Оксид калия , называемый также оксид дикалий представляет собой ионную соль и калия кислорода с по формуле К 2 O. Его структура представлена на рисунке 1 (EMBL-EBI, 2016 г.).
K 2 O - это простейший оксид калия, это очень реактивное соединение, которое встречается редко. Некоторые коммерческие материалы, такие как удобрения и цементы, испытываются с учетом процентного содержания композиции, которое было бы эквивалентно смеси химических соединений K 2 O.
Рисунок 1: структура оксида калия.
Оксид калия получают из гидроксида калия (едкий калий) и металлического калия при 450 ° C с образованием молекулярного водорода (оксид калия K2O, SF) в соответствии с уравнением:
2К + 2КОН * 2К 2 О + Н 2 (450 ° С).
Его также получают восстановлением пероксида калия по реакции:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° С).
Другой способ получения оксида калия - нагревание карбоната калия при высоких температурах, на что указывает следующая реакция:
K 2 CO 3 ⇌ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C).
Однако основным способом получения оксида калия является нагревание нитрата калия с получением молекулярного азота, как показано следующей реакцией:
2КНО 3 + 10К → 6К 2 О + N 2
Физические и химические свойства
Оксид калия - это желтоватые тетраэдрические кристаллы без характерного аромата (Национальный центр биотехнологической информации, 2017). Его внешний вид показан на рисунке 2 (американские элементы, SF).
Рисунок 2: внешний вид оксида калия.
Соединение имеет молекулярную массу 94,2 г / моль и плотность 2,13 г / мл при 24 ° C. Он имеет температуру плавления 740 ° C, хотя начинает разлагаться при 300 ° C (Королевское химическое общество, 2015).
Состав термостойкий и растворим в этаноле и эфире. K 2 O кристаллизуется в структуре антифторита. По этой причине положения анионов и катионов меняются местами относительно их положений в CaF 2 , причем ионы калия координируются по 4 ионам оксида, а ионы оксида координируются по 8 ионам калия.
K 2 O - это основной оксид, который бурно реагирует с водой с образованием едкого гидроксида калия. Он расплывается и поглощает воду из атмосферы, инициируя эту бурную реакцию.
Оксид калия обратимо окисляется до пероксида калия при 350 ° C, он бурно реагирует с кислотами, такими как соляная кислота, с образованием солей калия в соответствии с реакцией:
K 2 O + 2HCl → 2KCl + H 2 O.
Соединение реагирует с диоксидом азота с образованием нитрата и нитрита калия при температуре от 150 до 200 ° C:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
Оксид калия реагирует при низких температурах с аммиаком с образованием амидов и гидроксида калия в соответствии с реакцией:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C).
Реакционная способность и опасности
Оксид калия - вещество нестабильное. Он легко окисляется до других оксидов калия, пероксида или кислотного оксида калия (KHO). Соединение не горючее, но активно и экзотермически реагирует с водой с образованием гидроксида калия (КОН).
Раствор оксида калия в воде - сильное основание, он бурно реагирует с кислотой и вызывает коррозию. Реагирует бурно с водой с образованием гидроксида калия. Агрессивно в отношении многих металлов в присутствии воды (Национальный институт охраны труда, 2014 г.).
Вещество оказывает разъедающее действие на глаза, кожу и дыхательные пути, а также при проглатывании. Вдыхание аэрозоля может вызвать отек легких. Симптомы отека легких часто не проявляются в течение нескольких часов и усугубляются физическими нагрузками.
В случае попадания в глаза проверьте, носите ли вы контактные линзы, и немедленно снимите их. Глаза следует промывать проточной водой в течение не менее 15 минут с открытыми веками. Можно использовать холодную воду. Глазную мазь использовать нельзя.
Если химическое вещество попало на одежду, удалите его как можно быстрее, защищая свои руки и тело. Поместите пострадавшего под защитный душ.
Если химическое вещество накапливается на открытой коже жертвы, например, на руках, загрязненную кожу осторожно и осторожно промывают проточной водой с неабразивным мылом. Можно использовать холодную воду. Если раздражение не проходит, обратитесь за медицинской помощью. Перед повторным использованием вымойте загрязненную одежду.
Если контакт с кожей сильный, ее следует промыть дезинфицирующим мылом и покрыть загрязненную кожу антибактериальным кремом.
В случае вдыхания пострадавшему следует дать отдохнуть в хорошо проветриваемом помещении. В случае тяжелого вдыхания пострадавшего следует как можно скорее эвакуировать в безопасное место.
Ослабьте тесную одежду, такую как воротник, пояс или галстук. Если пострадавшему трудно дышать, следует ввести кислород. Если пострадавший не дышит, проводится реанимация «рот в рот».
Всегда помните, что реанимация «рот в рот» может быть опасна для человека, оказывающего помощь, если вдыхаемый материал токсичен, заразен или вызывает коррозию.
В случае проглатывания не вызывать рвоту. Ослабьте тесную одежду, например воротники рубашки, ремни или галстуки. Если пострадавший не дышит, выполните реанимацию «рот в рот». В любом случае следует немедленно обратиться за медицинской помощью (IPCS, SF).
Приложения
Химическая формула K 2 O (или просто «K») используется в нескольких промышленных контекстах: числа NPK для удобрений, в составах цемента и в составах стекла.
Оксид калия часто не используется непосредственно в этих продуктах, но количество калия указывается в эквивалентах K 2 O для любого типа используемых соединений калия, таких как карбонат калия.
Оксид калия составляет около 83% по весу, а хлорид калия - только 52%. Хлорид калия обеспечивает меньше калия, чем такое же количество оксида калия.
Следовательно, если удобрение содержит 30% хлорида калия по весу, его стандартное содержание калия, исходя из оксида калия, будет только 18,8%. От 10 до 100 тонн этого вещества в год производится и / или импортируется в Европейскую экономическую зону.
Это вещество используется в лабораторных химикатах, удобрениях, полимерах и средствах защиты растений. K 2 O используется в промышленности, что приводит к производству другого вещества (использование промежуточных продуктов).
Оксид калия используется в областях смешивания рецептур и / или переупаковки и сельского хозяйства, лесного хозяйства и рыболовства. Это вещество используется для производства химикатов, пластмассовых изделий и минеральных продуктов (например, гипса, цемента).
Высвобождение оксида калия в окружающую среду, вероятно, произойдет в результате промышленного использования: в качестве промежуточного этапа при производстве другого вещества (использование промежуточных продуктов), составлении смесей, в качестве технологической добавки и промышленной обработки абразивного материала с низкой скоростью. выпуск, резка, механическая обработка или полировка металла).
Другие выбросы этого вещества в окружающую среду возможны при использовании внутри помещений, например, с моющими / моющими жидкостями для машин, средствами по уходу за автомобилем, красками и покрытиями или клеями, ароматизаторами и освежителями воздуха.
Также для использования внутри помещений в закрытых системах с минимальным выбросом, таких как охлаждающие жидкости в холодильниках, электронагреватели на масляной основе.
Оксид калия используется на открытом воздухе в долговечных материалах с низкой скоростью выделения, например, в металлических, деревянных и пластиковых строительных и строительных материалах.
В помещениях он используется в долговечных материалах с низким уровнем выброса, таких как мебель, игрушки, строительные материалы, шторы, обувь, кожаные изделия, бумажные и картонные изделия, электронное оборудование.
Это вещество можно найти в изделиях из камня, гипса, цемента, стекла или керамических материалов (например, посуды, кастрюль / сковородок, контейнеров для хранения пищевых продуктов, строительных материалов и изоляции) (Европейское химическое агентство, 2017).
Оксид калия - это термостойкий, очень нерастворимый источник калия, подходящий для стекла, оптики и керамики. Оксидные соединения не проводят электричество.
Однако некоторые структурированные оксиды перовскита являются электронными проводниками, которые находят применение в катоде твердооксидных топливных элементов и систем генерации кислорода.
Это соединения, которые содержат по крайней мере один анион кислорода и один катион металла. Они чрезвычайно стабильны, что делает их полезными при производстве керамических конструкций, таких как глиняные чаши, или для современной электроники.
Он также используется в легких конструктивных элементах в аэрокосмической и электрохимической промышленности, таких как топливные элементы, где они обладают ионной проводимостью.
Соединения оксидов металлов являются основными ангидридами и поэтому могут реагировать с кислотами и сильными восстановителями в окислительно-восстановительных реакциях.
Ссылки
- Американские элементы. (СФ). Оксид калия. Получено с сайта americanelements.com.
- EMBL-EBI. (2016, 19 сентября). оксид калия. Получено с ЧЭБИ: ebi.ac.uk.
- Европейское химическое агентство. (2017, 12 января). Оксид дикалия. Получено с echa.europa.eu.
- (СФ). ОКИСЬ КАЛИЯ. Восстановлено с inchem.org.
- Национальный центр биотехнологической информации. . (2017, 29 апреля). База данных PubChem Compound; CID = 9989219. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Национальный институт охраны труда и здоровья. (2014, 1 июля). ОКИСЬ КАЛИЯ. Восстановлено с cdc.gov.
- ОКСИД КАЛИЯ K2O. (СФ). Получено с allreactions.com.
- Королевское химическое общество. (2015). Оксид калия калия. Получено с сайта chemspider.com.