- estructura
- fases cristal·lines
- Embolic de ions
- Propietats físiques i químiques
- noms
- massa molar
- aparença física
- densitat
- Punt de fusió
- Punt d'ebullició
- Solubilitat en aigua
- Solubilitat en solvents orgànics
- Índex de refracció (nd)
- reactivitat
- síntesi
- primer mètode
- segon mètode
- tercer mètode
- quart mètode
- usos
- fertilitzant
- Ús industrial i com a matèria primera
- Medicina
- veterinària
- Saboritzant d'aliments
- altres usos
- Riscos
- referències
El sulfat de potassi és una sal inorgànica de color blanc o incolor la fórmula química és K 2 SO 4. Ja era coneguda al segle XIV, denominant al segle XVII com a sal duplicatum, ja que és una combinació d'una sal àcida i una sal alcalina.
El sulfat de potassi es troba en forma mineral a la arcanita, però és més comú la seva presentació en les anomenades sals de Stassfurt. Aquestes són cocristalizaciones de sulfats de potassi, magnesi, calci i sodi, observables en minerals com la leonita i la polihalita.
Fórmula estructural de l'sulfat de potassi. Font: Kemikungen
El sulfat de potassi és una sal poc tòxica i només produeix irritacions per contacte amb els ulls, el tracte respiratori o el tracte digestiu. No hi ha evidència d'una acció carcinogènica o mutagènica.
El sulfat de potassi s'usa com a fertilitzant, especialment en els cultius que són susceptibles als clorurs; tal és el cas de l'tabac i la papa o patata. El compost aporta potassi, un dels tres nutrients principals de les plantes, i sofre, el qual està present en les seves proteïnes.
estructura
fases cristal·lines
Estructura cristal·lina embullada de l'sulfat de potassi. Font: Ra'ike (Wikipedia)
A la primera imatge es va mostrar la fórmula estructural de l'sulfat de potassi. Per cada anió SO 4 2-, de geometria tetraèdrica, hi ha dos cations K +, els quals poden ser representats per esferes morades (imatge superior).
Així doncs amunt es té l'estructura cristal·lina ortorrómbica de l'K 2 SO 4, amb els anions SO 4 2- representats per esferes grogues i vermelles; mentre que els cations K +, ja dit, són les esferes morades (una mica enrobustides).
Aquesta representació pot ocasionar confusió si es pensa que realment les barres corresponen a enllaços de coordinació. Més aviat, indiquen què ió interacciona directament o properament amb un altre del seu voltant. És per això que cada oxigen es "connecta" amb cinc K + (O 3 SO 2- - K +), i aquests al seu torn amb deu oxígens d'altres anions sulfats circumdants.
Es té llavors una esfera coordinació alguna cosa "rara" per al potassi en el K 2 SO 4:
Esfera de coordinació per als ions potassi en la seva sal de sulfat. Font: Smokefoot
Aquesta estructura cristal·lina correspon a l'polimorf β-K 2 SO 4. Quan s'escalfa fins als 583 ºC, ocorre una transició a la fase α-K 2 SO 4, la qual és hexagonal.
Embolic de ions
Certament l'estructura de l'K 2 SO 4 és inusualment complicada per a una sal inorgànica. Els seus ions es troben posicionats formant una mena de garbuix sense sentit i, a simple vista, sense periodicitat.
Els qui es dediquen a la cristal·lografia poden abordar aquesta embull de manera més apropiada i descriptiva, observant-des dels tres eixos espacials.
Cal notar que la seva estructura embullada podria explicar per què el K 2 SO 4 no forma hidrats: les molècules H 2 O no tenen com penetrar la xarxa cristal·lina per hidratar els cations de potassi.
Així mateix, amb tantes interaccions abastades en l'embolic d'ions, és d'esperar que aquesta xarxa cristal·lina tingui força estabilitat enfront de la calor; i de fet així passa, ja que el punt de fusió de l'K 2 SO 4 és 1,069 ºC, la qual cosa demostra que els seus ions es troben fortament cohesionats.
Propietats físiques i químiques
Aparença de l'sulfat de potassi
noms
-Sulfato de potassi
-Sulfato de potassa
-Arcanita
-Potasa de sulfur
massa molar
174,259 g / mol
aparença física
Sòlid de vidres, grànuls o pols blancs, inodors i de sabor amarg.
densitat
2,66 g / cm 3
Punt de fusió
1.069 ºC
Punt d'ebullició
1.689 ºC
Solubilitat en aigua
111 g / L a 20 ºC
120 g / L a 25 ºC
240 g / L a 100 ºC
La solubilitat en l'aigua decreix per la presència de l'clorur de potassi, KCl o sulfat d'amoni, (NH 4) 2 SO 4, a causa de l'efecte de l'ió comú.
Solubilitat en solvents orgànics
Lleugerament soluble en glicerol, però insoluble en acetona i sulfur de carboni.
Índex de refracció (nd)
1,495
reactivitat
El sulfat de potassi pot reaccionar amb l'àcid sulfúric, acidificándose per formar el bisulfat de potassi (KHSO 4). Pot ser reduït a altes temperatures a sulfur de potassi (K 2 S).
síntesi
primer mètode
El sulfat de potassi es sintetitza mitjançant la reacció de l'clorur de potassi amb l'àcid sulfúric. La síntesi de l'sulfat de potassi ocorre en dos passos. El primer pas embolica la formació de bisulfat de potassi.
Aquesta és una reacció exotèrmica, ja que allibera calor i, per tant, no requereix de el subministrament de calor extern. La reacció es realitza a la temperatura ambient.
KCl + H 2 SO 4 => HCl + KHSO 4
El segon pas de la reacció és endotèrmic, és a dir, que requereix de el subministrament de calor perquè pugui produir-se.
KCl + KHSO 4 => HCl + K 2 SO 4
segon mètode
Es pot sintetitzar sulfat de potassi mitjançant la reacció de neutralització de l'àcid sulfúric amb una base, l'hidròxid de potassi:
H 2 SO 4 + 2 KOH => K 2 SO 4 + 2 H 2 O
tercer mètode
Es produeix sulfat de potassi per la reacció de l'diòxid de sofre, oxigen, clorur de potassi i aigua.
quart mètode
Es produeix sulfat de potassi mitjançant l'extracció de l'sulfat de potassi present en una salmorra de la conca de Loop Nur, Xina. El sulfat de potassi es separa dels components insolubles de la salmorra mitjançant l'addició d'el compost acidificant tripolifosfato sòdic / fosfat d'urea.
Aquest compost augmenta la diferència entre la solubilitat de l'sulfat de potassi i la solubilitat dels altres compostos menys solubles, aconseguint-se, segons el creadors de l'mètode, un sulfat de potassi 100% pur. En sentit estricte no és un mètode de síntesi, però és un mètode d'extracció nou.
usos
fertilitzant
El sulfat de potassi s'utilitza en els cultius de tabac. Font: Pxhere.
L'ús de l'sulfat de potassi com a fertilitzant és la seva principal aplicació. El 90% de la producció total s'usa per a aquest propòsit. La seva ocupació es prefereix a el de el clorur de potassi en aquells cultius que són sensibles a la presència de l'clorur a terra; ara el de tabac.
El sulfat de potassi té un contingut de potassi de l'40-44%, mentre la seva concentració de sofre representa el 17-18% de l'compost. El potassi és necessari per a realitzar moltes funcions essencials per a les plantes, ja que activa reaccions enzimàtiques, síntesi de proteïnes, formació de l'midó, etc.
A més, el potassi intervé en la regulació de l'flux de l'aigua a les fulles. El sofre és necessari per a la síntesi de proteïnes, ja que està present en aminoàcids que el posseeixen; tal és el cas de la metionina, la cisteïna i la cistina, i també intervé en reaccions enzimàtiques.
Fins i tot, el sulfat de potassi s'usa per aspersió sobre els fulls en partícules de sulfat de potassi més petites que 0,015 mm.
Ús industrial i com a matèria primera
El sulfat de potassi cru s'utilitza en la fabricació de el vidre i en la manufacturació de l'alum i carbonat de potassi. S'usa com a reactiu en la fabricació de cosmètics. S'utilitza en la fabricació de la cervesa com a agent correctiu de l'aigua.
Medicina
S'empra per corregir una disminució severa en la concentració plasmàtica de potassi (hipokalemia), producte d'un ús excessiu de diürètics que augmentin l'excreció urinària de potassi.
El potassi és el principal ió intracel·lular de les cèl·lules excitables, entre elles les cardíaques. Pel que una disminució severa de l'potassi en el plasma compromet el funcionalisme cardíac, havent corregir immediatament.
El sulfat de potassi té una acció catàrtica, és a dir, afavoreix l'expulsió de la femta de l'còlon. Per aquesta raó es fa servir una barreja dels sulfats de potassi, magnesi i sodi per aclarir el còlon d'excrements abans de realitzar una colonoscòpia, la qual cosa permet una millor visualització de l'còlon pel metge.
veterinària
S'ha emprat el sulfat de potassi per disminuir el requeriment de la metionina en l'alimentació de les aus de corral. La presència d'un 0,1% de sulfat de potassi en els aliments de les gallines ponedores, està associada amb un increment de l'5% en la producció d'ous.
Saboritzant d'aliments
És un agent saboritzant que li confereix als aliments un gust amarg i salí que és desitjable en alguns d'ells. A més, s'assenyala que el sulfat de potassi està dotat dels quatre sabors bàsics: dolçor, amargor, acidesa i salinitat.
La salinitat, l'acidesa i l'amargor augmenten amb la concentració de l'sulfat de potassi, mentre la dolçor disminueix.
altres usos
El sulfat de potassi es fa servir com un pirotècnic, en combinació amb nitrat de potassi, per generar una flama de color porpra. S'utilitza com a reductor de flaix en les càrregues dels propulsors d'artilleria.
A més, s'empra com un agent que incrementa la viscositat en productes cosmètics com les cremes facials.
Riscos
El sulfat de potassi és un compost poc tòxic i de molt baixa letalitat. El LD50 per a la dosi oral en els ratolins és de 6.600 mg / kg de pes de l'animal, la qual cosa indica que es requereix d'una dosi alta per produir la mort de l'ratolí. El mateix valor de LD50 es presenta a les rates.
En els ulls, per contacte, el sulfat de potassi pot produir una irritació mecànica. A la pell, el sulfat de potassi provoca poc dany per al maneig industrial que es fa d'ell.
Per ingestió, el sulfat de potassi pot ocasionar irritació gastrointestinal amb nàusea, vòmit i diarrea. I finalment, la inhalació de la pols de sulfat de potassi causa irritació en el tracte respiratori.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Potassium sulfate. Recuperat de: en.wikipedia.org
- National Center for Biotechnology Information. (2019). Potassium sulfate. PubChem Database. CID = 24.507. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Brian Clegg. (05 de juliol del 2018). Potassium sulfate. Royal Society of Chemistry. Recuperat de: chemistryworld.com
- Marie T. Averbuch-Pouchot, A. Durif. (1996). Topics in Phosphate Chemistry. World Scientific. Recuperat de: books.google.co.ve
- Chemical Book. (2017). Potassium sulfate. Recuperat de: chemicalbook.com
- Shoujiang L. et al. (2019). Purification and rapid Dissolution of potassium sulfate in aqueous solutions. DOI: 10.1039 / C8RA08284G
- DrugBank. (2019). Potassium sulfate. Recuperat de: drugbank.ca
- The Mosaic Company. (2019). Potassium sulfate. Crop Nutrition. Recuperat de: cropnutrition.com
- Drugs. (2018). Sodium sulfate, potassium sulfate, and magnesium sulfate (Oral). Recuperat de: drugs.com