De kaliumoxide , ook wel dikaliumoxide een ionisch zout en kalium zuurstof met de formule K 2 O. De structuur wordt getoond in Figuur 1 (EMBL-EBI, 2016).
K 2 O is het eenvoudigste kaliumoxide, het is een zeer reactieve verbinding en wordt zelden aangetroffen. Sommige commerciële materialen, zoals kunstmest en cement, worden getest in de veronderstelling dat het percentage van de samenstelling equivalent is aan het mengsel van chemische verbindingen K 2 O.
Figuur 1: structuur van kaliumoxide.
Kaliumoxide wordt geproduceerd uit kaliumhydroxide (bijtende potas) en metallisch kalium bij 450 ° C waarbij moleculaire waterstof (KALIUMOXIDE K2O, SF) wordt geproduceerd volgens de vergelijking:
2K + 2KOH * 2K 2 O + H 2 (450 ° C).
Het wordt ook verkregen door kaliumperoxide te verminderen volgens de reactie:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° C).
Een andere methode om kaliumoxide te verkrijgen is door het kaliumcarbonaat bij hoge temperaturen te verwarmen, zoals aangegeven door de volgende reactie:
K 2 CO 3 ⇌ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C).
De belangrijkste manier om kaliumoxide te verkrijgen, is door het kaliumnitraat te verwarmen, waarbij moleculaire stikstof wordt verkregen, zoals aangegeven door de volgende reactie:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
Fysische en chemische eigenschappen
Kaliumoxide zijn geelachtige tetraëdrische kristallen zonder een karakteristiek aroma (National Center for Biotechnology Information., 2017). Het uiterlijk is weergegeven in figuur 2 (Amerikaanse elementen, SF).
Figuur 2: uiterlijk van kaliumoxide.
De verbinding heeft een molecuulgewicht van 94,2 g / mol en een dichtheid van 2,13 g / ml bij 24 ° C. Het heeft een smeltpunt van 740 ° C, hoewel het begint te ontleden bij 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).
De verbinding is hittebestendig en oplosbaar in ethanol en ether. K 2 O kristalliseert in de antifluorietstructuur. Om deze reden zijn de posities van de anionen en kationen omgekeerd ten opzichte van hun posities in CaF 2 , met kaliumionen gecoördineerd op 4 oxide-ionen en oxide-ionen gecoördineerd op 8 kalium.
K 2 O is een basisch oxide en reageert heftig met water om bijtend kaliumhydroxide te produceren. Het is vervloeiend en absorbeert water uit de atmosfeer, waardoor deze krachtige reactie op gang komt.
Kaliumoxide wordt reversibel geoxideerd tot kaliumperoxide bij 350 ° C, het reageert heftig met zuren, zoals zoutzuur, om kaliumzouten te vormen volgens de reactie:
K 2 O + 2HCl → 2KCl + H 2 O.
De verbinding reageert met stikstofdioxide om kaliumnitraat en nitriet te vormen bij temperaturen tussen 150 en 200 ° C:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
Kaliumoxide reageert bij lage temperaturen met ammoniak om amiden en kaliumhydroxide te vormen volgens de reactie:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C).
Reactiviteit en gevaren
Kaliumoxide is een onstabiele stof. Het wordt gemakkelijk geoxideerd tot andere kaliumoxiden, peroxide of kaliumzuuroxide (KHO). De verbinding is niet brandbaar maar reageert heftig en exotherm met water om kaliumhydroxide (KOH) te vormen.
De oplossing van kaliumoxide in water is een sterke base, reageert heftig met zuur en is bijtend. Reageert heftig met water met vorming van kaliumhydroxide. Tast veel metalen aan in aanwezigheid van water (National Institute for Occupational Safety and Health, 2014).
De stof is bijtend voor de ogen, de huid en de luchtwegen, alsook voor opname door de mond. Inademing van aerosol kan longoedeem veroorzaken. Symptomen van longoedeem verschijnen vaak enkele uren niet en worden verergerd door lichamelijke inspanning.
Controleer bij contact met de ogen of u contactlenzen draagt en verwijder deze onmiddellijk. Ogen moeten gedurende ten minste 15 minuten worden gespoeld met stromend water, met de oogleden open. Koud water kan worden gebruikt. Oogzalf mag niet worden gebruikt.
Als de chemische stof in contact komt met kleding, moet u deze zo snel mogelijk verwijderen en daarbij uw eigen handen en lichaam beschermen. Plaats het slachtoffer onder een veiligheidsdouche.
Als de chemische stof zich ophoopt op de blootgestelde huid van het slachtoffer, zoals de handen, wordt de besmette huid voorzichtig en voorzichtig gewassen met stromend water en niet-schurende zeep. Koud water kan worden gebruikt. Roep medische hulp in als de irritatie aanhoudt. Was de besmette kleding voordat u deze opnieuw gebruikt.
Als het contact met de huid ernstig is, moet deze worden gewassen met een desinfecterende zeep en de besmette huid bedekken met een antibacteriële crème.
In geval van inademing, moet het slachtoffer rusten in een goed geventileerde ruimte. Als de inademing ernstig is, moet het slachtoffer zo snel mogelijk naar een veilige omgeving worden geëvacueerd.
Maak strak zittende kleding los, zoals een kraag, riem of stropdas. Als het slachtoffer moeilijk kan ademen, moet zuurstof worden toegediend. Als het slachtoffer niet ademt, wordt mond-op-mondbeademing uitgevoerd.
Houd er altijd rekening mee dat het gevaarlijk kan zijn voor de persoon die hulp verleent om mond-op-mondbeademing te geven als het ingeademde materiaal giftig, besmettelijk of bijtend is.
In geval van inslikken, geen braken opwekken. Maak strakke kleding los, zoals kragen, riemen of stropdassen. Voer mond-op-mondbeademing uit als het slachtoffer niet ademt. In alle gevallen moet onmiddellijk medische hulp worden ingeroepen (IPCS, SF).
Toepassingen
De chemische formule K 2 O (of kortweg "K") wordt in verschillende industriële contexten gebruikt: NPK-nummers voor meststoffen, in cementformules en in glasformules.
Kaliumoxide wordt vaak niet rechtstreeks in deze producten gebruikt, maar de hoeveelheid kalium wordt vermeld in termen van K 2 O- equivalenten voor elk type gebruikte kaliumverbinding, zoals kaliumcarbonaat.
Kaliumoxide is ongeveer 83% kalium in gewicht, terwijl kaliumchloride slechts 52% is. Kaliumchloride levert minder kalium op dan een gelijke hoeveelheid kaliumoxide.
Als een meststof 30 gewichtsprocent kaliumchloride bevat, zou het standaardkaliumgetal, gebaseerd op kaliumoxide, slechts 18,8% bedragen. Er wordt tussen de 10 en 100 ton per jaar van deze stof geproduceerd en / of geïmporteerd in de Europese Economische Ruimte.
Deze stof wordt gebruikt in laboratoriumchemicaliën, meststoffen, polymeren en gewasbeschermingsmiddelen. K 2 O heeft een industrieel gebruik dat resulteert in de vervaardiging van een andere stof (gebruik van tussenproducten).
Kaliumoxide wordt gebruikt op het gebied van mengformulering en / of herverpakking en landbouw, bosbouw en visserij. Deze stof wordt gebruikt voor de vervaardiging van chemicaliën, kunststofproducten en minerale producten (bijv. Gips, cement).
Het vrijkomen van kaliumoxide in het milieu vindt waarschijnlijk plaats door industrieel gebruik: als tussenstap bij de vervaardiging van een andere stof (gebruik van tussenproducten), formulering van mengsels, als verwerkingshulpmiddel en industriële verwerking van schuren met lage snelheid metaal losmaken, snijden, bewerken of polijsten).
Andere milieu-afgifte van deze stof is mogelijk bij gebruik binnenshuis, bijv. Machinewas- / detergentvloeistoffen, autoverzorgingsproducten, verf en coatings of kleefstoffen, geurstoffen en luchtverfrissers.
Ook voor gebruik binnenshuis in gesloten systemen met minimale afgifte zoals koelvloeistoffen in koelkasten, elektrische kachels op oliebasis.
Kaliumoxide wordt buitenshuis gebruikt in duurzame materialen met lage afgiftesnelheden, zoals metaal, hout en kunststof bouw- en constructiematerialen.
Binnen wordt het gebruikt in duurzame materialen met een lage afgiftesnelheid, zoals meubels, speelgoed, bouwmaterialen, gordijnen, schoenen, lederen producten, papier en kartonnen producten, elektronische apparatuur.
Deze stof komt voor in producten met steen, gips, cement, glas of keramiek op basis van materiaal (bijvoorbeeld schalen, potten / pannen, voedselbewaarbakken, constructiemateriaal en isolatie) (Europees chemisch agentschap, 2017).
Kaliumoxide is een thermisch stabiele, zeer onoplosbare bron van kalium die geschikt is voor glas, optische en keramische toepassingen. Oxideverbindingen geleiden geen elektriciteit.
Bepaalde gestructureerde oxiden van perovskiet zijn echter elektronische geleiders die toepassing vinden in de kathode van vaste-oxide brandstofcellen en zuurstofgenererende systemen.
Het zijn verbindingen die ten minste één zuurstofanion en één metaalkation bevatten. Ze zijn extreem stabiel waardoor ze bruikbaar zijn bij het produceren van keramische structuren zoals kleikommen of voor geavanceerde elektronica.
Het wordt ook gebruikt in lichtgewicht structurele componenten in lucht- en ruimtevaart en elektrochemische toepassingen zoals brandstofcellen waar ze ionengeleidbaarheid vertonen.
Metaaloxideverbindingen zijn basische anhydriden en kunnen daarom bij redoxreacties reageren met zuren en sterk reducerende middelen.
Referenties
- Amerikaanse elementen. (SF). Kaliumoxide. Opgehaald van americanelements.com.
- EMBL-EBI. (2016, 19 september). kaliumoxide. Opgehaald van ChEBI: ebi.ac.uk.
- Europees chemisch agentschap. (2017, 12 januari). Dikaliumoxide. Opgehaald van echa.europa.eu.
- (SF). KALIUMOXIDE. Opgehaald van inchem.org.
- Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. . (2017, 29 april). PubChem samengestelde database; CID = 9989219. Opgehaald van pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Nationaal instituut voor veiligheid en gezondheid op het werk. (2014, 1 juli). KALIUMOXIDE. Hersteld van cdc.gov.
- KALIUMOXIDE K2O. (SF). Opgehaald van allreactions.com.
- Royal Society of Chemistry. (2015). Kaliumoxidokalium. Opgehaald van chemspider.com.