Struktura kalijevega sulfata (K2SO4), lastnosti, uporabe, sinteza

On kalijev sulfat Gre za anorgansko ali brezbarvno anorgansko sol, katere kemična formula je k₂SW₄. Znano je bilo že v štirinajstem stoletju, ki so ga v sedemnajstem stoletju imenovali sol za podpiranje, saj je kombinacija kisle soli in alkalne soli.

Kalijev sulfat je mineral v Arcaniti, vendar je njegova predstavitev v tako imenovanih stassfurtskih soli pogostejša. To so kuhanje kalijevih sulfatov, magnezija, kalcija in natrija, ki jih je mogoče opaziti pri mineralih, kot sta Leonita in Polyhalita.

Strukturna formula kalijevega sulfata. Vir: Kemikungen [javna domena]

Kalijev sulfat je malo strupena sol in daje samo stik z očmi, dihalnimi traktami ali prebavnim traktom. Ni dokazov o rakotvornem ali mutagenem delovanju.

Kalijev sulfat se uporablja kot gnojilo, zlasti pri pridelkih, ki so dovzetni za kloride; Takšen je primer tobaka in krompirja. Spojina zagotavlja kalij, eno od treh glavnih hranilnih snovi rastlin, in žveplo, ki je prisotna v njegovih beljakovinah.

[TOC]

Struktura

Kristalne faze

Kristalna struktura kalijevega sulfata. Vir: Ra'ike (Wikipedia) [CC0]

Prva slika je pokazala strukturno formulo kalijevega sulfata. Za vsak anion₄^2-, Od tetraedrske geometrije sta dva kationa⁺, ki jih lahko predstavljajo vijolične krogle (nadrejena slika).

Torej zgoraj imate ortorrombično kristalno strukturo K₂SW₄, S SOS₄^2- zastopana z rumeno in rdečo sfero; Medtem ko so k kationi⁺, Že rekli, da so vijolične sfere (nekoliko okrepljene).

Ta reprezentacija lahko povzroči zmedo, če se mi zdi, da palice resnično ustrezajo koordinacijskim povezavam. Namesto tega nakazujejo, kaj ion neposredno ali tesno vpliva na drugo okoli njega. Zato se vsak kisik "poveže" s petimi k⁺ (Bodisi₃SW^2-- K⁺), In te posledično z desetimi kisik iz drugih okoliških anionov sulfatov.

Takrat je v K kaliju nekoliko "redka" koordinacijska sfera₂SW₄:

Koordinacijska sfera za kalijeve ione v njihovi sulfatni soli. Vir: Smokefoot [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)]

Ta kristalna struktura ustreza β-k polimorfu₂SW₄. Ko se segreje na 583 ° C, pride do prehoda na fazo α-K₂SW₄, kar je šesterokotno.

Ionski zaplet

Vsekakor struktura K₂SW₄ Je nenavadno zapleteno za anorgansko sol. Njeni ioni so nameščeni in tvorijo nekakšen nesmiselni zaplet in na prvi pogled manjka periodičnosti.

Lahko vam služi: kalcijev nitrat (CA (NO3) 2)

Tisti, ki so namenjeni kristalografiji, se lahko nagovorijo omenjeni Tangle bolj primerno in opisno, pri čemer ga opazujejo iz treh vesoljskih osi.

Upoštevajte, da bi njegova zapletena struktura lahko razložila, zakaj K₂SW₄ Ne tvori hidratov: h molekule₂Ali pa imajo, kako kristalno omrežje za hidriranje kalijevih kationov prodre.

Tudi s toliko interakcijami, zajetimi v zapletu ionov, je pričakovati, da ima omenjena kristalna mreža dovolj stabilnosti pred toploto; In v resnici se to zgodi, saj tališče k₂SW₄ To je 1.069 ° C, kar kaže, da so njeni ioni močno kohezivni.

Fizikalne in kemijske lastnosti

Videz kalijevega sulfata

Imena

-Kalijev sulfat

-Potassa sulfat

-Arcanita

-Žveplo kalije

Molarna masa

174.259 g/mol

Fizični videz

Trdna snov belih kristalov, zrnc ali prahu, stranišč in grenkega okusa.

Gostota

2,66 g/cm³

Tališče

1.069 ° C

Vrelišče

1.689 ° C

Topnost vode

111 g/l pri 20 ° C

120 g/l a 25 ° C

240 g/l a 100 ° C

Topnost vode se zmanjšuje zaradi prisotnosti kalijevega klorida, KCL ali amonijevega sulfata (NH₄)₂SW₄, Zaradi skupnega ionskega učinka.

Topnost v organskih topilih

Rahlo topno v glicerolu, vendar netopni v acetonu in ogljikovem sulfidu.

Indeks loma (ND)

1.495

Reaktivnost

Kalijev sulfat lahko reagira z žveplovo kislino, ki zakisa, da tvori kalijev bisulfat (kHSO₄). Lahko se zmanjša na visoke temperature na kalijev sulfid (k₂S).

Sinteza

Prva metoda

Kalijev sulfat se sintetizira z reakcijo kalijevega klorida z žveplovo kislino. Sinteza kalijevega sulfata se pojavi v dveh korakih. Prvi korak vključuje nastanek kalijevega bisulfata.

To je eksotermična reakcija, saj sprošča toploto in zato ne potrebuje zunanjega dovoda toplote. Reakcija se izvaja pri sobni temperaturi.

KCL +H₂SW₄  => HCl +KHSO₄

Drugi korak reakcije je endotermičen, to je, da potrebuje oskrbo s toploto, da se lahko pojavi.

KCL +KHSO₄  => HCl +K₂SW₄

Druga metoda

Kalijev sulfat lahko sintetiziramo z reakcijo nevtralizacije žveplove kisline z bazo, kalijevim hidroksidom:

H₂SW₄  +   2 koh => k₂SW₄   +   2 h₂Tudi

Tretja metoda

Kalijev sulfat nastane z reakcijo žveplovega dioksida, kisika, kalija in vode.

Vam lahko služi: posebne lastnosti snovi: kaj so in primeri

Četrta metoda

Kalijev sulfat se zgodi z ekstrakcijo kalijevega sulfata, ki je prisoten v slanici porečja Nur zanke, Kitajska. Kalijev sulfat ločimo od netopnih komponent slanice z dodajanjem natrijeve tripoliphusove kisline / sečnine fosfat.

Ta spojina poveča razliko med topnostjo kalijevega sulfata in topnostjo drugih manj topnih spojin, ki po mnenju ustvarjalcev metode dosežejo 100 % čisti kalijev sulfat. V strogem smislu ni metoda sinteze, ampak je nova metoda ekstrakcije.

Prijave

Gnojilo

Kalijev sulfat se uporablja v tobačnih pridelkih. Vir: pxhere.

Uporaba kalijevega sulfata kot gnojila je njegova glavna uporaba. V ta namen se uporablja 90% celotne proizvodnje. Njegova uporaba je prednostna za kalijev klorid pri tistih pridelkih, ki so občutljivi na prisotnost klorida v tleh; Na primer tobak.

Kalijev sulfat ima 40-44% vsebnost kalija, medtem ko njegova koncentracija žvepla predstavlja 17-18% spojine. Kalij je potreben za opravljanje številnih bistvenih funkcij za rastline, saj aktivira encimske reakcije, sintezo beljakovin, tvorbo škroba itd.

Poleg tega kalij posega v regulacijo pretoka vode v listih. Žveplo je potreben za sintezo beljakovin, saj je prisotna v aminokislinah, ki jo imajo; Takšen je primer metionina, cisteina in cistina, prav tako pa posega v encimske reakcije.

Celo kalijev sulfat uporablja brizgalnik na delcih kalijevega sulfata, manjših od 0,015 mm.

Industrijska uporaba in kot surovina

Surovi kalijev sulfat se uporablja pri izdelavi stekla in pri izdelavi kalijevega aluminija in karbonata. Uporablja se kot reagent pri proizvodnji kozmetike. Uporablja se pri izdelavi piva kot s korektivnim vodnim sredstvom.

Zdravilo

Uporablja se za odpravljanje hudega zmanjšanja koncentracije kalija v plazmi (hipokalemija), produktu prekomerne uporabe diuretikov, ki povečujejo izločanje urina.

Kalij je glavni znotrajcelični ion vznemirljivih celic, vključno s srčnim. Torej močno zmanjšanje kalija v plazmi ogroža srčni funkcionalizem, ki ga je treba takoj popraviti.

Kalijev sulfat ima katarzično delovanje, torej daje prednost izgonu iztrebka debelega črevesa. Zaradi tega se za čiščenje iztrebkov pred izvedbo kolonoskopije uporablja mešanica kalija, magnezija in natrijevih sulfatov, ki zdravnika omogoča boljšo vizualizacijo debelega črevesa.

Vam lahko služi: kadmijev hidroksid (CD (OH) 2)

Veterinar

Za zmanjšanje potrebe po metodinu pri hranjenju perutnine je bil uporabljen kalijev sulfat. Prisotnost 0,1 % kalijevega sulfata v hrani polaganja kokoši je povezana s 5 -odstotnim povečanjem proizvodnje jajc.

Okus hrane

To je aromatično sredstvo, ki hrani daje grenki in slani okus, ki je v nekaterih od njih zaželen. Poleg tega je ugotovljeno, da je kalijev sulfat obdarjen s štirimi osnovnimi okusi: sladkost, grenkoba, kislost in slanost.

Slanost, kislost in grenkoba se povečujejo s koncentracijo kalijevega sulfata, medtem ko se sladkost zmanjšuje.

Druge uporabe

Kalijev sulfat se uporablja kot pirotehnika v kombinaciji s kalijevim nitratom, da ustvari vijoličen plamen. Uporablja se kot reduktor bliskavice v številnih topniških potici.

Poleg tega se uporablja kot sredstvo, ki poveča viskoznost v kozmetičnih izdelkih, kot so kreme za obraz.

Tveganja

Kalijev sulfat je malo strupena spojina in zelo nizka smrtonosnost. LD50 za oralni odmerek pri miših je 6.600 mg / kg teže živali, kar kaže, da je za nastanek miške potreben visok odmerek. Enaka vrednost LD50 je predstavljena pri podganah.

V očeh lahko s stikom kalijev sulfat povzroči mehansko draženje. V koži kalijev sulfat povzroči malo škode na njenem industrijskem upravljanju.

Z zaužitjem lahko kalijev sulfat povzroči draženje prebavil s slabostjo, bruhanjem in drisko. In končno, vdihavanje prahu s kalijevim sulfatom povzroči draženje v dihalnem traktu.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). MC Graw Hill.
2. Wikipedija. (2019). Kalijev sulfat. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
3. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2019). Kalijev sulfat. Baza podatkov Pubchem. Cid = 24507. Okrevano od: pubchem.NCBI.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov
4. Brian Clegg. (5. julij 2018). Kalijev sulfat. Royal Society of Chemistry. Okrevano od: ChemistryWorld.com
5. Marie T. Averbuch-puchot, a. Durif. (devetnajst devetdeset šest). Teme v kemiji fosfata. Svetovni znanstveni. Obnovi se od: Knjige.Google.co.pojdi
6. Kemijska knjiga. (2017). Kalijev sulfat. Obnovi se od: Kemicalbook.com
7. Shoujiang l. et al. (2019). Čiščenje in hitro raztapljanje iz kalijevega sulfata v vodnih raztopinah. Doi: 10.1039/C8RA08284G
8. Droge. (2019). Kalijev sulfat. Okrevano od: drogebank.AC
9. Mozaično podjetje. (2019). Kalijev sulfat. Prehrana pridelkov. Okrevano od: posek.com
10. Droge. (2018). Natrijev sulfat, kalijev sulfat in magnezijev sulfat (ustni). Okrevano od: droge.com