Kaliumoksid (K2O): Formel, egenskaper, risiko og bruk

Kaliumoksid, også kalt dikaliumoksid, er et ionisk oksygen- og kaliumsalt hvis formel er K2O. Dens struktur er presentert i Figur 1 (EMBL-EBI, 2016).

K ₂ O er det enkleste kaliumoksidet, det er en svært reaktiv og sjelden funnet forbindelse. Noen kommersielle materialer, som gjødsel og sement, testes under antagelse av prosentsatsens sammensetning som ville være ekvivalent med blandingen av kjemiske forbindelser K20.

Kaliumoksid produseres av kaliumhydroksid (kaustisk potash) og metallkalium ved 450 ° C som produserer molekylært hydrogen (POTASSIUM OXIDE K2O, SF) i henhold til ligningen:

2K + 2KOH ^ 2K20 + H2 (450 ° C).

Det oppnås også ved å redusere kaliumperoksydet i henhold til reaksjonen:

2K202 → K20 + 02 (530 ° C).

En annen metode for å oppnå kaliumoksid er ved oppvarming av kaliumkarbonatet ved høy temperatur som indikert ved følgende reaksjon:

K2C03K2O + CO2 (T> 1200 ° C).

Imidlertid er hovedmåten for å oppnå kaliumoksyd ved oppvarming av kaliumnitrat for å oppnå molekylært nitrogen som indikert ved følgende reaksjon:

2KNO ₃ + 10K → 6K ₂ O + N ₂

Fysiske og kjemiske egenskaper

Kaliumoksid er gulaktige tetraederkrystaller uten en karakteristisk aroma (National Center for Biotechnology Information., 2017). Utseendet er vist i figur 2 (amerikanske elementer, SF).

Forbindelsen har en molekylvekt på 94, 2 g / mol og en tetthet på 2, 13 g / ml ved 24 ° C. Den har et smeltepunkt på 740 ° C, selv om det begynner å dekomponere ved 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).

Forbindelsen er varmbestandig og er løselig i etanol og eter. K20 krystalliserer i antifluorittstrukturen. Av denne grunn reverseres stillingene til anionene og kationene i forhold til deres posisjoner i CaF ₂, med kaliumioner koordinert til 4 oksidioner og oksydioner koordinert til 8 kalium.

K ₂ O er et grunnleggende oksyd og reagerer voldsomt med vann for å produsere kaustisk kaliumhydroksyd. Det er delikat og absorberer vann fra atmosfæren, og starter denne kraftige reaksjonen.

Kaliumoksyd oksideres reversibelt til kaliumperoksid ved 350 ° C, reagerer voldsomt med syrer, slik som saltsyre, for å danne kaliumsalter i henhold til reaksjonen:

K20 + 2HCl → 2KCl + H20.

Forbindelsen reagerer med nitrogenoksid for å danne nitrat og kaliumnitrit ved temperaturer mellom 150 og 200 ° C:

K20 + 2NO2 = KNO2 + KNO3

Kaliumoksid reagerer ved lave temperaturer med ammoniakk for å danne amider og kaliumhydroksyd i henhold til reaksjonen:

K20 + NH3 (1) → KNH2 ↓ + KOH (-50 ° C).

Reaktivitet og farer

Kaliumoksid er et ustabilt stoff. Det oksyderes lett til andre kaliumoksyder, peroksid eller kaliumoksydsyre (KHO). Forbindelsen er ikke brennbar, men reagerer kraftig og eksotermt med vann for å danne kaliumhydroksyd (KOH).

Løsningen av kaliumoksid i vann er en sterk base, reagerer voldsomt med syren og er etsende. Reagerer voldsomt med vann som produserer kaliumhydroksyd. Angreper mange metaller i nærvær av vann (Nasjonalt institutt for arbeidssikkerhet og helse, 2014).

Stoffet er etsende for øynene, huden og luftveiene, så vel som ved inntak. Innånding av aerosol kan forårsake lungeødem. Symptomene på lungeødem manifesterer seg ofte først etter noen få timer og forverres av fysisk anstrengelse.

I tilfelle kontakt med øynene, bør du sjekke om du har kontaktlinser og fjern dem umiddelbart. Øynene skal vaskes med rennende vann i minst 15 minutter, med øyelokkene åpne. Du kan bruke kaldt vann. Salve skal ikke brukes til øynene.

Hvis kjemikaliet kommer i kontakt med klær, fjern det så raskt som mulig, og beskytt dine egne hender og kropp. Plasser offeret under en sikkerhetsdusj.

Hvis kjemikaliet samler seg på offerets eksponerte hud, som for eksempel hendene, vask forsiktig og forsiktig huden forurenset med rennende vann og ikke-slipende såpe. Du kan bruke kaldt vann. Hvis irritasjon vedvarer, kontakt lege. Vask forurenset klær før gjenbruk.

Hvis kontakten med huden er alvorlig, bør den vaskes med en desinfiserende såpe og dekke huden forurenset med en antibakteriell krem.

Ved innånding skal offeret ha lov til å hvile i et godt ventilert område. Hvis innåndingen er alvorlig, skal offeret evakueres til et trygt område så snart som mulig.

Løsne stramme klær som skjorte krage, belter eller slips. Hvis offeret finner det vanskelig å puste, bør oksygen administreres. Hvis offeret ikke puster, utføres en munn-til-munn-gjenoppliving.

Vær alltid oppmerksom på at det kan være farlig for personen som gir hjelp til å gi munn-til-munn-gjenopplivning når det inhalerte materialet er giftig, smittsomt eller etsende.

Ved inntak, ikke fremkall brekninger. Løsne stramme klær som t-skjorter, bånd eller bånd. Hvis offeret ikke puster, utfør munn-til-munn-gjenopplivning. I alle tilfeller bør du søke øyeblikkelig legehjelp (IPCS, SF).

søknader

Kjemisk formel K ₂ O (eller bare "K") brukes i flere industrielle sammenhenger: NPK-tall for gjødsel, i sementformler og i glassformler.

Kaliumoksid blir ofte ikke brukt direkte i disse produktene, men mengden kalium er rapportert i form av K20-ekvivalenter for enhver type kaliumforbindelser som brukes, for eksempel kaliumkarbonat.

Kaliumoksyd er ca 83% kalium, mens kaliumklorid bare er 52%. Kaliumklorid gir mindre kalium enn en lik mengde kaliumoksid.

Derfor, hvis en gjødsel er kaliumklorid ved 30 vekt%, vil dens standard kaliumindeks basert på kaliumoksyd bare være 18, 8%. Vi produserer og / eller importerer mellom 10 og 100 tonn per år av dette stoffet i Det europeiske økonomiske samarbeidsområde.

Dette stoffet brukes i laboratoriekjemikalier, gjødsel, polymerer og fytosanitære produkter. K ₂ O har en industriell bruk som resulterer i fremstilling av et annet stoff (bruk av mellomprodukter).

Kaliumoksid brukes til formulering av blandinger og / eller ompakking og landbruk, skogbruk og fiske. Dette stoffet brukes til fremstilling av kjemiske produkter, plastprodukter og mineralprodukter (f.eks. Gips, sement).

Utslipp til miljøet av kaliumoksid vil trolig forekomme for industriell bruk: Som et mellomliggende trinn i fremstillingen av et annet stoff (bruk av mellomprodukter), formulering av blandinger, som foredlingshjelp og industriell behandling av slitasje med lav hastighet av tekstilfrigjøring, kutting, bearbeiding eller polering av metall).

Det er mulig at en annen utgivelse til dette stoffets miljø på grunn av bruk i interiører, for eksempel maskinvaskevæsker / vaskemidler, bilpleieprodukter, maling og belegg eller klebemidler, dufter og luftfriskere.

Også for bruk innendørs i lukkede systemer med minimumsløsning som kjølevæsker i kjøleskap, elektriske ovner basert på olje.

Kaliumoksyd brukes utendørs i langvarige materialer med lave utslippskurser, for eksempel byggematerialer og konstruksjon av metall, tre og plast.

Innendørs brukes den i langvarige materialer med lav utløpshastighet som møbler, leker, byggematerialer, gardiner, fottøy, lærvarer, papir og pappsprodukter, elektronisk utstyr.

Dette stoffet finnes i produkter med stein, gips, sement, glass eller keramisk materiale (for eksempel plater, gryter / panner, matlagringsbeholdere, byggemateriale og isolasjon) (Europeisk kjemisk byrå, 2017).

Kaliumoksid er en termisk stabil, svært uoppløselig kaliumkilde egnet for glass, optikk og keramikk. Oksidforbindelser fører ikke til elektrisitet.

Imidlertid er visse strukturerte oxider av perovskitt elektroniske ledere som finner anvendelse i katoden av fastoksydbrenselceller og oksygengenererende systemer.

De er forbindelser som inneholder minst en oksygenanion og en metallkation. De er ekstremt stabile og gjør dem nyttige i produksjon av keramiske strukturer som leireboller eller for avansert elektronikk.

Den brukes også i lette konstruktørkomponenter innen luftfart og elektrokjemiske applikasjoner som brenselceller der de har ionisk ledningsevne.

Metalloksidforbindelser er basiske anhydrider og kan derfor reagere med syrer og med sterke reduksjonsmidler i redoksreaksjoner.