ออกไซด์โพแทสเซียมที่เรียกว่า dipotassium ออกไซด์เป็นอิออนและเกลือโพแทสเซียมออกซิเจน สูตร K 2โครงสร้างทุมมันจะถูกนำเสนอในรูปที่ 1 (EMBL-EBI 2016)
K 2 O เป็นโพแทสเซียมออกไซด์ที่ง่ายที่สุดเป็นสารประกอบที่มีปฏิกิริยาสูงและไม่ค่อยพบ วัสดุทางการค้าบางอย่างเช่นปุ๋ยและซีเมนต์ได้รับการทดสอบโดยสมมติว่ามีเปอร์เซ็นต์ขององค์ประกอบที่เทียบเท่ากับส่วนผสมของสารประกอบทางเคมี K 2 O
รูปที่ 1: โครงสร้างของโพแทสเซียมออกไซด์
โพแทสเซียมออกไซด์ผลิตจากโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (โพแทสเซียมกัดกร่อน) และโพแทสเซียมโลหะที่ 450 ° C ผลิตไฮโดรเจนโมเลกุล (POTASSIUM OXIDE K2O, SF) ตามสมการ:
2K + 2KOH * 2K 2 O + H 2 (450 ° C)
นอกจากนี้ยังได้จากการลดโพแทสเซียมเปอร์ออกไซด์ตามปฏิกิริยา:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° C)
อีกวิธีหนึ่งในการได้รับโพแทสเซียมออกไซด์คือการให้ความร้อนกับโพแทสเซียมคาร์บอเนตที่อุณหภูมิสูงตามปฏิกิริยาต่อไปนี้:
K 2 CO 3 ⇌ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C)
อย่างไรก็ตามวิธีหลักในการได้รับโพแทสเซียมออกไซด์คือการให้ความร้อนโพแทสเซียมไนเตรตรับไนโตรเจนโมเลกุลตามปฏิกิริยาต่อไปนี้:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
โพแทสเซียมออกไซด์เป็นผลึกเตตระฮีดอลสีเหลืองไม่มีกลิ่นลักษณะเฉพาะ (National Center for Biotechnology Information., 2017) ลักษณะของมันแสดงในรูปที่ 2 (องค์ประกอบอเมริกัน, SF)
รูปที่ 2: ลักษณะของโพแทสเซียมออกไซด์
สารประกอบมีน้ำหนักโมเลกุล 94.2 g / mol และความหนาแน่น 2.13 g / ml ที่ 24 ° C มีจุดหลอมเหลว 740 ° C แม้ว่าจะเริ่มสลายตัวที่ 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015)
สารประกอบนี้ทนความร้อนและละลายได้ในเอทานอลและอีเธอร์ K 2 O ตกผลึกในโครงสร้างแอนติฟลูออไรท์ ด้วยเหตุนี้ตำแหน่งของแอนไอออนและไอออนบวกจะกลับกันเมื่อเทียบกับตำแหน่งของพวกมันใน CaF 2โดยโพแทสเซียมไอออนที่ประสานกันที่ไอออนออกไซด์ 4 และไอออนออกไซด์ที่ประสานกันที่ 8 โพแทสเซียม
K 2 O เป็นออกไซด์พื้นฐานและทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับน้ำเพื่อผลิตโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์กัดกร่อน มันมีความบอบบางและดูดซับน้ำจากชั้นบรรยากาศทำให้เกิดปฏิกิริยารุนแรงนี้
โพแทสเซียมออกไซด์จะถูกออกซิไดซ์เป็นโพแทสเซียมเปอร์ออกไซด์ที่ 350 ° C ทำปฏิกิริยารุนแรงกับกรดเช่นกรดไฮโดรคลอริกเพื่อสร้างเกลือโพแทสเซียมตามปฏิกิริยา:
K 2 O + 2HCl → 2KCl + H 2 O
สารประกอบนี้ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนไดออกไซด์เพื่อสร้างโพแทสเซียมไนเตรตและไนไตรต์ที่อุณหภูมิระหว่าง 150 ถึง 200 ° C:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
โพแทสเซียมออกไซด์ทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำกับแอมโมเนียเพื่อสร้างเอไมด์และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ตามปฏิกิริยา:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C)
ปฏิกิริยาและอันตราย
โพแทสเซียมออกไซด์เป็นสารที่ไม่เสถียร สามารถออกซิไดซ์เป็นโพแทสเซียมออกไซด์เปอร์ออกไซด์หรือโพแทสเซียมแอซิดออกไซด์ (KHO) ได้ง่าย สารประกอบนี้ไม่ติดไฟ แต่ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงและคายความร้อนออกมากับน้ำเพื่อสร้างโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH)
สารละลายโพแทสเซียมออกไซด์ในน้ำเป็นเบสที่แข็งแรงทำปฏิกิริยากับกรดอย่างรุนแรงและมีฤทธิ์กัดกร่อน ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำที่ผลิตโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ โจมตีโลหะหลายชนิดเมื่ออยู่ในน้ำ (สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและอาชีวอนามัย, 2014)
สารนี้มีฤทธิ์กัดกร่อนดวงตาผิวหนังและทางเดินหายใจรวมทั้งเมื่อรับประทานเข้าไป การหายใจเอาละอองลอยเข้าไปอาจทำให้ปอดบวมได้ อาการบวมน้ำในปอดมักไม่ปรากฏเป็นเวลาสองสามชั่วโมงและจะรุนแรงขึ้นจากการออกแรงทางกายภาพ
ในกรณีที่เข้าตาให้ตรวจสอบว่าคุณใส่คอนแทคเลนส์หรือไม่และถอดออกทันที ควรล้างตาด้วยน้ำไหลอย่างน้อย 15 นาทีโดยเปิดเปลือกตา น้ำเย็นสามารถใช้ได้ ไม่ควรใช้ครีมบำรุงรอบดวงตา
หากสารเคมีสัมผัสกับเสื้อผ้าให้ถอดออกโดยเร็วที่สุดเพื่อป้องกันมือและร่างกายของคุณเอง วางเหยื่อไว้ใต้ฝักบัวนิรภัย
หากสารเคมีสะสมบนผิวหนังที่สัมผัสของเหยื่อเช่นมือผิวหนังที่ปนเปื้อนจะถูกล้างด้วยน้ำไหลและสบู่ที่ไม่ขัดสีอย่างระมัดระวัง น้ำเย็นสามารถใช้ได้ หากยังคงมีอาการระคายเคืองให้ไปพบแพทย์ ล้างเสื้อผ้าที่เปื้อนก่อนใช้อีกครั้ง
หากการสัมผัสกับผิวหนังรุนแรงควรล้างด้วยสบู่ฆ่าเชื้อและปิดผิวที่เปื้อนด้วยครีมต้านเชื้อแบคทีเรีย
ในกรณีที่หายใจเข้าไปผู้ป่วยควรได้รับการพักผ่อนในบริเวณที่มีอากาศถ่ายเทสะดวก หากการหายใจเข้ารุนแรงควรอพยพผู้ป่วยไปยังพื้นที่ปลอดภัยโดยเร็วที่สุด
คลายเสื้อผ้าที่คับเช่นปลอกคอเข็มขัดหรือเน็คไท หากผู้ป่วยหายใจได้ยากควรให้ออกซิเจน หากผู้ป่วยไม่หายใจให้ทำการช่วยชีวิตแบบปากต่อปาก
พึงระลึกไว้เสมอว่าอาจเป็นอันตรายสำหรับผู้ให้ความช่วยเหลือในการช่วยชีวิตแบบปากต่อปากเมื่อวัสดุที่หายใจเข้าไปเป็นพิษติดเชื้อหรือมีฤทธิ์กัดกร่อน
ในกรณีที่กลืนกินห้ามทำให้อาเจียน คลายเสื้อผ้าที่คับเช่นปลอกคอเสื้อเข็มขัดหรือเนคไท หากผู้ป่วยไม่หายใจให้ทำการช่วยชีวิตแบบปากต่อปาก ในทุกกรณีควรไปพบแพทย์ทันที (IPCS, SF)
การประยุกต์ใช้งาน
สูตรทางเคมี K 2 O (หรือเรียกง่ายๆว่า "K") ถูกใช้ในบริบททางอุตสาหกรรมหลายประการ ได้แก่ หมายเลข NPK สำหรับปุ๋ยในสูตรปูนซีเมนต์และในสูตรแก้ว
โพแทสเซียมออกไซด์มักไม่ได้ใช้โดยตรงในผลิตภัณฑ์เหล่านี้ แต่มีรายงานปริมาณโพแทสเซียมในรูปของ K 2 O ที่เทียบเท่ากับสารประกอบโพแทสเซียมทุกชนิดที่ใช้เช่นโพแทสเซียมคาร์บอเนต
โพแทสเซียมออกไซด์เป็นโพแทสเซียมประมาณ 83% ของน้ำหนักในขณะที่โพแทสเซียมคลอไรด์มีเพียง 52% โพแทสเซียมคลอไรด์ให้โพแทสเซียมน้อยกว่าโพแทสเซียมออกไซด์ในปริมาณที่เท่ากัน
ดังนั้นหากปุ๋ยมีโพแทสเซียมคลอไรด์ 30% โดยน้ำหนักค่าโพแทสเซียมมาตรฐานที่พิจารณาจากโพแทสเซียมออกไซด์จะอยู่ที่ 18.8% เท่านั้น ระหว่าง 10 ถึง 100 ตันต่อปีของสารนี้ผลิตและ / หรือนำเข้าในเขตเศรษฐกิจยุโรป
สารนี้ใช้ในสารเคมีในห้องปฏิบัติการปุ๋ยโพลีเมอร์และผลิตภัณฑ์อารักขาพืช K 2 O มีการใช้ในอุตสาหกรรมที่ส่งผลให้เกิดการผลิตสารอื่น (การใช้ผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง)
โพแทสเซียมออกไซด์ใช้ในด้านการผสมสูตรและ / หรือการบรรจุหีบห่อและการเกษตรการป่าไม้และการประมง สารนี้ใช้สำหรับการผลิตเคมีภัณฑ์ผลิตภัณฑ์พลาสติกและผลิตภัณฑ์จากแร่ (เช่นปูนปลาสเตอร์ปูนซีเมนต์)
การปลดปล่อยโพแทสเซียมออกไซด์สู่สิ่งแวดล้อมมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นจากการใช้ในอุตสาหกรรม: เป็นขั้นตอนกลางในการผลิตสารอื่น (การใช้สารตัวกลาง) การกำหนดของผสมเพื่อเป็นตัวช่วยในการแปรรูปและการขัดสีทางอุตสาหกรรมด้วยความเร็วต่ำ ปล่อยตัดกลึงหรือขัดโลหะ)
สามารถปลดปล่อยสารนี้ในสิ่งแวดล้อมเพิ่มเติมได้จากการใช้งานภายในอาคารเช่นน้ำยาซักเครื่อง / น้ำยาซักผ้าผลิตภัณฑ์ดูแลรถสีและสารเคลือบหรือกาวน้ำหอมและน้ำหอมปรับอากาศ
นอกจากนี้สำหรับการใช้งานภายในอาคารในระบบปิดที่มีการปลดปล่อยน้อยที่สุดเช่นน้ำยาทำความเย็นในตู้เย็นเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าที่ใช้น้ำมัน
โพแทสเซียมออกไซด์ใช้นอกอาคารในวัสดุที่มีอายุการใช้งานยาวนานและมีอัตราการปลดปล่อยต่ำเช่นโลหะไม้และพลาสติกและวัสดุก่อสร้าง
ในร่มใช้ในวัสดุที่มีอายุการใช้งานยาวนานและมีอัตราการปลดปล่อยต่ำเช่นเฟอร์นิเจอร์ของเล่นวัสดุก่อสร้างผ้าม่านรองเท้าผลิตภัณฑ์เครื่องหนังผลิตภัณฑ์กระดาษและกระดาษแข็งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
สารนี้สามารถพบได้ในผลิตภัณฑ์ที่มีหินปูนปลาสเตอร์ปูนซีเมนต์แก้วหรือวัสดุเซรามิก (เช่นจานหม้อ / กระทะภาชนะเก็บอาหารวัสดุก่อสร้างและฉนวนกันความร้อน) (European Chemical Agency, 2017)
โพแทสเซียมออกไซด์เป็นแหล่งโพแทสเซียมที่มีความเสถียรทางความร้อนและไม่ละลายน้ำสูงเหมาะสำหรับงานแก้วออปติคัลและเซรามิก สารประกอบออกไซด์ไม่นำไฟฟ้า
อย่างไรก็ตามออกไซด์ที่มีโครงสร้างบางชนิดของ perovskite เป็นตัวนำอิเล็กทรอนิกส์ที่พบการใช้งานในแคโทดของเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์แข็งและระบบสร้างออกซิเจน
เป็นสารประกอบที่มีไอออนออกซิเจนอย่างน้อยหนึ่งไอออนและไอออนบวกโลหะหนึ่งตัว มีความเสถียรสูงทำให้มีประโยชน์ในการผลิตโครงสร้างเซรามิกเช่นชามดินเผาหรือสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง
นอกจากนี้ยังใช้ในส่วนประกอบโครงสร้างที่มีน้ำหนักเบาในการบินและอวกาศและการใช้งานทางเคมีไฟฟ้าเช่นเซลล์เชื้อเพลิงที่มีการนำไอออนิก
สารประกอบโลหะออกไซด์เป็นแอนไฮไดรด์พื้นฐานดังนั้นจึงสามารถทำปฏิกิริยากับกรดและตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งในปฏิกิริยารีดอกซ์
อ้างอิง
- องค์ประกอบของชาวอเมริกัน (SF) โพแทสเซียมออกไซด์. กู้คืนจาก americanelements.com.
- EMBL-EBI (2559 19 กันยายน). โพแทสเซียมออกไซด์ กู้คืนจาก ChEBI: ebi.ac.uk.
- หน่วยงานเคมีของยุโรป (2560, 12 มกราคม). ไดโปตัสเซียมออกไซด์ กู้คืนจาก echa.europa.eu.
- (SF) โพแทสเซียมออกไซด์ กู้คืนจาก inchem.org.
- ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ . (2560 29 เมษายน). PubChem ฐานข้อมูลแบบผสม; CID = 9989219 กู้คืนจาก pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและอาชีวอนามัย. (2557, 1 กรกฎาคม). โพแทสเซียมออกไซด์ กู้คืนจาก cdc.gov.
- โพแทสเซียมออกไซด์ K2O (SF) กู้คืนจาก allreactions.com.
- ราชสมาคมเคมี. (2015) โพแทสเซียมออกซิโดโพแทสเซียม กู้คืนจาก chemspider.com.