POTASYUM SÜLFAT (K2SO4): YAPISI, ÖZELLIKLERI, KULLANIMLARI, SENTEZI - KIMYA - 2025

Potasyum sülfat , kimyasal formül K ile bir inorganik tuzu, beyaz veya renksiz ₂ SO ₄ . Zaten on dördüncü yüzyılda biliniyordu ve on yedinci yüzyılda bir asit tuzu ve bir alkali tuzun bir kombinasyonu olduğu için tuz duplicatum olarak adlandırılıyordu.

Potasyum sülfat, arkanitte mineral formunda bulunur, ancak sözde Stassfurt tuzlarında sunumu daha yaygındır. Bunlar leonit ve polihalit gibi minerallerde gözlenebilen potasyum, magnezyum, kalsiyum ve sodyum sülfatların birlikte kristalleşmeleridir.

Potasyum sülfatın yapısal formülü. Kaynak: Kemikungen

Potasyum sülfat düşük toksik bir tuzdur ve yalnızca gözlerle, solunum yollarıyla veya sindirim sistemiyle temas ettiğinde tahrişe neden olur. Kanserojen veya mutajenik bir etkiye dair kanıt yoktur.

Potasyum sülfat, özellikle klorürlere duyarlı olan mahsullerde gübre olarak kullanılır; tütün ve patates için durum böyledir. Bileşik, bitkilerdeki üç ana besleyiciden biri olan potasyum ve proteinlerinde bulunan kükürt sağlar.

yapı

Kristal fazlar

Potasyum sülfatın karışık kristal yapısı. Kaynak: Ra'ike (Wikipedia)

İlk görüntüde potasyum sülfatın yapısal formülü gösterildi. _Dört yüzlü geometrinin her bir SO ₄ ² anyonu için mor kürelerle temsil edilebilen iki K ⁺ katyonu vardır (üstteki resim).

Dolayısıyla yukarıda , sarı ve kırmızı kürelerle temsil edilen SO ₄ ² anyonları ile K ₂ SO _4'ün ortorombik kristal yapısına sahibiz ; daha önce bahsedilen K ⁺ katyonları mor kürelerdir (biraz sağlam).

Çubukların gerçekten koordinasyon bağlantılarına karşılık geldiğini düşünüyorsanız, bu temsil kafa karışıklığına neden olabilir. Daha ziyade, hangi iyonun etrafındaki başka bir iyonla doğrudan veya yakından etkileşime girdiğini gösterirler. Bu nedenle her oksijenin beş K ⁺ (O ₃ SO ^2- - K ⁺ ) ve bunlar da çevreleyen diğer sülfat anyonlarından on oksijenle “bağlanır” .

O zaman K ₂ SO _4'te potasyum için biraz "nadir" bir koordinasyon küresi vardır :

Sülfat tuzundaki potasyum iyonları için koordinasyon küresi. Kaynak: Smokefoot

Bu kristal yapı, polimorf β-K ₂ SO _4'e karşılık gelir . 583 ºC'ye ısıtıldığında , altıgen olan α-K ₂ SO ₄ fazına geçiş gerçekleşir .

İyonların arapsaçı

Kuşkusuz K yapısı ₂ SO ₄ alışılmadık bir inorganik tuz için karmaşıktır. İyonları bir tür anlamsız karmaşa oluşturacak şekilde konumlandırılmıştır ve ilk bakışta periyodiklikten yoksundur.

Kendini kristalografiye adamış olanlar, üç uzamsal eksenden gözlemleyerek bu karışıklığa daha uygun ve açıklayıcı bir şekilde yaklaşabilirler.

Karışık yapısının K ₂ SO _4'ün neden hidrat oluşturmadığını açıklayabileceğine dikkat edin : H ₂ O moleküllerinin potasyum katyonlarını hidratlamak için kristal kafesi delme yolu yoktur.

Ayrıca, iyon karmaşasının kapsadığı pek çok etkileşimle, bu kristal kafesin ısıya karşı oldukça kararlı olması beklenir; ve aslında durum budur, çünkü K ₂ SO _4'ün erime noktası 1,069 ºC'dir, bu da iyonlarının güçlü bir şekilde bağlı olduğunu gösterir.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Potasyum sülfat görünümü

İsimler

-Potasyum sülfat

-Potas sülfat

-Arkanit

-Kükürt potasyum

Molar kütle

174.259 g / mol

Fiziksel görünüş

Beyaz, kokusuz, acı tada sahip kristal, granül veya toz katı.

Yoğunluk

2,66 g / cm ³

Erime noktası

1.069ºC

Kaynama noktası

1.689ºC

Su çözünürlüğü

20ºC'de 111 g / L

25ºC'de 120 g / L

100ºC'de 240 g / L

Ortak iyonun etkisiyle potasyum klorür, KCl veya amonyum sülfat, (NH ₄ ) ₂ SO ₄ varlığından dolayı sudaki çözünürlük azalır .

Organik çözücülerde çözünürlük

Gliserolde az çözünür, ancak aseton ve karbon sülfürde çözünmez.

Kırılma indisi (nD)

1.495

Reaktivite

Potasyum sülfat sülfürik asit ile reaksiyona girerek potasyum bisülfat (KHSO ₄ ) oluşturmak için asitleştirebilir . Yüksek sıcaklıklarda potasyum sülfite (K ₂ S) indirgenebilir .

Sentez

İlk yöntem

Potasyum sülfat, potasyum klorürün sülfürik asit ile reaksiyona sokulmasıyla sentezlenir. Potasyum sülfat sentezi iki aşamada gerçekleşir. İlk adım potasyum bisülfat oluşumunu içerir.

Bu, ısı yaydığı için ekzotermik bir reaksiyondur ve bu nedenle harici bir ısı kaynağı gerektirmez. Reaksiyon, oda sıcaklığında gerçekleştirilir.

KCl + H ₂ SO ₄ => HCl + KHSO ₄

Reaksiyonun ikinci aşaması endotermiktir, yani gerçekleşmesi için ısı beslemesine ihtiyaç duyar.

KCl + KHSO ₄ => HCl + K ₂ SO ₄

İkinci yöntem

Potasyum sülfat, sülfürik asidin bir baz, potasyum hidroksit ile nötralizasyon reaksiyonu ile sentezlenebilir:

H ₂ SO ₄ + 2 KOH => K ₂ SO ₄ + 2 H ₂ O

Üçüncü yöntem

Potasyum sülfat, sülfür dioksit, oksijen, potasyum klorür ve suyun reaksiyonuyla üretilir.

Dördüncü yöntem

Potasyum sülfat, Çin'deki Loop Nur havzasından bir tuzlu suda bulunan potasyum sülfatın çıkarılmasıyla üretilir. Potasyum sülfat, asitleştirici bileşik sodyum tripolifosfat / üre fosfat ilave edilerek tuzlu suyun çözünmeyen bileşenlerinden ayrılır.

Bu bileşik, potasyum sülfatın çözünürlüğü ile diğer daha az çözünür bileşiklerin çözünürlüğü arasındaki farkı artırarak, yöntemin yaratıcılarına göre% 100 saf bir potasyum sülfat elde eder. Kesin anlamda bir sentez yöntemi değil, yeni bir ekstraksiyon yöntemidir.

Uygulamalar

Gübre

Tütün mahsullerinde potasyum sülfat kullanılmaktadır. Kaynak: Pxhere.

Potasyum sülfatın gübre olarak kullanılması ana uygulamasıdır. Toplam üretiminin% 90'ı bu amaçla kullanılmaktadır. Toprakta klorür varlığına duyarlı olan mahsullerde potasyum klorür kullanımına tercih edilir; örneğin tütününki.

Potasyum sülfatın potasyum içeriği% 40-44 iken, sülfür konsantrasyonu bileşiğin% 17-18'ini temsil eder. Potasyum, enzimatik reaksiyonları, protein sentezini, nişasta oluşumunu vb. Aktive ettiği için bitkiler için birçok temel işlevi yerine getirmek için gereklidir.

Ek olarak, yapraklardaki su akışını düzenlemede potasyum rol oynar. Sülfür, protein sentezi için gereklidir, çünkü ona sahip olan amino asitlerde bulunur; metiyonin, sistein ve sistin durumu böyledir ve aynı zamanda enzimatik reaksiyonlarda rol oynar.

Hatta potasyum sülfat 0.015 mm'den küçük potasyum sülfat partiküllerinde yapraklara püskürtülerek kullanılır.

Endüstriyel kullanım ve hammadde olarak

Ham potasyum sülfat, cam imalatında, şap ve potasyum karbonat imalatında kullanılmaktadır. Kozmetik üretiminde reaktif olarak kullanılır. Bira üretiminde su düzeltici ajan olarak kullanılır.

İlaç

İdrarla potasyum atılımını artıran diüretiklerin aşırı kullanımının neden olduğu plazma potasyum konsantrasyonundaki (hipokalemi) ciddi bir düşüşü düzeltmek için kullanılır.

Potasyum, kalp hücreleri de dahil olmak üzere uyarılabilir hücrelerin ana hücre içi iyonudur. Bu nedenle, plazmada potasyumda ciddi bir azalma kalp fonksiyonunu tehlikeye atar ve derhal düzeltilmelidir.

Potasyum sülfatın katartik bir etkisi vardır, yani dışkının kolondan atılmasına yardımcı olur. Bu nedenle, kolonoskopi yapmadan önce dışkı kolonunu temizlemek için potasyum, magnezyum ve sodyum sülfat karışımı kullanılır, bu da kolonun doktor tarafından daha iyi görüntülenmesini sağlar.

Veteriner

Kanatlı hayvan yemlerinde metiyonin ihtiyacını azaltmak için potasyum sülfat kullanılmıştır. Yumurtacı tavukların yeminde% 0.1 potasyum sülfat bulunması, yumurta üretiminde% 5'lik bir artışla ilişkilidir.

Gıda tatlandırıcı

Yiyeceklere bazılarında arzu edilen acı ve tuzlu bir tat veren tatlandırıcı bir maddedir. Ek olarak, potasyum sülfatın dört temel tatla donatıldığı belirtilmektedir: tatlılık, acılık, asitlik ve tuzluluk.

Tuzluluk, asitlik ve acılık potasyum sülfat konsantrasyonu ile artar, tatlılık azalır.

Diğer kullanımlar

Potasyum sülfat, mor bir alev oluşturmak için potasyum nitrat ile kombinasyon halinde bir piroteknik olarak kullanılır. Topçu iticilerinin şarjlarında flaş düşürücü olarak kullanılır.

Ayrıca yüz kremleri gibi kozmetik ürünlerde viskozite arttırıcı ajan olarak kullanılmaktadır.

Riskler

Potasyum sülfat, öldürücülüğü çok düşük olan düşük toksik bir bileşiktir. Farelerde oral doz için LD50, 6,600 mg / kg hayvan ağırlığıdır ve bu, farenin ölümüne neden olmak için yüksek bir dozun gerekli olduğunu gösterir. Sıçanlarda aynı LD50 değeri görülür.

Gözlerde, temas halinde, potasyum sülfat mekanik tahrişe neden olabilir. Deride potasyum sülfat endüstriyel kullanımda çok az hasara neden olur.

Yutulması halinde, potasyum sülfat mide bulantısı, kusma ve ishal ile mide-bağırsak tahrişine neden olabilir. Ve son olarak, potasyum sülfat tozunun solunması, solunum yolunda tahrişe neden olur.

Referanslar

1. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya . (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
2. Vikipedi. (2019). Potasyum sülfat. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
3. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. (2019). Potasyum sülfat. PubChem Veritabanı. CID = 24507. Kaynak: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Brian Clegg. (5 Temmuz 2018). Potasyum sülfat. Kraliyet Kimya Derneği. Chemistryworld.com'dan kurtarıldı
5. Marie T. Averbuch-Pouchot, A. Durif. (bin dokuz yüz doksan altı). Fosfat Kimyasında Konular. World Scientific. Kurtarıldı: books.google.co.ve
6. Kimyasal Kitap. (2017). Potasyum sülfat. Kurtarıldı: Chemicalbook.com
7. Shoujiang L. vd. (2019). Sulu çözeltilerde potasyum sülfatın saflaştırılması ve hızlı çözülmesi. DOI: 10.1039 / C8RA08284G
8. DrugBank. (2019). Potasyum sülfat. Kurtarılan :rugbank.ca
9. Mozaik Şirketi. (2019). Potasyum sülfat. Mahsul Beslenmesi. Kurtarıldı: cropnutrition.com
10. İlaçlar. (2018). Sodyum sülfat, potasyum sülfat ve magnezyum sülfat (Oral). İlaçlar.com adresinden kurtarıldı