Гидроксид калия - Potassium hydroxide

Гидроксид калия
Кристаллическая структура КОН
Пеллеты гидроксида калия
Имена
Название ИЮПАК
Гидроксид калия
Другие имена
Едкий калий, щелочь , калийный щелок, калий, гидрат калия, КОН
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.013.802 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
Номер E E525 (регуляторы кислотности, ...)
Номер RTECS
UNII
Номер ООН 1813 г.
  • InChI = 1S / K.H2O / ч; 1H2 / q + 1; / p-1 проверитьY
    Ключ: KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M проверитьY
  • InChI = 1 / K.H2O / ч; 1H2 / q + 1; / p-1
    Ключ: KWYUFKZDYYNOTN-REWHXWOFAT
  • [K +]. [OH-]
Характеристики
КОН
Молярная масса 56,11 г моль -1
Появление белое твердое вещество, расплывающееся на воздухе
Запах без запаха
Плотность 2,044 г / см 3 (20 ° C)
2,12 г / см 3 (25 ° C)
Температура плавления 360 ° С (680 ° F, 633 К)
Точка кипения 1327 ° С (2421 ° F, 1600 К)
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 , глицерин
нерастворим в эфире , нашатырный спирт
Растворимость в метаноле 55 г / 100 г (28 ° С)
Растворимость в изопропаноле ~ 14 г / 100 г (28 ° C)
Основность (p K b ) -0,7 (КОН (водн.) = К + + ОН - )
−22,0 · 10 −6 см 3 / моль
1,409 (20 ° С)
Состав
ромбоэдрический
Термохимия
65,87 Дж / моль · К
79,32 Дж / моль · К
-425,8 кДж / моль
-380,2 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности ICSC 0357
Пиктограммы GHS GHS05: КоррозийныйGHS07: Вредно
Сигнальное слово GHS Опасность
H302 , H314
P280 , P305 + 351 + 338 , P310
NFPA 704 (огненный алмаз)
3
0
0
точка возгорания Не воспламеняется
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
273 мг / кг (перорально, крысы)
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
никто
REL (рекомендуется)
C 2 мг / м 3
IDLH (Непосредственная опасность)
ND
Родственные соединения
Другие анионы
Гидросульфид
калия Амид калия
Другие катионы
Гидроксид лития Гидроксид
натрия Гидроксид
рубидия Гидроксид
цезия
Родственные соединения
Оксид калия
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Гидроксид калия - это неорганическое соединение с формулой K OH , обычно называемое едким калием .

Наряду с гидроксидом натрия (NaOH) КОН 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 мыл , а также многих калийсодержащих химикатов. Это белое твердое вещество, вызывающее опасную коррозию.

Свойства и структура

КОН обладает высокой термической стабильностью . Из-за его высокой стабильности и относительно низкой температуры плавления его часто отливают из расплава в виде гранул или стержней, форм с малой площадью поверхности и удобными в обращении свойствами. Эти гранулы становятся липкими на воздухе, потому что КОН гигроскопичен . Большинство коммерческих образцов имеют ок. Чистота 90%, остальное - вода и карбонаты. Его растворение в воде сильно экзотермично . Концентрированные водные растворы иногда называют калиевыми щелочами . Даже при высоких температурах твердый КОН нелегко дегидратируется.

Состав

При более высоких температурах твердый КОН кристаллизуется в кристаллической структуре NaCl . Группа ОН либо быстро, либо беспорядочно разупорядочена, так что группа ОН - эффективно представляет собой сферический анион радиусом 1,53 Å (между Cl-
и F-
по размеру). При комнатной температуре ОН - группы упорядочены, и среда около K+
центров искажен, причем K+
-
ОЙ-
расстояния составляют от 2,69 до 3,15 Å, в зависимости от ориентации группы ОН. КОН образует ряд кристаллических гидратов , а именно моногидрат КОН •  Н 2 О , дигидрат КОН • 2 Н 2 О и тетрагидрате КОН • 4 Н 2 О .

Реакции

Растворимость и обезвоживающие свойства

Около 121 г КОН растворяется в 100 мл воды при комнатной температуре, что контрастирует со 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:

КОН + СН 3 ОН СН 3 ОК + Н
2
О

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

Как нуклеофил в органической химии

КОН, как и NaOH, служит источником ОН - , высоконуклеофильного аниона, который разрушает полярные связи как в неорганических, так и в органических материалах. Водный КОН омыляет сложные эфиры :

КОН + RCOOR '→ RCOOK + R'OH

Когда R представляет собой длинную цепь, продукт называется калиевым мылом . 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 образованием соответствующих фенолов .

Реакции с неорганическими соединениями

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

КОН + СО 2 → КНСО 3

Производство

Исторически KOH получали добавлением карбоната калия к крепкому раствору гидроксида кальция (гашеная известь). Реакция метатезиса солей приводит к осаждению твердого карбоната кальция , оставляя гидроксид калия в растворе:

Са (ОН) 2 + К 2 СО 3 → СаСО 3 + 2 КОН

Фильтрация 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 КОН + Cl 2 + H 2

Газообразный водород образуется как побочный продукт на катоде ; одновременно происходит анодное окисление иона хлорида с образованием газообразного хлора в качестве побочного продукта. Для этого процесса необходимо разделение анодного и катодного пространств в электролизере.

Использует

KOH и NaOH могут использоваться взаимозаменяемо для ряда применений, хотя в промышленности предпочтение отдается NaOH из-за его 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 обработкой либо оксидов, либо кислот КОН. Желательна высокая растворимость фосфата калия в удобрениях .

Производство мягкого мыла

Омыления из жиров с KOH используется для получения соответствующих «калиевых мыл », которые являются более мягкими , чем гидроксид происхождения мыла чаще натрия. Из-за своей мягкости и большей растворимости калиевые мыла требуют меньше воды для разжижения и, таким образом, могут содержать больше чистящего средства, чем жидкие натриевые мыла.

Как электролит

Карбонат калия, образующийся из раствора гидроксида, вытекшего из щелочной батареи.
Карбонат калия, образующийся из раствора гидроксида, вытекшего из щелочной батареи.

Водный раствор гидроксида калия, используют в качестве электролита в щелочных батарей на основе никеля - кадмий , никель - водород и диоксид марганца - цинк . Гидроксид калия предпочтительнее гидроксида натрия, потому что его растворы более проводящие. В никель-металл - гидридных батарей 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, регулятор pH и пищевой стабилизатор. FDA считает , что в целом безопасна , как прямой пищевой ингредиент при использовании в соответствии с надлежащей производственной практики . В системе счисления E он известен как E525 .

Нишевые приложения

Как и гидроксид натрия, гидроксид калия находит применение во многих специализированных областях, практически все из которых зависят от его свойств как сильного химического основания и, как следствие, способности разрушать многие материалы. Например, в процессе, обычно называемом «химическая кремация» или « ресомация », гидроксид калия ускоряет разложение мягких тканей, как животных, так и человека, оставляя после себя только кости и другие твердые ткани. Энтомологи, желающие изучить тонкую структуру анатомии насекомых, могут использовать 10% водный раствор КОН для проведения этого процесса.

В химическом синтезе выбор между использованием КОН и использованием NaOH определяется растворимостью или сохраняемостью получаемой соли .

Коррозионные свойства гидроксида калия делают его полезным ингредиентом в средствах и препаратах, которые очищают и дезинфицируют поверхности и материалы, которые сами могут противостоять коррозии под действием КОН.

KOH также используется для изготовления полупроводниковых кристаллов (например, для анизотропного влажного травления ).

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

Поскольку агрессивные основы , такие как KOH повредить кутикулу от волос вала, гидроксид калия используется для химически содействовать удалению волос из шкур животных. Шкуры замачивают на несколько часов в растворе КОН и воды, чтобы подготовить их к этапу обезволашивания в процессе 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 , полипов и лишайников можно идентифицировать на основе этой реакции изменения цвета.

Безопасность

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

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки