L' ossido di potassio , detto anche ossido di dipotassio è un sale ionico e potassio ossigeno con la formula K 2 O. La sua struttura è illustrata nella Figura 1 (EMBL-EBI, 2016).
K 2 O è l'ossido di potassio semplice, è un composto altamente reattivo e raramente trovato. Alcuni materiali commerciali, come fertilizzanti e cementi, vengono testati assumendo la percentuale di composizione che sarebbe equivalente alla miscela di composti chimici K 2 O.
Figura 1: struttura dell'ossido di potassio.
L'ossido di potassio è prodotto da idrossido di potassio (potassa caustica) e potassio metallico a 450 ° C producendo idrogeno molecolare (OSSIDO DI POTASSIO K2O, SF) secondo l'equazione:
2K + 2KOH * 2K 2 O + H 2 (450 ° C).
Si ottiene anche riducendo il perossido di potassio secondo la reazione:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° C).
Un altro metodo per ottenere l'ossido di potassio è riscaldare il carbonato di potassio ad alte temperature come indicato dalla seguente reazione:
K 2 CO 3 ⇌ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C).
Tuttavia, il modo principale per ottenere l'ossido di potassio è riscaldando il nitrato di potassio, ottenendo azoto molecolare come indicato dalla seguente reazione:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
Proprietà fisiche e chimiche
L'ossido di potassio è un cristallo tetraedrico giallastro senza un aroma caratteristico (National Center for Biotechnology Information., 2017). Il suo aspetto è mostrato nella figura 2 (elementi americani, SF).
Figura 2: aspetto dell'ossido di potassio.
Il composto ha un peso molecolare di 94,2 g / mol e una densità di 2,13 g / ml a 24 ° C. Ha un punto di fusione di 740 ° C sebbene inizi a decomporsi a 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).
Il composto è resistente al calore e solubile in etanolo ed etere. K 2 O cristallizza nella struttura antifluorito. Per questo motivo, le posizioni degli anioni e dei cationi sono invertite rispetto alle loro posizioni in CaF 2 , con gli ioni di potassio coordinati a 4 ioni ossido e gli ioni ossido coordinati a 8 potassio.
K 2 O è un ossido basico e reagisce violentemente con l'acqua per produrre idrossido di potassio caustico. È deliquescente e assorbe l'acqua dall'atmosfera, dando inizio a questa vigorosa reazione.
L'ossido di potassio viene ossidato reversibilmente a perossido di potassio a 350 ° C, reagisce violentemente con gli acidi, come l'acido cloridrico, per formare sali di potassio secondo la reazione:
K 2 O + 2HCl → 2KCl + H 2 O.
Il composto reagisce con il biossido di azoto per formare nitrato di potassio e nitrito a temperature comprese tra 150 e 200 ° C:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
L'ossido di potassio reagisce a basse temperature con l'ammoniaca per formare ammidi e idrossido di potassio secondo la reazione:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C).
Reattività e rischi
L'ossido di potassio è una sostanza instabile. È facilmente ossidato ad altri ossidi di potassio, perossido o ossido di acido di potassio (KHO). Il composto non è combustibile ma reagisce vigorosamente ed esotermicamente con l'acqua per formare idrossido di potassio (KOH).
La soluzione di ossido di potassio in acqua è una base forte, reagisce violentemente con l'acido ed è corrosiva. Reagisce violentemente con l'acqua producendo idrossido di potassio. Attacca molti metalli in presenza di acqua (National Institute for Occupational Safety and Health, 2014).
La sostanza è corrosiva per gli occhi, la pelle e il tratto respiratorio, nonché se ingerita. L'inalazione di aerosol può causare edema polmonare. I sintomi dell'edema polmonare spesso non compaiono per alcune ore e sono aggravati dallo sforzo fisico.
In caso di contatto con gli occhi, controllare se si indossano lenti a contatto e rimuoverle immediatamente. Gli occhi devono essere lavati con acqua corrente per almeno 15 minuti, con le palpebre aperte. È possibile utilizzare acqua fredda. Unguento per gli occhi non deve essere utilizzato.
Se la sostanza chimica viene a contatto con gli indumenti, rimuoverla il più rapidamente possibile, proteggendo le mani e il corpo. Metti la vittima sotto una doccia di sicurezza.
Se la sostanza chimica si accumula sulla pelle esposta della vittima, come le mani, la pelle contaminata viene lavata delicatamente e accuratamente con acqua corrente e sapone non abrasivo. È possibile utilizzare acqua fredda. Se l'irritazione persiste, consultare il medico. Lavare gli indumenti contaminati prima di riutilizzarli.
Se il contatto con la pelle è grave, deve essere lavato con un sapone disinfettante e coprire la pelle contaminata con una crema antibatterica.
In caso di inalazione, la vittima dovrebbe essere lasciata riposare in un'area ben ventilata. Se l'inalazione è grave, la vittima deve essere evacuata in un'area sicura il prima possibile.
Allenta gli indumenti stretti come colletto, cintura o cravatta. Se è difficile per la vittima respirare, somministrare ossigeno. Se la vittima non respira, viene eseguita la rianimazione bocca a bocca.
Tenendo sempre presente che può essere pericoloso per la persona che fornisce aiuto eseguire la rianimazione bocca a bocca quando il materiale inalato è tossico, infettivo o corrosivo.
In caso di ingestione, non indurre il vomito. Allenta indumenti stretti come colletti di camicie, cinture o cravatte. Se la vittima non respira, eseguire la rianimazione bocca a bocca. In tutti i casi, è necessario richiedere cure mediche immediate (IPCS, SF).
applicazioni
La formula chimica K 2 O (o semplicemente "K") è utilizzata in diversi contesti industriali: numeri NPK per i fertilizzanti, nelle formule del cemento e nelle formule del vetro.
L'ossido di potassio spesso non viene utilizzato direttamente in questi prodotti, ma la quantità di potassio è riportata in termini di equivalenti K 2 O per qualsiasi tipo di composti di potassio utilizzati, come il carbonato di potassio.
L'ossido di potassio è circa l'83% di potassio in peso, mentre il cloruro di potassio è solo il 52%. Il cloruro di potassio fornisce meno potassio di una quantità uguale di ossido di potassio.
Pertanto, se un fertilizzante è al 30% in peso di cloruro di potassio, il suo valore standard di potassio, basato sull'ossido di potassio, sarebbe solo del 18,8%. Tra le 10 e le 100 tonnellate all'anno di questa sostanza vengono prodotte e / o importate nello Spazio economico europeo.
Questa sostanza è utilizzata in prodotti chimici di laboratorio, fertilizzanti, polimeri e prodotti fitosanitari. K 2 O ha un uso industriale che si traduce nella produzione di un'altra sostanza (uso di prodotti intermedi).
L'ossido di potassio è utilizzato nelle aree della formulazione di miscelazione e / o del riconfezionamento e dell'agricoltura, della silvicoltura e della pesca. Questa sostanza viene utilizzata per la fabbricazione di prodotti chimici, prodotti in plastica e prodotti minerali (ad esempio gesso, cemento).
È probabile che il rilascio nell'ambiente di ossido di potassio avvenga attraverso l'uso industriale: come fase intermedia nella fabbricazione di un'altra sostanza (uso di intermedi), formulazione di miscele, come coadiuvante tecnologico e lavorazione industriale di abrasione a bassa velocità rilascio, taglio, lavorazione o lucidatura di metalli).
Un altro rilascio ambientale di questa sostanza è possibile dall'uso in interni, ad es. Liquidi per lavaggio in lavatrice / detergenti, prodotti per la cura dell'auto, vernici e rivestimenti o adesivi, fragranze e deodoranti per ambienti.
Anche per uso interno in sistemi chiusi con rilascio minimo come fluidi di raffreddamento nei frigoriferi, riscaldatori elettrici a olio.
L'ossido di potassio viene utilizzato all'esterno in materiali di lunga durata con un basso tasso di rilascio, ad esempio metallo, legno e plastica da costruzione e materiali da costruzione.
All'interno, viene utilizzato in materiali a lunga durata con un basso tasso di rilascio come mobili, giocattoli, materiali da costruzione, tende, calzature, prodotti in pelle, prodotti in carta e cartone, apparecchiature elettroniche.
Questa sostanza può essere trovata in prodotti con pietra, gesso, cemento, vetro o materiale a base di ceramica (ad esempio, piatti, pentole / padelle, contenitori per alimenti, materiale da costruzione e isolamento) (Agenzia chimica europea, 2017).
L'ossido di potassio è una fonte di potassio termicamente stabile e altamente insolubile, adatta per applicazioni in vetro, ottica e ceramica. I composti di ossido non conducono elettricità.
Tuttavia, alcuni ossidi strutturati di perovskite sono conduttori elettronici che trovano applicazione nel catodo delle celle a combustibile a ossido solido e nei sistemi di generazione di ossigeno.
Sono composti che contengono almeno un anione di ossigeno e un catione metallico. Sono estremamente stabili rendendoli utili nella produzione di strutture in ceramica come ciotole di argilla o per l'elettronica avanzata.
Viene anche utilizzato in componenti strutturali leggeri in applicazioni aerospaziali ed elettrochimiche come le celle a combustibile dove mostrano conduttività ionica.
I composti di ossido di metallo sono anidridi basiche e quindi possono reagire con acidi e agenti riducenti forti nelle reazioni redox.
Riferimenti
- Elementi americani. (SF). Ossido di Potassio. Recupero da americanelements.com.
- EMBL-EBI. (2016, 19 settembre). ossido di potassio. Recupero da ChEBI: ebi.ac.uk.
- Agenzia chimica europea. (2017, 12 gennaio). Ossido di dipotassio. Estratto da echa.europa.eu.
- (SF). OSSIDO DI POTASSIO. Recuperato da inchem.org.
- Centro nazionale per le informazioni sulla biotecnologia. . (2017, 29 aprile). Database composto di PubChem; CID = 9989219. Recupero da pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro. (2014, 1 luglio). OSSIDO DI POTASSIO. Recupero da cdc.gov.
- OSSIDO DI POTASSIO K2O. (SF). Recuperato da allreactions.com.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Potassio ossidopotassico. Recupero da chemspider.com.