KALIUMHYDROXIDE: STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, GEBRUIK - CHEMIE - 2026

Het kaliumhydroxide is een witte kristallijne anorganische vaste stof. De chemische formule is KOH. De kristallen nemen gemakkelijk water uit de lucht op, daarom wordt gezegd dat het een hygroscopische verbinding is. Het is een sterke basis en neemt kooldioxide (CO ₂ ) op uit de omgeving.

Industrieel wordt geproduceerd door de elektrolyse van kaliumchloride (KCl). Om redenen van energiebesparing en vanwege de zuiverheid van het product worden bij deze methode kwikcellen (Hg) gebruikt.

Kaliumhydroxide (KOH) kralen. Geen machineleesbare auteur opgegeven. Walkerma aangenomen (op basis van auteursrechtclaims). Bron: Wikipedia Commons

Maar al jaren is er bezorgdheid over de kwikverontreiniging die door dit proces wordt gegenereerd. In feite is lozing in het milieu van afvalwater dat kwik bevat ten strengste verboden. Er zijn andere processen zoals diafragma en membraan, maar kwik heeft de voorkeur omdat het een 50% zuivere KOH-oplossing oplevert.

Er zijn ook niet-elektrochemische processen zoals de afbraak van kaliumnitriet (KNO ₂ ) in aanwezigheid van ijzeroxide (Fe ₂ O ₃ ).

KOH-oplossingen verkregen in industriële processen worden verdampt om 90-95% KOH te verkrijgen. Het restgehalte aan 5-10% water is gebonden aan KOH in de vorm van kalium hydroxide monohydraat (KOH.H ₂ O).

Vanwege zijn bijtende eigenschappen en zijn sterke basiciteit heeft het zeer uiteenlopende toepassingen. Het dient als grondstof voor onder meer zeep en wasmiddelen, drukinkt of cosmetica. Het wordt ook gebruikt om industriële gassen te wassen, bij de detectie van schimmels met de microscoop en wordt toegepast in de voedingsindustrie.

Hoewel het een zeer stabiele verbinding is, wordt het geclassificeerd als bijtend. Er moet voorzichtig mee worden omgegaan, aangezien het brandwonden aan ogen, huid en slijmvliezen kan veroorzaken.

Structuur

Het KOH-kristal is bij normale temperaturen monoklien, waarbij elk kalium (K) -atoom omgeven is door een vervormde octaëder van zuurstof (O) -atomen. De hydroxylgroepen (OH) vormen op hun beurt een ketting in de vorm van een zigzag die is verbonden door waterstofatomen, waarbij de OO-afstanden 3,35 A zijn, waardoor elke significante waterstofbinding wordt uitgesloten.

Kristalstructuur van KOH bij normale temperaturen. Blauw: kalium, rood: zuurstof, wit: waterstof. Benjah-bmm27. Bron: Wikipedia Commons

Bij hoge temperaturen heeft KOH een kubische kristallijne vorm.

Nomenclatuur

- Kaliumhydroxide.

- Bijtende potas.

- Kaliumhydraat.

- Kaliumbleekmiddel.

Eigendommen

Fysieke toestand

Witte kristallijne vaste stof.

Molecuulgewicht

56,106 g / mol.

Smeltpunt

380 ° C; 406 ºC is ook gemeld (afhankelijk van het watergehalte). Technische kwaliteit (90-92% KOH) smelt bij ongeveer 250 ° C.

Kookpunt

1327 ° C.

Dichtheid

2,044 g / cm ³

Oplosbaarheid

Oplosbaar in koud water (107 g / 100 ml bij 15 ºC) en in warm water (178 g / 100 ml bij 100 ºC). Het oplossen in water is een zeer exotherm proces, dit betekent dat er een grote hoeveelheid warmte wordt gegenereerd.

Oplosbaar in alcoholen. Oplosbaar in glycerine. Onoplosbaar in ether.

pH

13,5 (in 0,1 molaire waterige oplossing).

Andere eigenschappen

De kristallen zijn vervloeiend of hygroscopisch, wat betekent dat het water uit de lucht opneemt. Het neemt ook gemakkelijk CO _{2 op} uit de lucht.

De chemische reacties zijn de kenmerken van een sterke basis. In waterige oplossing reageert het met een zwak zuur om het kaliumzout van het zuur te vormen. Het reageert bijvoorbeeld met koolzuur (H ₂ CO ₃ ) of met kooldioxide (CO ₂ ) om kaliumbicarbonaat of carbonaat te vormen.

Reageert met alcoholen om kaliumalkoxiden te vormen, of met waterstofsulfide H ₂ S om kaliumsulfide of bisulfide te vormen.

In waterige systemen vormt KOH verschillende hydraten: mono-, di- en tetrahydraten.

Waterige KOH-oplossingen zijn kleurloos, sterk basisch, zeepachtig en bijtend. Het is een corrosief materiaal, zowel vast als opgelost.

Het is niet brandbaar, maar bij verhitting tot ontbinding geeft het giftige en corrosieve K ₂ O- dampen af .

Het veroorzaakt ernstige brandwonden aan ogen, huid en slijmvliezen en in contact met metalen, zoals aluminium, tin, lood of zink kan de ontwikkeling van waterstofgas (H genereren ₂ ), dat in hoge mate ontvlambaar.

De warmte die wordt geproduceerd door in contact te komen met vocht of andere stoffen, kan voldoende warmte produceren om brandbare materialen te ontsteken.

Toepassingen

Bij de productie van andere kaliumverbindingen

Kaliumhydroxide wordt gebruikt als grondstof voor de chemische en farmaceutische industrie. Het wordt gebruikt om onder meer kaliumcarbonaat (K ₂ CO ₃ ), kaliumpermanganaat (KMnO ₄ ), kaliumfosfaat (K ₃ PO ₄ ), kaliumsilicaat (K ₂ SiO ₃ ) en kaliumcyanide (KCN) te produceren . verbindingen.

In verschillende toepassingen

KOH met hoge zuiverheid wordt toegepast bij de vervaardiging van pesticiden, synthese van inkt en kleurstoffen, chemicaliën voor gommen, in fotografie als alkalische fotoontwikkelaar, als elektrolyt in alkalinebatterijen en brandstofcellen, bij de elektrolyse van water, bij galvaniseren. of galvaniseren, lithografie, enz.

KOH van technische kwaliteit wordt gebruikt als grondstof in de wasmiddelen- en zeepindustrie; bij de vervaardiging van cosmetica, glas en textiel; om ruwe olie te ontzwavelen; onder meer als droogmiddel en in verf- en lakverwijderaars.

Het is ook nuttig als bijtend middel in de houtindustrie, bij het merceriseren van katoen, in de analytische chemie voor alkalimetrische titraties, bij organische synthese en bij waterbehandeling.

In medische toepassingen

In de geneeskunde wordt het gebruikt bij natte montage tijdens de bereiding van klinische monsters voor microscopische visualisatie van schimmels en andere schimmelelementen in onder andere huid, haar en nagels.

Het KOH-preparaat wordt gebruikt om klinisch materiaal te verduidelijken, zodat schimmelelementen gemakkelijker kunnen worden gezien.

Een fragment van een klinisch monster wordt toegevoegd aan een portie van 10% KOH-oplossing op een objectglaasje. Het wordt vervolgens bedekt met een omhulsel en men laat het bij kamertemperatuur staan ​​om de gastheercellen te laten verteren. Ten slotte wordt het onder de microscoop bekeken.

Microscoop. Afbeelding door Konstantin Kolosov. Bron: Pixabay

Aan de andere kant is KOH in de vorm van een plaatselijke oplossing effectief bij de behandeling van wratten.

In de cosmetische industrie

Het wordt gebruikt in sommige nagelreinigers, scheerschuim en zeep, omdat het door zijn corrosieve eigenschappen zeer effectief is bij het ontbinden of verwijderen van zacht weefsel en het verwijderen van haar.

Zepen Afbeelding van Ritual. Bron: Pixabay

In de landbouw

Het wordt gebruikt in meststoffen en andere landbouwproducten zoals herbiciden en pesticiden.

In industriële chemische processen

KOH is nuttig bij reinigingswerkzaamheden en bij het wassen of zuiveren van industriële gassen, vooral wanneer zuurverwijdering vereist is.

Omdat het bijvoorbeeld gemakkelijk met CO ₂ reageert , wordt het gebruikt om dit gas op te nemen. Bovendien is het ideaal om te reageren met zuren, daarom wordt het gebruikt om waterstofsulfide (H ₂ S) te verwijderen. En op dezelfde manier om stikstofoxiden te verwijderen.

Industrieel proces. Afbeelding door Michael Gaida. Bron: Pixabay

In de voedingsindustrie

Het wordt gebruikt om de pH aan te passen, als stabilisator en als verdikkingsmiddel in de voedingsindustrie.

Het is door de Amerikaanse Food and Drug Administration, of FDA (voor de afkorting van English Food and Drug Administration), beschouwd als een direct ingrediënt in voedsel voor mensen, op voorwaarde dat het wordt gebruikt onder de voorwaarden die verband houden met goede productiepraktijken. .

Bij het verkrijgen van biodiesel

Biodiesel is een vloeibare brandstofvervanger voor diesel of diesel. Het wordt verkregen uit plantaardige oliën of dierlijke vetten. KOH is gebruikt als katalysator bij de productie van biodiesel.

Recent onderzoek

Sinds enkele jaren wordt er aandacht besteed aan de vervuiling van de zeeën door plastic afval, dat meer dan 550 soorten zeefauna treft, zowel door het inslikken van plastic als door opgesloten te raken in het afval.

Om deze reden wordt er geprobeerd om methoden te vinden die het mogelijk maken om monsters uit het spijsverteringskanaal van dieren te verwerken, waarbij het organische materiaal wordt opgelost, maar zonder het door de monsters ingenomen plastic op te lossen.

In deze zin is gebleken dat het gebruik van KOH-oplossingen om kunststoffen van organisch materiaal te scheiden een praktische en effectieve methode is, die zeer nuttig kan zijn bij kwantitatieve studies naar de opname van plastic door wilde mariene fauna.

Referenties

1. Mahmoud A. Ghannoum en Nancy C. Isham. (2009). Dermatofyten en dermatofytosen. In klinische mycologie. Tweede druk. Opgehaald van sciencedirect.com.
2. Kühn, S. et al. (2016). Het gebruik van kaliumhydroxide (KOH) -oplossing als een geschikte benadering om plastic te isoleren dat wordt ingenomen door mariene organismen. In Marine Pollution Bulletin. Opgehaald van sciencedirect.com.
3. Cotton, F. Albert en Wilkinson, Geoffrey. (1980). Geavanceerde anorganische chemie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
4. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedie van chemische technologie. Deel 19. Vierde editie. John Wiley & Sons.
5. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Vijfde editie. Deel A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
6. Nationale bibliotheek van geneeskunde. (2019). Kaliumhydroxyde. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Krisada Noiroj, et al. (2009). Een vergelijkende studie van KOH / Al ₂ O ₃ en KOH / NaY-katalysatoren voor de productie van biodiesel via omestering uit palmolie. In hernieuwbare energie. Opgehaald van sciencedirect.com.