Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Гидроксид калия
Кристаллическая структура КОН
Пеллеты гидроксида калия
Имена
Название ИЮПАК
Гидроксид калия
Другие имена
Едкое кали, Щелок , Поташ щелочь, Potassia, калия гидрат, КОН
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.013.802 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 215-181-3
Номер EE525 (регуляторы кислотности, ...)
Номер RTECS
  • TT2100000
UNII
Номер ООН1813 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 масса56,11 г моль -1
Внешностьбелое твердое вещество, растворяющееся в воздухе
Запахбез запаха
Плотность2,044 г / см 3 (20 ° C) [1]
2,12 г / см 3 (25 ° C) [2]
Температура плавления360 [3]  ° 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) ) [1] [4]
Растворимостьрастворим в спирте , глицерин
нерастворим в эфире , нашатырный спирт
Растворимость в метаноле55 г / 100 г (28 ° C) [2]
Растворимость в изопропаноле~ 14 г / 100 г (28 ° C)
Основность (p K b )-0,7 [5] (КОН (водн.) = К + + ОН - )
Магнитная восприимчивость (χ)
−22,0 · 10 −6 см 3 / моль
Показатель преломления ( n D )
1,409 (20 ° С)
Структура
Кристальная структура
ромбоэдрический
Термохимия
Теплоемкость ( C )
65,87 Дж / моль · К [2]
Стандартная мольная энтропия ( S o 298 )
79,32 Дж / моль · К [2] [6]
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 )
-425,8 кДж / моль [2] [6]
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚)
-380,2 кДж / моль [2]
Опасности
Паспорт безопасностиICSC 0357
Пиктограммы GHS[7]
Сигнальное слово GHSОпасность
Положения об опасности GHS
H302 , H314 [7]
Меры предосторожности GHS
P280 , P305 + 351 + 338 , P310 [7]
NFPA 704 (огненный алмаз)
3
0
0
ALK
точка возгоранияНегорючий
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD 50 ( средняя доза )
273 мг / кг (перорально, крысы) [9]
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
нет [8]
REL (рекомендуется)
C 2 мг / м 3 [8]
IDLH (Непосредственная опасность)
ND [8]
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) 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 мыл , а также многих калийсодержащих химикатов. Это белое твердое вещество, вызывающее опасную коррозию. Большинство коммерческих образцов имеют ок. Чистота 90%, остальное - вода и карбонаты. [10]

Свойства и структура [ править ]

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 сильно экзотермично . Концентрированные водные растворы иногда называют калиевыми щелочами . Даже при высоких температурах твердый КОН нелегко дегидратируется. [11]

Структура [ править ]

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 . [12]

Термическая стабильность [ править ]

Как и NaOH, КОН обладает высокой термической стабильностью . Газообразные вид димерные . 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.

Реакции [ править ]

Основность, растворимость и обезвоживающие свойства [ править ]

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: [13]

КОН + СН 3 ОН СН 3 ОК + Н2О

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 [ править ]

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 . [14]

Реакции с неорганическими соединениями [ править ]

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 :

КОН + СО 2 → КНСО 3

Производство [ править ]

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 . [10] 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. [15]

Использует [ редактировать ]

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 [ править ]

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. [10] В удобрениях желательна высокая растворимость фосфата калия .

Производство мягкого мыла [ править ]

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. [16]

В качестве электролита [ править ]

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. [17] В - гидридных батарей никель-металл в Toyota Prius используют смесь гидроксида калия и гидроксида натрия. [18] Никель-железные батареи также используют электролит гидроксида калия.

Пищевая промышленность [ править ]

В пищевых продуктах гидроксид калия действует как пищевой загуститель, регулятор pH и пищевой стабилизатор. FDA считает (как прямой пищевой ингредиент человека) , как правило , безопасны в сочетании с «хорошим» производственной практике условия использования. [19] Он известен в системе счисления E как E525 .

Нишевые приложения [ править ]

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. [20] Энтомологи, желающие изучить тонкую структуру анатомии насекомых, могут использовать 10% водный раствор КОН, чтобы применить этот процесс. [21]

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. [15]

KOH 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 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 , подбеленов , полипов и лишайников [22] можно идентифицировать на основе этой реакции изменения цвета. [23]

Безопасность [ править ]

Гидроксид калия и его растворы сильно раздражают кожу и другие ткани. [24]

См. Также [ править ]

  • Поташ
  • Газировка со вкусом лайма
  • Морское мыло - матросское мыло

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Lide, DR, ed. (2005). CRC Справочник по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. п. 4-80. ISBN 0-8493-0486-5.
  2. ^ a b c d e f "гидроксид калия" . chemister.ru . Архивировано 18 мая 2014 года . Проверено 8 мая 2018 .
  3. ^ «A18854 Гидроксид калия» . Альфа Эзар . Thermo Fisher Scientific. Архивировано 19 октября 2015 года . Проверено 26 октября 2015 года .
  4. ^ Seidell, Atherton; Линке, Уильям Ф. (1952). Растворимость неорганических и органических соединений . Ван Ностранд . Проверено 29 мая 2014 .
  5. ^ Попов, К .; и другие. (2002). « 7 Li, 23 Na, 39 K и 133 Cs ЯМР сравнительное исследование равновесия гидроксидных комплексов катионов щелочных металлов в водных растворах. Первое численное значение для образования CsOH» . Сообщения неорганической химии . 3 (5): 223–225. DOI : 10.1016 / S1387-7003 (02) 00335-0 . ISSN 1387-7003 . Проверено 20 октября 2018 года . 
  6. ^ a b Zumdahl, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд . Компания Houghton Mifflin. п. A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
  7. ^ a b c Sigma-Aldrich Co. , Гидроксид калия . Проверено 18 мая 2014.
  8. ^ a b c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0523» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  9. ^ Чемберс, Майкл. «ChemIDplus - 1310-58-3 - KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M - Гидроксид калия [JAN: NF] - Поиск похожих структур, синонимов, формул, ссылок на ресурсы и другой химической информации» . chem.sis.nlm.nih.gov . Архивировано 12 августа 2014 года . Проверено 8 мая 2018 .
  10. ^ a b c Шульц, Хайнц; Бауэр, Гюнтер; Шахл, Эрих; Хагедорн, Фриц; Шмиттингер, Питер (2005). «Соединения калия». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм, Германия: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a22_039 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  11. ^ Холлеман, А. Ф; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего: Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.
  12. ^ Уэллс, AF (1984). Структурная неорганическая химия . Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 978-0-19-855370-0.
  13. ^ Платонов, Андрей Ю .; Курзин, Александр В .; Евдокимов, Андрей Н. (2009). «Состав паровой и жидкой фаз в реакционной системе гидроксид калия + метанол при 25 ° С». J. Solution Chem . 39 (3): 335–342. DOI : 10.1007 / s10953-010-9505-1 . S2CID 97177429 . 
  14. ^ WW Хартман (1923). « п- Крезол» . Органический синтез . 3 : 37. DOI : 10,15227 / orgsyn.003.0037 .; Сборник , 1 , стр. 175
  15. ^ a b Römpp Chemie-Lexikon, 9-е изд. (на немецком)
  16. ^ К. Шуман; К. Зикманн (2005). «Мыло». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a24_247 . ISBN 978-3527306732.
  17. ^ Д. Берндт; Д. Спарбье (2005). «Батарейки». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a03_343 . ISBN 978-3527306732.
  18. ^ «Toyota Prius Hybrid 2010 Model Emergency Response Guide» (PDF) . Toyota Motor Corporation. 2009. Архивировано из оригинального (PDF) 20 марта 2012 года.
  19. ^ «Резюме соединения для CID 14797 - гидроксид калия» . PubChem.
  20. ↑ Грин, Маргарет (январь 1952 г.). «БЫСТРЫЙ МЕТОД ОЧИСТКИ И ОКРАШИВАНИЯ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ КОСТИ». Научный журнал Огайо . 52 (1): 31–33. hdl : 1811/3896 .
  21. ^ Томас Эйснер (2003). Из любви к насекомым . Издательство Гарвардского университета. п. 71.
  22. ^ Эликс, JA ; Штокер-Вёргёттер, Эльфи (2008). «Глава 7: Биохимия и вторичные метаболиты». В Nash III, Томас Х. (ред.). Биология лишайников (2-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета . С. 118–119. ISBN 978-0-521-69216-8.
  23. ^ Тестирование химических реакций. Архивировано 15 октября 2009 г. на Wayback Machine на сайте MushroomExpert.com.
  24. ^ Гидроксид калия, МОРС Предварительный отчет по оценке для SIAM 13. Берн, Швейцария, 6-9 ноября 2001 года архивации 3 января 2018 в Вайбак машины доктором Thaly LAKHANISKY. Дата последнего обновления: февраль 2002 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Статья корреспондента dn10104
  • Паспорт безопасности материалов от JTBaker
  • CDC - Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям