Die Kaliumoxid , auch Kaliumoxid ist ein ionisches Salz und Kalium - Sauerstoff mit genannt der Formel K 2 O. Seine Struktur dargestellt ist in Figur 1 (EMBL-EBI, 2016).
K 2 O ist das einfachste Kaliumoxid, es ist eine hochreaktive Verbindung und wird selten gefunden. Einige kommerzielle Materialien wie Düngemittel und Zemente werden unter der Annahme des Prozentsatzes der Zusammensetzung getestet, der dem Gemisch der chemischen Verbindungen K 2 O entsprechen würde.
Abbildung 1: Struktur von Kaliumoxid.
Kaliumoxid wird aus Kaliumhydroxid (Kalilauge) und metallischem Kalium bei 450 ° C hergestellt, wobei molekularer Wasserstoff (POTASSIUMOXID K2O, SF) gemäß der folgenden Gleichung erzeugt wird:
2K + 2KOH * 2K 2 O + H 2 (450 ° C).
Es wird auch durch Reduzieren von Kaliumperoxid gemäß der Reaktion erhalten:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° C).
Ein anderes Verfahren zur Gewinnung von Kaliumoxid ist das Erhitzen des Kaliumcarbonats auf hohe Temperaturen, wie durch die folgende Reaktion angezeigt:
K 2 CO 3 ≤ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C).
Der Hauptweg, um Kaliumoxid zu erhalten, ist jedoch das Erhitzen von Kaliumnitrat, wobei molekularer Stickstoff erhalten wird, wie durch die folgende Reaktion angezeigt:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
Physikalische und chemische Eigenschaften
Kaliumoxid sind gelbliche tetraedrische Kristalle ohne charakteristisches Aroma (National Center for Biotechnology Information., 2017). Sein Aussehen ist in Abbildung 2 dargestellt (amerikanische Elemente, SF).
Abbildung 2: Erscheinungsbild von Kaliumoxid.
Die Verbindung hat ein Molekulargewicht von 94,2 g / mol und eine Dichte von 2,13 g / ml bei 24 ° C. Es hat einen Schmelzpunkt von 740 ° C, obwohl es sich bei 300 ° C zu zersetzen beginnt (Royal Society of Chemistry, 2015).
Die Verbindung ist hitzebeständig und in Ethanol und Ether löslich. K 2 O kristallisiert in der Antifluoritstruktur. Aus diesem Grund sind die Positionen der Anionen und Kationen relativ zu ihren Positionen in CaF 2 umgekehrt , wobei Kaliumionen an 4 Oxidionen und Oxidionen an 8 Kalium koordiniert sind.
K 2 O ist ein basisches Oxid und reagiert heftig mit Wasser unter Bildung von ätzendem Kaliumhydroxid. Es zerfließt und absorbiert Wasser aus der Atmosphäre, wodurch diese heftige Reaktion ausgelöst wird.
Kaliumoxid wird bei 350 ° C reversibel zu Kaliumperoxid oxidiert, es reagiert heftig mit Säuren wie Salzsäure unter Bildung von Kaliumsalzen gemäß der Reaktion:
K 2 O + 2HCl → 2KCl + H 2 O.
Die Verbindung reagiert mit Stickstoffdioxid unter Bildung von Kaliumnitrat und -nitrit bei Temperaturen zwischen 150 und 200 ° C:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
Kaliumoxid reagiert bei niedrigen Temperaturen mit Ammoniak unter Bildung von Amiden und Kaliumhydroxid gemäß der Reaktion:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C).
Reaktivität und Gefahren
Kaliumoxid ist eine instabile Substanz. Es wird leicht zu anderen Kaliumoxiden, Peroxid oder Kaliumsäureoxid (KHO) oxidiert. Die Verbindung ist nicht brennbar, reagiert jedoch heftig und exotherm mit Wasser unter Bildung von Kaliumhydroxid (KOH).
Die Lösung von Kaliumoxid in Wasser ist eine starke Base, sie reagiert heftig mit Säure und ist ätzend. Reagiert heftig mit Wasser und produziert Kaliumhydroxid. Greift viele Metalle in Gegenwart von Wasser an (Nationales Institut für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz, 2014).
Die Substanz wirkt ätzend auf Augen, Haut und Atemwege sowie bei Verschlucken. Das Einatmen von Aerosol kann zu Lungenödemen führen. Die Symptome eines Lungenödems treten oft erst nach einigen Stunden auf und werden durch körperliche Anstrengung verschlimmert.
Überprüfen Sie bei Kontakt mit den Augen, ob Sie Kontaktlinsen tragen, und entfernen Sie diese sofort. Die Augen sollten bei geöffneten Augenlidern mindestens 15 Minuten lang mit fließendem Wasser gespült werden. Kaltes Wasser kann verwendet werden. Augensalbe sollte nicht verwendet werden.
Wenn die Chemikalie mit Kleidung in Kontakt kommt, entfernen Sie sie so schnell wie möglich, um Ihre eigenen Hände und Ihren Körper zu schützen. Stellen Sie das Opfer unter eine Sicherheitsdusche.
Wenn sich die Chemikalie auf der exponierten Haut des Opfers wie den Händen ansammelt, wird die kontaminierte Haut vorsichtig und sorgfältig mit fließendem Wasser und nicht abrasiver Seife gewaschen. Kaltes Wasser kann verwendet werden. Bei anhaltender Reizung einen Arzt aufsuchen. Waschen Sie die kontaminierte Kleidung, bevor Sie sie erneut verwenden.
Bei starkem Hautkontakt sollte diese mit einer Desinfektionsseife gewaschen und die kontaminierte Haut mit einer antibakteriellen Creme abgedeckt werden.
Im Falle des Einatmens sollte das Opfer in einem gut belüfteten Bereich ruhen dürfen. Bei schwerer Inhalation sollte das Opfer so bald wie möglich an einen sicheren Ort evakuiert werden.
Lösen Sie enge Kleidung wie Kragen, Gürtel oder Krawatte. Wenn das Opfer schwer atmen kann, sollte Sauerstoff verabreicht werden. Wenn das Opfer nicht atmet, wird eine Mund-zu-Mund-Beatmung durchgeführt.
Denken Sie immer daran, dass es für die Person, die Hilfe leistet, gefährlich sein kann, eine Mund-zu-Mund-Beatmung durchzuführen, wenn das eingeatmete Material giftig, infektiös oder ätzend ist.
Bei Verschlucken kein Erbrechen herbeiführen. Lösen Sie enge Kleidung wie Hemdkragen, Gürtel oder Krawatten. Wenn das Opfer nicht atmet, führen Sie eine Mund-zu-Mund-Beatmung durch. In allen Fällen sollte sofort ein Arzt aufgesucht werden (IPCS, SF).
Anwendungen
Die chemische Formel K 2 O (oder einfach "K") wird in verschiedenen industriellen Zusammenhängen verwendet: NPK-Zahlen für Düngemittel, in Zementformeln und in Glasformeln.
Kaliumoxid wird oft nicht direkt in diesen Produkten verwendet, aber die Menge an Kalium wird als K 2 O- Äquivalente für jede Art von verwendeten Kaliumverbindungen wie Kaliumcarbonat angegeben.
Kaliumoxid macht etwa 83 Gew .-% Kalium aus, während Kaliumchlorid nur 52 Gew .-% beträgt. Kaliumchlorid liefert weniger Kalium als eine gleiche Menge Kaliumoxid.
Wenn ein Dünger 30 Gew .-% Kaliumchlorid enthält, beträgt sein Standardkaliumwert, bezogen auf Kaliumoxid, nur 18,8 Gew .-%. Zwischen 10 und 100 Tonnen dieses Stoffes pro Jahr werden hergestellt und / oder in den Europäischen Wirtschaftsraum importiert.
Diese Substanz wird in Laborchemikalien, Düngemitteln, Polymeren und Pflanzenschutzmitteln verwendet. K 2 O hat eine industrielle Verwendung, die zur Herstellung eines anderen Stoffes führt (Verwendung von Zwischenprodukten).
Kaliumoxid wird in den Bereichen Mischformulierung und / oder Umverpackung sowie Land- und Forstwirtschaft und Fischerei eingesetzt. Dieser Stoff wird zur Herstellung von Chemikalien, Kunststoffprodukten und Mineralprodukten (z. B. Gips, Zement) verwendet.
Die Freisetzung von Kaliumoxid in die Umwelt erfolgt wahrscheinlich durch industrielle Verwendung: als Zwischenschritt bei der Herstellung eines anderen Stoffes (Verwendung von Zwischenprodukten), Formulierung von Gemischen, als Verarbeitungshilfe und industrielle Verarbeitung von Abrieb mit niedriger Geschwindigkeit Metall freigeben, schneiden, bearbeiten oder polieren).
Eine weitere Freisetzung dieses Stoffes in die Umwelt ist bei Verwendung in Innenräumen möglich, z. B. bei Maschinenwasch- / Waschmittelflüssigkeiten, Autopflegeprodukten, Farben und Beschichtungen oder Klebstoffen, Duftstoffen und Lufterfrischern.
Auch für den Innenbereich in geschlossenen Systemen mit minimaler Freisetzung wie Kühlflüssigkeiten in Kühlschränken und elektrischen Heizgeräten auf Ölbasis.
Kaliumoxid wird im Freien in langlebigen Materialien mit geringen Freisetzungsraten verwendet, z. B. Bau- und Baumaterialien aus Metall, Holz und Kunststoff.
In Innenräumen wird es in langlebigen Materialien mit geringer Freisetzungsrate wie Möbeln, Spielzeug, Baumaterialien, Vorhängen, Schuhen, Lederprodukten, Papier- und Kartonprodukten sowie elektronischen Geräten verwendet.
Dieser Stoff ist in Produkten mit Stein, Gips, Zement, Glas oder Keramik enthalten (z. B. Geschirr, Töpfe / Pfannen, Vorratsbehälter für Lebensmittel, Baumaterial und Isolierung) (Europäische Chemikalienagentur, 2017).
Kaliumoxid ist eine thermisch stabile, hochunlösliche Kaliumquelle, die für Glas-, optische und keramische Anwendungen geeignet ist. Oxidverbindungen leiten keinen Strom.
Bestimmte strukturierte Perowskitoxide sind jedoch elektronische Leiter, die in der Kathode von Festoxidbrennstoffzellen und Sauerstofferzeugungssystemen Anwendung finden.
Sie sind Verbindungen, die mindestens ein Sauerstoffanion und ein Metallkation enthalten. Sie sind extrem stabil und eignen sich daher zur Herstellung von Keramikstrukturen wie Tonschalen oder für fortschrittliche Elektronik.
Es wird auch in leichten Bauteilen in der Luft- und Raumfahrt sowie in elektrochemischen Anwendungen wie Brennstoffzellen verwendet, wo sie Ionenleitfähigkeit aufweisen.
Metalloxidverbindungen sind basische Anhydride und können daher bei Redoxreaktionen mit Säuren und starken Reduktionsmitteln reagieren.
Verweise
- Amerikanische Elemente. (SF). Kaliumoxid. Von americanelements.com wiederhergestellt.
- EMBL-EBI. (2016, 19. September). Kaliumoxid. Von ChEBI wiederhergestellt: ebi.ac.uk.
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- (SF). POTASSIUMOXID. Von inchem.org wiederhergestellt.
- Nationales Zentrum für Informationen zur Biotechnologie. . (2017, 29. April). PubChem Compound Database; CID = 9989219. Von pubchem.ncbi.nlm.nih.gov wiederhergestellt.
- Nationales Institut für Arbeitssicherheit und Gesundheit. (2014, 1. Juli). POTASSIUMOXID. Von cdc.gov wiederhergestellt.
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- Royal Society of Chemistry. (2015). Kaliumoxidkalium. Von chemspider.com wiederhergestellt.