WikiDer > Гидроксид калия

Potassium hydroxide
Гидроксид калия
Кристаллическая структура КОН
Гранулы гидроксида калия
Имена
Название ИЮПАК
Гидроксид калия
Другие имена
Каустический калий, Щелочь, Калийный щелок, калий, гидрат калия, 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
Характеристики
КОН
Молярная масса56,11 г моль−1
Внешностьбелое твердое вещество, расплывающийся
Запахбез запаха
Плотность2,044 г / см3 (20 ° С)[1]
2,12 г / см3 (25 ° С)[2]
Температура плавления 360[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 ° С)
121 г / 100 мл (25 ° С)
138,3 г / 100 мл (50 ° С)
162,9 г / 100 мл (100 ° С)[1][4]
Растворимостьрастворим в алкоголь, глицерин
не растворим в эфир, жидкость аммиак
Растворимость в метанол55 г / 100 г (28 ° С)[2]
Растворимость в изопропанол~ 14 г / 100 г (28 ° C)
Основность (пKб)−0.7[5](КОН (водн.) = К+ + ОН–)
−22.0·10−6 см3/ моль
1,409 (20 ° С)
Структура
ромбоэдрический
Термохимия
65,87 Дж / моль · К[2]
79,32 Дж / моль · К[2][6]
-425,8 кДж / моль[2][6]
-380,2 кДж / моль[2]
Опасности
Паспорт безопасностиICSC 0357
Пиктограммы GHSGHS05: КоррозийныйGHS07: Вредно[7]
Сигнальное слово GHSОпасность
H302, H314[7]
P280, P305 + 351 + 338, P310[7]
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгоранияНегорючий
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
273 мг / кг (перорально, крысы)[9]
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
никто[8]
REL (Рекомендуемые)
C 2 мг / м3[8]
IDLH (Непосредственная опасность)
N.D.[8]
Родственные соединения
Другой анионы
Гидросульфид калия
Амид калия
Другой катионы
Гидроксид лития
Едкий натр
Гидроксид рубидия
Гидроксид цезия
Родственные соединения
Оксид калия
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Гидроксид калия является неорганическое соединение с формулой KОЙ, и обычно называется едкий калий.

Вместе с едкий натр (NaOH), это бесцветное твердое вещество является прототипом сильная база. Он имеет множество промышленных и нишевых приложений, большинство из которых используют его едкий природа и ее реактивность по отношению к кислоты. Приблизительно от 700 000 до 800 000 тонны были произведены в 2005 году. KOH заслуживает внимания как предшественник самых мягких и жидких мыло, а также многочисленные химические вещества, содержащие калий. Это белое твердое вещество, которое вызывает опасную коррозию. Большинство коммерческих образцов имеют ок. Чистота 90%, остальное - вода и карбонаты.[10]

Свойства и структура

Гидроксид калия обычно продается в виде полупрозрачных гранул, которые становятся липкими на воздухе, потому что КОН является гигроскопичный. Следовательно, КОН обычно содержит разное количество воды (а также карбонатов - см. Ниже). Его растворение в воде сильно экзотермический. Концентрированные водные растворы иногда называют калием. щелки. Даже при высоких температурах твердый КОН с трудом дегидратируется.[11]

Структура

При более высоких температурах твердый КОН кристаллизуется в NaCl Кристальная структура. Группа ОН либо быстро, либо беспорядочно разупорядочивается, так что  ОЙ− группа фактически сферическая анион радиуса 1,53 Å (между Cl−
 и F−
 по размеру). При комнатной температуре  ОЙ− группы упорядочены, и окружающая среда K+
 центры искажены, с K+
—ОЙ−
 расстояния от 2,69 до 3,15 Å в зависимости от ориентации группы ОН. КОН образует серию кристаллических гидраты, а именно моногидрат КОН •ЧАС2О, дигидрат КОН • 2ЧАС2О и тетрагидрат КОН • 4ЧАС2О.[12]

Термостойкость

Как и NaOH, КОН демонстрирует высокие термостойкость. В газообразный вид димерный. Благодаря высокой стабильности и относительно низкому температура плавления, его часто отливают из расплава в виде гранул или стержней, форм с малой площадью поверхности и удобными в обращении.

Реакции

Основность, растворимость и обезвоживающие свойства

Около 121 г КОН растворяться в 100 мл воды при комнатной температуре, что контрастирует со 100 г / 100 мл NaOH. Таким образом, на молярной основе NaOH немного более растворим, чем KOH. Низкая молекулярная масса спирты Такие как метанол, этиловый спирт, и пропанолы тоже отличные растворители. Они участвуют в кислотно-щелочном равновесии. В случае метанола калий метоксид (метилат) формы:[13]

КОН + СН3ОЙ CH3ОК + ЧАС
2О

Из-за своего высокого сродства к воде КОН служит осушитель в лаборатории. Часто используется для сушки основных растворителей, особенно амины и пиридины.

Как нуклеофил в органической химии

КОН, как и NaOH, служит источником  ОЙ−, очень нуклеофильный анион, который атакует 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 цепочку, продукт называется калиевое мыло. Эта реакция проявляется в ощущении «жирности», которое КОН дает при прикосновении - жиры на коже быстро превращаются в мыло и глицерин.

Расплавленный КОН используется для вытеснения галогениды и другие уходящие группы. Реакция особенно полезна для ароматный реагенты дать соответствующие фенолы.[14]

Реакции с неорганическими соединениями

В дополнение к его реакционной способности к кислотам, КОН атакует оксиды. Таким образом, SiO2 подвергается воздействию КОН с образованием растворимых силикатов калия. КОН реагирует с углекислый газ давать бикарбонат:

КОН + СО2 → KHCO3

Производство

Исторически KOH был получен путем добавления карбонат калия к сильному решению гидроксид кальция (гашеная известь) реакция метатезиса солей приводит к выпадению твердых частиц карбонат кальция, оставляя гидроксид калия в растворе:

Са (ОН)2 + K2CO3 → CaCO3 + 2 КОН

После фильтрации осажденного карбоната кальция и кипячения раствора получают 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 хлорид калия решения.[10] Способ аналогичен изготовлению едкий натр (видеть хлорно-щелочной процесс):

2 KCl + 2 H2О → 2 КОН + Cl2 + H2

Водород газ образуется как побочный продукт на катод; одновременно анодное окисление хлористый ион имеет место, образуя хлор газ как побочный продукт. Для этого процесса важно разделение анодного и катодного пространств в электролизере.[15]

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 карбонат, цианид, перманганат, фосфати различные силикаты получают обработкой оксидов или кислот КОН.[10] Высокая растворимость фосфата калия желательна в удобрения.

Производство мягкого мыла

В омыление из жиры с КОН используется для приготовления соответствующего «калиевого мыло«, которые мягче, чем более распространенные мыла на основе гидроксида натрия. Из-за своей мягкости и большей растворимости калиевое мыло требует меньше воды для разжижения и, таким образом, может содержать больше чистящего средства, чем жидкое натриевое мыло.[16]

Как электролит

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

Водный гидроксид калия используется в качестве электролит в щелочные батареи на основе никель-кадмий, никель-водород, и диоксид марганца-цинк. Гидроксид калия предпочтительнее гидроксида натрия, потому что его растворы более проводящие.[17] В никель-металлогидридные батареи в Toyota Prius используйте смесь гидроксида калия и гидроксида натрия.[18] Никель-железные батареи также используйте электролит гидроксида калия.

Пищевая промышленность

В пищевых продуктах гидроксид калия действует как пищевой загуститель, регулятор pH и пищевой стабилизатор. В FDA считает его (как непосредственный пищевой ингредиент для человека) в целом безопасным в сочетании с условиями использования "хорошей" производственной практики.[19] Это известно в Номер E система 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 с последующей способностью разрушать многие материалы. Например, в процессе, обычно называемом «химическая кремация» или «преобразование«гидроксид калия ускоряет разложение мягких тканей, как животных, так и человека, оставляя после себя только кости и другие твердые ткани.[20] Энтомологи желая изучить тонкую структуру насекомое анатомия для проведения этого процесса можно использовать 10% водный раствор КОН.[21]

В химическом синтезе выбор между использованием КОН и использованием NaOH определяется растворимостью или сохраняемостью получаемого соль.

Коррозионные свойства гидроксида калия делают его полезным ингредиентом в средствах и препаратах, очищающих и дезинфицировать поверхности и материалы, которые сами по себе могут сопротивляться коррозия пользователя KOH.[15]

KOH также используется для изготовления полупроводниковых кристаллов. Смотрите также: анизотропное влажное травление.

Гидроксид калия часто является основным активным ингредиентом химических средств для удаления кутикулы, используемых в маникюр лечения.

Поскольку агрессивные базы, такие как КОН, повреждают кутикула из волосы вал, гидроксид калия используется для химического удаления шерсти с шкур животных. Шкуры замачивают на несколько часов в растворе КОН и воды, чтобы подготовить их к стадии обезволашивания. дубление процесс. 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 грибы. На мякоть гриба наносят 3–5% водный раствор КОН, и исследователь отмечает, изменился ли цвет мякоти. Некоторые виды грибы на гриле, болеты, полипы, и лишайники[22] идентифицируются на основе этой реакции изменения цвета.[23]

Безопасность

Гидроксид калия и его растворы вызывают сильное раздражение кожи и других тканей.[24]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Лиде, Д. Р., изд. (2005). CRC Справочник по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. п. 4-80. ISBN 0-8493-0486-5.
  2. ^ а б c d е ж "гидроксид калия". chemister.ru. В архиве из оригинала 18 мая 2014 г.. Получено 8 мая 2018.
  3. ^ «A18854 Гидроксид калия». Альфа Эзар. Thermo Fisher Scientific. В архиве из оригинала 19 октября 2015 г.. Получено 26 октября 2015.
  4. ^ Зейделл, Атертон; Линке, Уильям Ф. (1952). Растворимость неорганических и органических соединений. Ван Ностранд. Получено 2014-05-29.
  5. ^ Попов, К .; и другие. (2002). "7Ли, 23Na, 39K и 133Cs ЯМР сравнительное исследование равновесия гидроксидных комплексов катионов щелочных металлов в водных растворах. Первое числовое значение для образования CsOH ". Связь по неорганической химии. 3 (5): 223–225. Дои:10.1016 / S1387-7003 (02) 00335-0. ISSN 1387-7003. Получено 20 октября, 2018.
  6. ^ а б Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд.. Компания Houghton Mifflin. п. A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
  7. ^ а б c Сигма-Олдрич Ко., Гидроксид калия. Проверено 18 мая 2014.
  8. ^ а б 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. В архиве из оригинала 12 августа 2014 г.. Получено 8 мая 2018.
  10. ^ а б c Шульц, Хайнц; Бауэр, Гюнтер; Шахл, Эрих; Хагедорн, Фриц; Шмиттингер, Питер (2005). «Соединения калия». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм, Германия: Wiley-VCH. Дои: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, А.Ф. (1984). Структурная неорганическая химия. Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 978-0-19-855370-0.
  13. ^ Платонов, Андрей Юрьевич .; 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. Дои:10.1007 / s10953-010-9505-1. S2CID 97177429.
  14. ^ У. В. Хартман (1923). "п-Крезол ». Органический синтез. 3: 37. Дои:10.15227 / orgsyn.003.0037.; Коллективный объем, 1, п. 175
  15. ^ а б Römpp Chemie-Lexikon, 9-е изд. (на немецком)
  16. ^ К. Шуман; К. Зикманн (2005). «Мыло». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a24_247. ISBN 978-3527306732.
  17. ^ Д. Берндт; Д. Спарбье (2005). «Батарейки». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a03_343. ISBN 978-3527306732.
  18. ^ «Руководство по реагированию на чрезвычайные ситуации модели Toyota Prius Hybrid 2010» (PDF). Toyota Motor Corporation. 2009. Архивировано с оригинал (PDF) 2012-03-20.
  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. ^ Elix, J.A .; 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. ^ Проверка химических реакций В архиве 2009-10-15 на Wayback Machine на MushroomExpert.com
  24. ^ Гидроксид калия, Отчет о первоначальной оценке SIDS для SIAM 13. Берн, Швейцария, 6-9 ноября 2001 г. В архиве 3 января 2018 г. Wayback Machine Д-р Тали ЛАХАНИСКИЙ. Дата последнего обновления: февраль 2002 г.

внешняя ссылка