Struktura siarczanu potasu (K2SO4), właściwości, zastosowania, synteza

On siarczan potasu Jest to nieorganiczna lub bezbarwna sól nieorganiczna, której wzór chemiczny wynosi k₂południowy zachód₄. Było już znane w XIV wieku, nazywane w XVII wieku jako sól duplicatum, ponieważ jest to połączenie soli kwasowej i soli alkalicznej.

Siarczan potasu jest mineralny w Arcanita, ale jego prezentacja w soli stasfurtowej jest bardziej powszechna. Są to gotowanie siarczanów potasowych, magnezu, wapnia i sodu, obserwowalne w minerałach, takich jak Leonita i Polyhalita.

Strukturalny wzór siarczanu potasu. Źródło: Kemikungen [domena publiczna]

Siarczan potasu jest nieco toksyczną sól i powoduje jedynie kontakt z oczami, dróg oddechowych lub przewodu pokarmowego. Nie ma dowodów na działanie rakotwórcze lub mutagenne.

Siarczan potasu jest stosowany jako nawóz, szczególnie w uprawach podatnych na chlorki; Tak jest w przypadku tytoniu i ziemniaków. Związek zapewnia potas, jeden z trzech głównych składników odżywczych roślin i siarka, która jest obecna w jego białkach.

[TOC]

Struktura

Fazy ​​krystaliczne

Krystaliczna struktura siarczanu potasu. Źródło: Ra'ike (Wikipedia) [CC0]

Pierwszy obraz pokazał strukturalny wzór siarczanu potasu. Dla każdego anionu₄^2-, geometrii czworościennej, istnieją dwa katacje k⁺, które mogą być reprezentowane przez fioletowe kule (obraz doskonały).

Więc powyżej masz strukturę krystaliczną ortorrombiec k₂południowy zachód₄, Z SOS₄^2- reprezentowane przez żółte i czerwone kulki; Podczas gdy K katcje⁺, Już powiedział, że są fioletowymi kulami (trochę wzmocnionymi).

Ta reprezentacja może powodować zamieszanie, jeśli uważa się, że słupki naprawdę odpowiadają linkom koordynacyjnym. Wskazują raczej, co Ion oddziałuje bezpośrednio lub ściśle z innym wokół niego. Dlatego każdy tlen „łączy się” z pięcioma k⁺ (ALBO₃południowy zachód^2-- K⁺), A one z kolei z dziesięcioma tlenem z innych otaczających siarczanów anionów.

Istnieje wówczas nieco „rzadka” sfera koordynacyjna dla potasu w K₂południowy zachód₄:

Kula koordynacyjna dla jonów potasowych w ich soli siarczanowej. Źródło: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)]

Ta krystaliczna struktura odpowiada polimorfowi β-K₂południowy zachód₄. Po podgrzaniu do 583 ° C, przejście do fazy α-K₂południowy zachód₄, który jest sześciokątny.

Plątaninę jonową

Z pewnością struktura k₂południowy zachód₄ Jest to niezwykle skomplikowane w przypadku nieorganicznej soli. Jego jony są ustawione, tworząc rodzaj bezsensownej plątaniny, a na pierwszy rzut oka pozbawiony okresowości.

Może ci podać: azotan wapnia (CA (NO3) 2)

Ci, którzy są poświęcone krystalografii, mogą rozwiązać wspomniane plątanina bardziej odpowiednio i opisowo, obserwując ją z trzech osi przestrzeni.

Zauważ, że jego splątana struktura może wyjaśnić, dlaczego k₂południowy zachód₄ Nie tworzy hydratów: cząsteczki h₂Lub mają sposób, w jaki przeniknie sieć krystaliczna do nawadniania kationów potasowych.

Ponadto, przy tak wielu interakcjach pokrytych plątaniną jonów, oczekuje się, że wspomniana sieć krystaliczna ma wystarczającą stabilność przed ciepłem; I tak się dzieje, ponieważ punkt topnienia k₂południowy zachód₄ Ma 1069 ° C, co pokazuje, że jego jony są silnie spójne.

Fizyczne i chemiczne właściwości

Wygląd siarczanu potasu

Nazwy

-Siarczan potasu

-Siarczan potassów

-Arcanita

-Siarka potass

Masa cząsteczkowa

174 259 g/mol

Wygląd fizyczny

Solidne białe kryształy, granulki lub kurz, toalety i gorzki smak.

Gęstość

2,66 g/cm³

Temperatura topnienia

1.069 ºC

Punkt wrzenia

1.689 ° C

Rozpuszczalność wody

111 g/l w 20 ° C

120 g/l A 25 ºC

240 g/l A 100 ºC

Rozpuszczalność w wodzie maleje z powodu obecności chlorku potasu, KCl lub siarczanu amonu (NH₄)₂południowy zachód₄, Z powodu wspólnego efektu jonu.

Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych

Lekko rozpuszczalny w glicerolu, ale nierozpuszczalny w acetonu i siarczku węgla.

Wskaźnik refrakcji (ND)

1495

Reaktywność

Siarczan potasu może reagować z kwasem siarkowym, zakwaszając, tworząc nietopek potasowy (khso₄). Można go zmniejszyć do wysokich temperatur do siarku potasowego (k₂S).

Synteza

Pierwsza metoda

Siarczan potasu jest syntetyzowany przez reakcję chlorku potasu kwasem siarkowym. Synteza siarczanu potasu występuje w dwóch etapach. Pierwszy krok dotyczy tworzenia się bisulfate potasu.

Jest to reakcja egzotermiczna, ponieważ uwalnia ciepło, a zatem nie wymaga zewnętrznego zasilania ciepła. Reakcja odbywa się w temperaturze pokojowej.

Kcl +H₂południowy zachód₄  => Hcl +khso₄

Drugim etapem reakcji jest endotermiczny, to znaczy, że wymaga ona zasilania ciepła, aby mogła się wystąpić.

Kcl +khso₄  => Hcl +k₂południowy zachód₄

Druga metoda

Siarczan potasu można zsyntetyzować przez reakcję neutralizacji kwasu siarkowego z zasadą, wodorotlenkiem potasu:

H₂południowy zachód₄  +   2 Koh => k₂południowy zachód₄   +   2 godz₂ALBO

Trzecia metoda

Siarczan potasu jest wytwarzany przez reakcję dwutlenku siarki, tlenu, potasu i chlorku wodnego.

Może ci służyć: określone właściwości materii: co to jest i przykłady

Czwarta metoda

Siarczan potasu występuje przez ekstrakcję siarczanu potasu obecnego w solance basenu pętli nur, Chiny. Siarczan potasu jest oddzielony od nierozpuszczalnych składników solanki przez dodanie kwasu w Trypoliphusu sodu / fosforanu mocznika.

Związek ten zwiększa różnicę między rozpuszczalnością siarczanu potasu a rozpuszczalnością innych mniej rozpuszczalnych związków, osiągając, zgodnie z twórcami metody, 100 % czysty siarczan potasu. W ścisłym sensie nie jest to metoda syntezy, ale jest to nowa metoda ekstrakcji.

Aplikacje

Nawóz

Siarczan potasu jest stosowany w uprawach tytoniu. Źródło: Pxhere.

Zastosowanie siarczanu potasu jako nawozu jest jego głównym zastosowaniem. W tym celu wykorzystywane jest 90% całkowitej produkcji. Jego stosowanie jest preferowane od chlorku potasu w uprawach wrażliwych na obecność chlorku w glebie; Na przykład tytoń.

Siarczan potasu ma 40-44% zawartość potasu, podczas gdy jego stężenie siarki stanowi 17-18% związku. Potas jest niezbędny do wykonywania wielu istotnych funkcji dla roślin, ponieważ aktywuje reakcje enzymatyczne, syntezę białek, tworzenie się skrobi itp.

Ponadto potas interweniuje w regulacji przepływu wody w liściach. Siarka jest niezbędna do syntezy białek, ponieważ jest obecna w aminokwasach, które ją posiadają; Tak jest w przypadku metaoniny, cysteiny i cystyny, a także interweniuje w reakcjach enzymatycznych.

Nawet siarczan potasu jest używany przez zraszaczy na cząstkach siarczanu potasu mniejszych niż 0,015 mm.

Użycie przemysłowe i jako surowce

Surowy siarczan potasu jest stosowany do produkcji szkła i do produkcji aluminium potasu i węglanu. Jest stosowany jako odczynnik w produkcji kosmetyków. Jest używany do produkcji piwa jako korekcyjnego środka wodnego.

Medycyna

Służy do skorygowania poważnego spadku stężenia potasu w osoczu (hipokalemia), produktu nadmiernego stosowania leków moczopędnych, które zwiększają wydalanie moczu potasu.

Potas jest głównym jonem wewnątrzkomórkowym komórek pobudliwych, w tym sercowych. Tak więc poważny spadek potasu w osoczu upośledza funkcjonalizm serca, konieczność natychmiastowego skorygowania.

Siarczan potasu ma działanie kathartyczne, to znaczy sprzyja wydaleniu odchodu okrężnicy. Z tego powodu do wyczyszczenia kału stosuje się mieszankę siarczanów potasu, magnezu i sodu, co pozwala na lepszą wizualizację okrężnicy przez lekarza.

Może Ci służyć: wodorotlenek kadmu (CD (OH) 2)

Weterynarz

Siarczan potasu zastosowano w celu zmniejszenia zapotrzebowania metody w karmieniu drobiu. Obecność 0,1 % siarczanu potasu w żywności z kurami, wiąże się z 5 % wzrostem produkcji jaj.

Smak jedzenia

Jest to środek aromatyzujący, który nadaje jedzeniu gorzki i soli fizjologicznej, który jest w niektórych z nich pożądany. Ponadto zauważa się, że siarczan potasu jest obdarzony czterema podstawowymi smakami: słodycz, gorycz, kwasowość i zasolenie.

Zasolenie, kwasowość i gorycz rosną wraz z stężeniem siarczanu potasu, podczas gdy słodycz zmniejsza się.

Inne zastosowania

Siarczan potasu jest stosowany jako pirotechnik. Jest używany jako reduktor lampowy w mnóstwie pędników artyleryjskich.

Ponadto jest stosowany jako środek, który zwiększa lepkość w produktach kosmetycznych, takich jak kremy do twarzy.

Ryzyko

Siarczan potasu jest nieco toksycznym związkiem i bardzo niską śmiertelnością. LD50 dla dawki doustnej u myszy wynosi 6.600 mg / kg masy zwierząt, co wskazuje, że wymagana jest wysoka dawka do wytworzenia śmierci myszy. Ta sama wartość LD50 przedstawiono u szczurów.

W oczach, dzięki kontaktowi siarczan potasu może powodować podrażnienie mechaniczne. W skórze siarczan potasu powoduje niewielkie uszkodzenie postępowania przemysłowego.

Przez spożycie siarczan potasu może powodować podrażnienie przewodu pokarmowego nudności, wymioty i biegunki. I wreszcie, wdychanie pyłu siarczanu potasu powoduje podrażnienie w dróg oddechowych.

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Siarczan potasu. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. National Center for Biotechnology Information. (2019). Siarczan potasu. Baza danych Pubchem. CID = 24507. Odzyskane z: Pubchem.NCBI.NLM.Nih.Gov
4. Brian Clegg. (5 lipca 2018 r.). Siarczan potasu. Royal Society of Chemistry. Odzyskane z: ChemistryWorld.com
5. Marie T. Averbuch-Puchot, a. Durif. (1996). Tematy w chemii fosforanowej. Światowe naukowe. Odzyskane z: książki.Google.współ.Iść
6. Książka chemiczna. (2017). Siarczan potasu. Odzyskany z: chemicalbook.com
7. Shoujiang l. i in. (2019). Oczyszczanie i szybkie rozpuszczanie siarczanu potasu w roztworach wodnych. Doi: 10.1039/C8RA08284G
8. Bank narkotykowy. (2019). Siarczan potasu. Wyjazd z: Banku Drug.AC
9. Firma Mosaic. (2019). Siarczan potasu. Odżywianie upraw. Odzyskane z: cropnutrition.com
10. Narkotyki. (2018). Siarczan sodu, siarczan potasu i siarczan magnezu (doustny). Odzyskane z: narkotyki.com