אשלגן פוספט (K3PO4): מבנה, תכונות, שימושים - כִּימִיָה - 2025

פוספט אשלגן הוא תרכובת אורגנית מורכבת משלושה יוני אשלגן K ⁺ ו יון פוספט PO ₄ ³ . הנוסחה הכימית שלה היא K ₃ PO ₄ . זהו מוצק גבישי חסר צבע או לבן. זה מסיס מאוד במים, ויוצר פתרונות אלקליין, כלומר עם הרבה יוני OH ^- ולכן, pH בסיסי.

ליון הפוספט תפקיד חשוב בתאים שקשור לאחסון אנרגיה. אשלגן פוספט נמצא בשימוש נרחב בתגובות כימיה אורגניות בהן הוא יכול לשמש בסיס, כלומר נטילת פרוטונים H ⁺ . זה יכול גם לתפקד כזרז או כמאיץ לכמה תגובות.

אשלגן מוצק K ₃ PO ₄ פוספט . Xavier13540 בוויקיפדיה הסינית. מקור: Wikimedia Commons.

הוא שימש כדי להפחית את ההתקפה של חרקים מסוימים על צמחי חיטה מכיוון שהוא גורם להם להיות עמידים יותר לאלה. עם זאת, נצפה כי הוא מעדיף את התפתחות המתאן (CH ₄ ), גז חממה, ממיקרו תרבויות אורז.

הוא שימש כחומר משלשל, כדי להגדיל את משך ההרדמה המקומית, לעצור חללים ולעזור משטחי מעיל, בין יישומים אחרים.

מִבְנֶה

אשלגן פוספט מורכב משלושה קטיוני אשלגן K ⁺ ואניית PO ₄ ^3- פוספט .

יון הפוספטים PO ₄ ^3- מורכב מאטום זרחן אחד (P) וארבעה אטומי חמצן (O), בהם לזרחן מצב חמצון של +5 והמחמצן הוא בעל ערך של -2.

מבנה אשלגן פוספט K ₃ PO ₄ . אדגר 181. מקור: Wikimedia Commons.

מִנוּחַ

• אשלגן פוספט
• טריפוטסיום פוספט
• טריפסי אשלגן פוספט
• טריפוטסיום אורתופוספט

נכסים

מצב פיזי

מוצק גבישי חסר צבע או לבן.

משקל מולקולרי

212.27 גרם / מול

נקודת המסה

1340 מעלות צלזיוס

צְפִיפוּת

2,564 גרם / ס"מ ³

מְסִיסוּת

מסיסים מאוד במים: 106 גרם / 100 גרם מים בחום של 25 מעלות צלזיוס. לא מסיס באתנול.

pH

פתרון עם 1% K ₃ PO ₄ יש pH של 11.5-12.3.

תכונות כימיות

כשהוא מומס במים, הפוספט אשלגן נפרד לשלושת קטיוני האשלגן K ⁺ והאיון הפוספט PO ₄ ³ . אניון הפוספט מוציא פרוטון מהמים ^ונוצר אניון מימן פוספט HPO ₄ ^2- . האחרון בתורו מוציא פרוטון נוסף מהמים והופך לאניון הדהידרוגני פוספט H ₂ PO ₄ ^- .

PO ₄ ^3- + H ₂ O ⇔ HPO ₄ ^2- + OH-

HPO ₄ ^2- + H ₂ O ⇔ H ₂ PO ₄ ^- + OH ^-

ככל שנוצרים יוני OH ^- הפיתרון המימי הופך להיות אלקליין.

נכסים אחרים

מלבד הצורה נטולת המים (ללא מים), יש לה כמה צורות מיובשות; משמעות הדבר היא כי K ₃ PO ₄ מולקולה יכולה להיות מלווה על ידי מולקולות מים אחת או יותר בתוך המבנה הגבישי.

מסיבה זו הוא יכול ליצור, למשל, את המונוהידראט K ₃ PO ₄ .H ₂ O, הטרי- הידראט K ₃ PO ₄ .3H ₂ O, הפטרה- הידראט וה- nonahydrate .

תפקיד הפוספט בגוף האדם

יון הפוספט PO ₄ ³ הוא האניון השופע ביותר בתאים והוא ממלא תפקיד חשוב באגירת אנרגיה.

יון הפוספט משתתף גם בפעילות ההיווצרות והתזונה של עצמות ושיניים, מכיוון שהוא מווסת את ריכוז הסידן בסרום הדם ובתגובות רבות של העברת אנרגיה בתא.

להשיג

ניתן להשיג אשלגן פוספט החל מהתגובה בין אשלגן כלוריד KCl לבין פוספט אמוניום (NH ₄ ) ₃ PO ₄ .

אשלגן כלוריד + אמוניום פוספט → אשלגן פוספט + אמוניום כלוריד

3 KCl + (NH ₄ ) ₃ PO ₄ → K ₃ PO ₄ + 3 NH ₄ Cl

יישומים

כבסיס בתגובות כימיה אורגנית

אשלגן פוספט K ₃ PO ₄ שימש בתגובות כימיה אורגניות שונות. לדוגמה, הוא משמש בסינתזה של אצטילן החל מתרכובות דיברומינציות.

בשנת סינתזה זו dehydrobromination מתרחשת (חיסול של מימן וברום), שבו מוצק נטול K ₃ PO ₄ (ללא מים) משמש בסיס רך לוקח שני פרוטונים מן המולקולה, האטומים ברום שני מסולקות ואת אצטילן תואם.

C ₆ H ₅ -CHBr-CH ₂ Br + 2 K ₃ PO ₄ → C ₆ H ₅ -C≡CH + 2 KBr + 2 K ₂ HPO ₄

מחבר: פקיד-וקטור-תמונות. מקור: Pixabay.

כזרז

K ₃ PO ₄ משמש כזרז בתגובות כימיה אורגניות שונות. לדוגמה, הוא שימש כמוצק להשגת ביו-דיזל משמן טיגון משומש.

ביו דיזל הוא דלק הדומה לסולר אך מתקבל משומנים או שמנים טבעיים המשמשים או לא.

אשלגן פוספט היה יעיל יותר כזרז או כמאיץ של תגובה זו מאשר נתרן פוספט Na ₃ PO ₄ ותחמוצת סידן CaO.

בחקלאות

K ₃ PO ₄ שימש לטיפול בצמחי חיטה ולהפוך אותם עמידים בפני מזיקים מסוימים.

ניתן לטפל בצמחי חיטה עם K ₃ PO ₄ בכדי להפוך אותם לעמידים בפני סוגים מסוימים של חרקים. מחבר: הנס ברקסמייר. מקור: Pixabay.

ישנם חוקרים שטיפלו בשתילי חיטה באשלגן פוספט והתברר שהוא גורם להתנגדות נגד כנימת הכניבה Diuraphis noxia, חרק שתוקף צמחים אלה.

לאחר יישום תמיסה מדוללת של K ₃ PO ₄ על השתילים, נצפתה פחות חומרת התסמינים הנגרמים על ידי חרקים אלה וירידה במספר הכנימות הניזונות מהם.

מחבר: הנס ברקסמייר. מקור: Pixabay.

ביישומים רפואיים

אשלגן פוספט שימש לשינוי השפעת ההרדמה של לידוקאין, חומר הרדמה מקומי. חומר הרדמה מקומי הוא תרופה שכאשר מורחת על איזור בגוף גורמת לאובדן רגישות לכאב באזור זה.

נמצא כי K ₃ PO ₄ מאפשר להאריך את ההרדמה המקומית של לידוקאין.

כחומר משלשל

אשלגן פוספט מגביר את נזילות תכולת המעי שכן הוא מסייע לשמור על מים במעי, אשר באופן עקיף גורם להתכווצות שרירי המעי.

ברפואה וטרינרית

K ₃ PO ₄ משמש בחיות הסובלות מקיטואידוזיס סוכרתית (סיבוך של סוכרת) לטיפול בהיפופוספמיה (מעט מדי פוספט בדם).

עם זאת, כאשר ניתן עודף זה יכול לגרום להיפוקלצמיה (סידן נמוך בדם), היפרפוספטמיה (עודף פוספט בדם), התכווצות בלתי רצונית של השרירים, מינרליזציה של רקמות רכות ואי ספיקת כליות.

ניתן לטפל בכלבים הסובלים מחמצת סוכרתית באשלגן פוספט. מחבר: דייויד מארק. מקור: Pixabay.

בהשגת DNA

אשלגן פוספט שימש כחיץ לטיהור ה- DNA במעבדות גנטיקה.

ה- DNA הוא חלבון שנמצא בתאים ומכיל את כל המידע הגנטי הנחוץ להתפתחות ותפקודם של יצורים חיים.

על ידי בידוד ה- DNA, מדענים מתעמקים במחקר כיצד מועברים תכונות תורשתיות, וזו הסיבה שהאשלגן פוספט מועיל מאוד.

ציור מולקולת DNA. מחבר: PublicDomainPictures. מקור: Pixabay.

ביישומים שונים

אשלגן פוספט K ₃ PO ₄ מגיש:

• כתוסף תזונה,
• להחלפת אלקטרוליט,
• כחיץ, כי הוא, כמו מערכת כימית המאפשרת שליטה על רמות של OH ^- או מימן H ⁺ יונים בתמיסה מימית,
• להאט או לעכב עששת,
• כמעכב קורוזיה וכחומר נגד זיהום,
• כחומר לטפל במשטח וסוכן ציפוי,
• כמו נוזל לרדיאטור,
• במוצרי ניקוי.

צינורות מקורזל. K ₃ PO ₄ מאפשר למנוע קורוזיה בצינורות של תעשיות או תהליכים מסוימים. מחבר: מייקל גאידה. מקור: Pixabay.

היבט שלילי לשימוש בחקלאות

חוקרים מסוימים מצאו כי הוספת K ₃ PO ₄ ל microculture אורז מגביר את פליטת מתאן (CH ₄ ) לאטמוספירה. מתאן הוא גז התורם לאפקט החממה ומעלה את הטמפרטורה של כדור הארץ שלנו.

הפניות

1. הספרייה הלאומית לרפואה בארה"ב. (2019). אשלגן פוספט. התאושש מ- pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Panciera, DL (2012). טיפול בנוזלים בהפרעות אנדוקריניות ומטבוליות. תוסף זרחן. בהפרעות נוזל, אלקטרוליט וחומצה בבסיס בעלי חיים קטנים (מהדורה רביעית). התאושש מ- sciencedirect.com.
3. שנאווי-חליל, ש 'ואח'. (2012). סינתזה של אצטילנים באמצעות dehydrobromination באמצעות אשלגן מים אשלגן מוצק כבסיס בתנאי העברת שלב. מכתבי טטרהדרון, כרך 53, גיליון 18, 2012, עמודים 2295-2297. התאושש מ- sciencedirect.com.
4. גואן, ג 'ואח'. (2009). טרי-אשלגן פוספט כזרז מוצק לייצור ביו-דיזל משמן בישול פסולת. טכנולוגיית עיבוד דלק, כרך 90, גיליון 4, 2009, עמודים 520-524. התאושש מ- sciencedirect.com.
5. קולקמי, תואר שני (2012). גישה מכנית לסינתזה מהירה וללא ממס של פוספונטים α-הידרוקסי באמצעות פוספט אשלגן כזרז. מגיע Rendus Chimie, כרך 16, גיליון 2, 2013, עמודים 148-152. התאושש מ- sciencedirect.com.
6. Venter, E. et al. (2014). אשלגן פוספט גורם לסובלנות נגד כנימת החיטה הרוסית (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) בחיטה. הגנת יבול כרך 61, יולי 2014, עמודים 43-50. התאושש מ- sciencedirect.com.
7. בונטורי, נ 'ואח'. (2013). נתרן ציטראט ואשלגן פוספט כמאגרי ספיחה אלטרנטיביים בטיהור כרומטוגרפי תיופילי הידרופובי וארומטי של DNA פלסמיד מליזאט מנוטרל. כתב העת לכרומטוגרפיה ב ', כרכים 919-920, 2013, עמודים 67-74. התאושש מ- sciencedirect.com.
8. קונרד, ר 'וקלוזה, מ' (2005). השפעת הפרית פוספט אשלגן על ייצור ופליטה מתאן שלה ¹³ בהרכב האיזוטופי C-היציב מיקרוקוסמוס האורז. ביולוגיה קרקע וביוכימיה, כרך 37, גיליון 11, 2005, עמודים 2099-2108. התאושש מ- sciencedirect.com.
9. Lide, DR (עורכת) (2003). מדריך CRC לכימיה ופיזיקה. 85 ^ה CRC Press.
10. רגליים מעושנות. (2019). טריפוטסיום פוספט. התאושש מ- en.wikipedia.org