche.

Anche il solfato di potassio viene utilizzato per irrigatore su particelle di solfato di potassio inferiori a 0,015 mm.

Uso industriale e come materia prima

Il solfato di potassio crudo viene utilizzato nella produzione di vetro e nella produzione di alluminio di potassio e carbonato. È usato come reagente nella produzione di cosmetici. Viene utilizzato nella produzione di birra come agente idrico correttivo.

Medicinale

Viene utilizzato per correggere una grave riduzione della concentrazione plasmatica di potassio (iprokalemia), prodotto di uso eccessivo di diuretici che aumentano l'escrezione urinaria di potassio.

Il potassio è il principale ione intracellulare di cellule eccitabili, incluso il cardiaco. Quindi una grave riduzione del potassio nel plasma compromette il funzionalismo cardiaco, dover immediatamente correggere.

Il solfato di potassio ha un'azione catartica, cioè favorisce l'espulsione delle feci del colon. Per questo motivo, una miscela di potassio, magnesio e solfati di sodio viene utilizzata per liberare le feci prima di eseguire una colonscopia, che consente una migliore visualizzazione del colon da parte del medico.

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Veterinario

Il solfato di potassio è stato utilizzato per ridurre il requisito della metodo nell'alimentazione del pollame. La presenza di un solfato di potassio allo 0,1 % nel cibo delle galline per posa è associata ad un aumento del 5 % della produzione di uova.

Sapore alimentare

È un agente aromatizzato che dà al cibo un sapore amaro e salino che è desiderabile in alcuni di essi. Inoltre, si nota che il solfato di potassio è dotato dei quattro sapori di base: dolcezza, amarezza, acidità e salinità.

Salinità, acidità e amarezza aumentano con la concentrazione di solfato di potassio, mentre la dolcezza diminuisce.

Altri usi

Il solfato di potassio viene usato come pirotecnico, in combinazione con nitrato di potassio, per generare una fiamma viola. Viene usato come riduzione del flash nei carichi di propulsori di artiglieria.

Inoltre, viene utilizzato come agente che aumenta la viscosità nei prodotti cosmetici come le creme per il viso.

Rischi

Il solfato di potassio è un piccolo composto tossico e una letalità molto bassa. LD50 per la dose orale nei topi è 6.600 mg / kg di peso animale, il che indica che è necessaria una dose elevata per produrre la morte del topo. Lo stesso valore di LD50 è presentato nei ratti.

Agli occhi, per contatto, il solfato di potassio può produrre irritazione meccanica. Nella pelle, il solfato di potassio provoca pochi danni alla gestione industriale di essa.

Per ingestione, il solfato di potassio può causare irritazione gastrointestinale con nausea, vomito e diarrea. E infine, l'inalazione della polvere di solfato di potassio provoca irritazione nel tratto respiratorio.

Riferimenti

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