โพแทสเซียมออกไซด์ (K2O): สูตร, คุณสมบัติ, ความเสี่ยงและการใช้ประโยชน์
โพแทสเซียมออกไซด์ หรือที่เรียกว่าได โพแทสเซียมออกไซด์ เป็นไอออนิกออกซิเจนและเกลือโพแทสเซียมซึ่งมีสูตรเป็น K 2 O โครงสร้างของมันถูกนำเสนอในรูปที่ 1 (EMBL-EBI, 2016)
K 2 O เป็นโพแทสเซียมที่ง่ายที่สุดมันเป็นสารประกอบที่มีปฏิกิริยาสูงและหาได้ยาก วัสดุเชิงพาณิชย์บางชนิดเช่นปุ๋ยและซีเมนต์มีการทดสอบสมมติว่าร้อยละขององค์ประกอบที่จะเทียบเท่ากับส่วนผสมของสารเคมี K 2 O
โพแทสเซียมออกไซด์ผลิตจากโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (โปแตชกัดกร่อน) และโพแทสเซียมโลหะที่ 450 ° C ผลิตไฮโดรเจนโมเลกุล (POTASSIUM OXIDE K2O, SF) ตามสมการ:
2K + 2KOH ⇌ 2K 2 O + H 2 (450 ° C)
มันยังได้รับโดยการลดโพแทสเซียมเปอร์ออกไซด์ตามปฏิกิริยา:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° C)
อีกวิธีในการรับโพแทสเซียมออกไซด์คือการให้ความร้อนโพแทสเซียมคาร์บอเนตที่อุณหภูมิสูงตามที่ระบุโดยปฏิกิริยาต่อไปนี้:
K 2 CO 3 ⇌ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C)
อย่างไรก็ตามวิธีหลักในการรับโพแทสเซียมออกไซด์คือการให้ความร้อนโพแทสเซียมไนเตรตเพื่อให้ได้โมเลกุลไนโตรเจนตามที่ระบุโดยปฏิกิริยาต่อไปนี้:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
โพแทสเซียมออกไซด์เป็นผลึกเตตราฮีดสีเหลืองโดยไม่มีกลิ่นหอม (ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ, 2017) มันปรากฏในรูปที่ 2 (องค์ประกอบอเมริกัน, SF)
สารประกอบนี้มีน้ำหนักโมเลกุล 94.2 g / mol และความหนาแน่น 2.13 g / ml ที่ 24 ° C มันมีจุดหลอมเหลวที่ 740 ° C แม้ว่ามันจะเริ่มสลายตัวที่ 300 ° C (ราชสมาคมเคมี, 2015)
สารประกอบนี้ทนต่อความร้อนและสามารถละลายได้ในเอทานอลและอีเธอร์ K 2 O ตกผลึกในโครงสร้าง antifluorite ด้วยเหตุนี้ตำแหน่งของแอนไอออนและไพเพอร์จะถูกสลับกับตำแหน่งใน CaF 2 โดยมีโพแทสเซียมไอออนประสานกับไอออน 4 ตัวและไอออนของโพแทสเซียม 8 ตัว
K 2 O เป็นออกไซด์พื้นฐานและทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำในการผลิตโพแทสเซียมโซดาไฟ มันเป็นของเก่าและดูดซับน้ำจากบรรยากาศเริ่มปฏิกิริยานี้แข็งแรง
โพแทสเซียมออกไซด์จะถูกเปลี่ยนกลับไปเป็นโพแทสเซียมเปอร์ออกไซด์ที่อุณหภูมิ 350 ° C ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับกรดเช่นกรดไฮโดรคลอริกเพื่อสร้างเกลือโพแทสเซียมตามปฏิกิริยา:
K 2 O + 2HCl → 2KCl + H 2 O.
สารประกอบทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนไดออกไซด์ในรูปแบบไนเตรตและโพแทสเซียมไนไตรท์ที่อุณหภูมิระหว่าง 150 ถึง 200 ° C:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
โพแทสเซียมออกไซด์ทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำด้วยแอมโมเนียในรูปแบบเอไมด์และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ตามปฏิกิริยา:
K 2 O + NH 3 (l) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C)
ปฏิกิริยาและอันตราย
โพแทสเซียมออกไซด์เป็นสารที่ไม่เสถียร สามารถออกซิไดซ์ได้ง่ายกับโพแทสเซียมออกไซด์อื่น ๆ เปอร์ออกไซด์หรือกรดโพแทสเซียมออกไซด์ (KHO) สารประกอบนี้ไม่ติดไฟ แต่ทำปฏิกิริยาอย่างแรงและ exothermically กับน้ำในรูปแบบโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH)
สารละลายโพแทสเซียมออกไซด์ในน้ำเป็นด่างแก่ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับกรดและกัดกร่อน ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำที่ผลิตโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ โจมตีโลหะหลายชนิดต่อหน้าน้ำ (สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและอาชีวอนามัยปี 2014)
สารนี้กัดกรอนดวงตาผิวหนังและทางเดินหายใจรวมทั้งเมื่อกลืนกิน การสูดดมละอองสารสามารถทำให้เกิดปอดบวม อาการของอาการบวมน้ำที่ปอดมักจะไม่ปรากฏจนกว่าจะผ่านไปสองสามชั่วโมงและรุนแรงขึ้นจากการออกแรงทางกายภาพ
ในกรณีที่สัมผัสกับดวงตาคุณควรตรวจสอบว่าคุณใส่คอนแทคเลนส์แล้วนำออกทันที ควรล้างตาด้วยน้ำที่ไหลตลอดเวลาอย่างน้อย 15 นาทีโดยเปิดเปลือกตา คุณสามารถใช้น้ำเย็น ครีมไม่ควรใช้กับดวงตา
หากสารเคมีสัมผัสกับเสื้อผ้าให้ถอดออกโดยเร็วที่สุดเพื่อปกป้องมือและร่างกายของคุณ วางเหยื่อไว้ในห้องอาบน้ำที่ปลอดภัย
หากสารเคมีสะสมบนผิวหนังที่สัมผัสของเหยื่อเช่นมือให้ค่อยๆล้างผิวหนังที่ปนเปื้อนด้วยน้ำที่ไหลและสบู่ที่ไม่ขัด คุณสามารถใช้น้ำเย็น หากยังคงมีอาการระคายเคืองให้ไปพบแพทย์ ซักเสื้อผ้าที่เปื้อนก่อนนำมาใช้ซ้ำ
หากการสัมผัสกับผิวหนังรุนแรงควรล้างด้วยสบู่ยาฆ่าเชื้อและปิดผิวที่ปนเปื้อนด้วยครีมต่อต้านแบคทีเรีย
ในกรณีที่สูดหายใจเข้าไปผู้ป่วยควรได้รับอนุญาตให้พักผ่อนในบริเวณที่อากาศถ่ายเทได้ดี หากสูดดมรุนแรงผู้ป่วยควรอพยพไปยังบริเวณปลอดภัยโดยเร็วที่สุด
คลายเสื้อผ้าที่รัดรูปเช่นปกเสื้อเข็มขัดหรือเน็คไท หากผู้ป่วยพบว่าหายใจลำบากควรให้ออกซิเจนแก่ผู้ป่วย หากผู้ป่วยไม่หายใจการช่วยชีวิตแบบปากต่อปากจะดำเนินการ
คำนึงถึงเสมอว่าอาจเป็นอันตรายสำหรับบุคคลที่ให้ความช่วยเหลือในการช่วยชีวิตแบบปากต่อปากเมื่อวัสดุหายใจเป็นพิษติดเชื้อหรือกัดกร่อน
ในกรณีที่กลืนกินห้ามทำให้อาเจียน คลายเสื้อผ้าที่รัดรูปเช่นเสื้อคอปกเข็มขัดหรือเนคไท หากผู้ป่วยไม่หายใจให้ทำการช่วยชีวิตแบบปากต่อปาก ในทุกกรณีคุณควรไปพบแพทย์ทันที (IPCS, SF)
การใช้งาน
สูตรทางเคมี K 2 O (หรือเพียงแค่ "K") ถูกใช้ในหลายบริบทอุตสาหกรรม: หมายเลข NPK สำหรับปุ๋ยในสูตรซีเมนต์และในสูตรแก้ว
โพแทสเซียมออกไซด์มักจะไม่ถูกใช้โดยตรงในผลิตภัณฑ์เหล่านี้ แต่ปริมาณโพแทสเซียมจะถูกรายงานในรูปของ K 2 O เทียบเท่ากับสารประกอบโพแทสเซียมชนิดใดก็ตามที่ใช้เช่นโพแทสเซียมคาร์บอเนต
โพแทสเซียมออกไซด์อยู่ที่ประมาณ 83% โพแทสเซียมโดยน้ำหนักในขณะที่โพแทสเซียมคลอไรด์เพียง 52% โพแทสเซียมคลอไรด์ให้โพแทสเซียมน้อยกว่าโพแทสเซียมออกไซด์ในปริมาณที่เท่ากัน
ดังนั้นถ้าปุ๋ยเป็นโพแทสเซียมคลอไรด์ที่ 30% โดยน้ำหนักดัชนีโพแทสเซียมมาตรฐานของมันซึ่งขึ้นอยู่กับโพแทสเซียมออกไซด์จะมีเพียง 18.8% เราผลิตและ / หรือนำเข้าระหว่าง 10 ถึง 100 ตันต่อปีของสารนี้ในเขตเศรษฐกิจยุโรป
สารนี้ใช้ในสารเคมีในห้องปฏิบัติการปุ๋ยโพลีเมอร์และผลิตภัณฑ์สุขอนามัยพืช K 2 O มีการใช้ในอุตสาหกรรมซึ่งส่งผลให้เกิดการผลิตสารอื่น (การใช้ผลิตภัณฑ์ระดับกลาง)
โพแทสเซียมออกไซด์ถูกนำมาใช้ในการกำหนดส่วนผสมและ / หรือบรรจุใหม่และการเกษตรป่าไม้และการประมง สารนี้ใช้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์เคมีผลิตภัณฑ์พลาสติกและผลิตภัณฑ์แร่ (เช่นปูนปลาสเตอร์ซีเมนต์)
การปลดปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมของโพแทสเซียมออกไซด์มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นสำหรับใช้ในอุตสาหกรรม: เป็นขั้นตอนกลางในการผลิตสารอื่น (ใช้ผลิตภัณฑ์ระดับกลาง) การกำหนดสูตรผสมเป็นเครื่องช่วยในการประมวลผลและกระบวนการขัดสีด้วยความเร็วต่ำ ของสิ่งทอปล่อย, ตัด, เครื่องจักรกลหรือขัดโลหะ)
อาจเป็นไปได้ว่าสารนี้จะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมเนื่องจากการใช้งานภายในเช่นน้ำยาซักผ้า / น้ำยาซักผ้าผลิตภัณฑ์ดูแลรถยนต์
นอกจากนี้สำหรับการใช้งานในอาคารในระบบปิดที่มีการปล่อยขั้นต่ำเช่นของเหลวหล่อเย็นในตู้เย็นเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าที่ใช้น้ำมัน
โพแทสเซียมออกไซด์ถูกใช้นอกอาคารในวัสดุที่มีอายุการใช้งานยาวนานโดยมีอัตราการปลดปล่อยต่ำเช่นวัสดุก่อสร้างและการก่อสร้างโลหะไม้และพลาสติก
ในอาคารใช้สำหรับวัสดุที่มีอายุการใช้งานยาวนานและมีความเร็วในการปลดปล่อยต่ำเช่นเฟอร์นิเจอร์ของเล่นวัสดุก่อสร้างผ้าม่านรองเท้ารองเท้าเครื่องหนังผลิตภัณฑ์กระดาษและกระดาษแข็งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
สารนี้สามารถพบได้ในผลิตภัณฑ์ที่มีหินปูนปลาสเตอร์ซีเมนต์แก้วหรือวัสดุเซรามิก (ตัวอย่างเช่นแผ่นหม้อ / กระทะภาชนะที่เก็บอาหารวัสดุก่อสร้างและฉนวน) (หน่วยงานเคมีของยุโรป 2017)
โพแทสเซียมออกไซด์เป็นแหล่งโพแทสเซียมที่เสถียรและทนความร้อนได้สูงเหมาะสำหรับการใช้งานแก้ว, เลนส์และเซรามิกส์ สารประกอบออกไซด์ไม่ก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้า
อย่างไรก็ตามออกไซด์บางโครงสร้างของ perovskite เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ค้นหาการประยุกต์ใช้ในแคโทดของเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็งและระบบสร้างออกซิเจน
พวกมันคือสารประกอบที่มีออกซิเจนไอออนอย่างน้อยหนึ่งตัวและไอออนบวกหนึ่งโลหะ มีความเสถียรอย่างยิ่งทำให้มีประโยชน์ในการผลิตโครงสร้างเซรามิกเช่นชามดินเผาหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง
นอกจากนี้ยังใช้ในส่วนประกอบโครงสร้างที่มีน้ำหนักเบาในการบินและอวกาศและการใช้งานทางเคมีไฟฟ้าเช่นเซลล์เชื้อเพลิงซึ่งมีการนำอิออน
สารประกอบโลหะออกไซด์เป็นสารประกอบพื้นฐานดังนั้นจึงสามารถทำปฏิกิริยากับกรดและมีตัวรีดิวซ์แรงในปฏิกิริยารีดอกซ์
