אשלגן הידרוקסיד: מבנה, תכונות, שימושים - כִּימִיָה - 2025

אשלגן הוא מוצק גבישי לבן אורגני. הנוסחה הכימית שלה היא KOH. הגבישים שלו סופגים בקלות מים מהאוויר, וזו הסיבה שנאמר שהם תרכובת היגרוסקופית. זהו בסיס חזק וסופג פחמן דו חמצני (CO ₂ ) מהסביבה.

באופן תעשייתי הוא מיוצר על ידי אלקטרוליזה של אשלגן כלוריד (KCl). מסיבות של שימור אנרגיה וטהרת המוצר, משתמשים בתאי כספית (Hg) בשיטה זו.

חרוזי אשלגן הידרוקסיד (KOH). לא סופק מחבר קריא במכונה. Walkerma הניח (בהתבסס על טענות בזכויות יוצרים). מקור: Wikipedia Commons

אך במשך שנים רבות קיים חשש מזיהום כספית שנוצר בתהליך זה. לאמיתו של דבר, אסור בהחלט לפרוק לסביבת שפכים שפכים המכילים כספית. ישנם תהליכים נוספים כמו סרעפת וממברנה, אך כספית עדיפה מכיוון שהיא מייצרת תמיסת KOH טהורה של 50%.

ישנם גם תהליכים לא אלקטרוכימיים כמו פירוק של אשלגן ניטריט (KNO ₂ ) בנוכחות תחמוצת הברזל (Fe ₂ O ₃ ).

תמיסות KOH המתקבלות בתהליכים תעשייתיים מתאדות בכדי להשיג 90-95% KOH. תכולת השריפה של 5-10% מים קשורה ל- KOH בצורה של מונוהידראט אשלגן הידרוקסיד (KOH.H ₂ O).

בשל תכונותיו הקוסטיות ובסיסיותה החזקה, יש לו יישומים מגוונים מאוד. הוא משמש כחומר גלם בסבונים ובחומרי ניקוי, דיו או קוסמטיקה, בין שימושים אחרים. הוא משמש גם לשטיפת גזים תעשייתיים, לגילוי פטריות באמצעות מיקרוסקופ ויש לו יישום בתעשיית המזון.

למרות שמדובר בתרכובת יציבה מאוד, היא מסווגת כמאכלת. יש לטפל בזה בזהירות, מכיוון שהוא יכול לגרום לכוויות בעיניים, בעור ובריריות.

מִבְנֶה

גביש ה- KOH בטמפרטורות רגילות הוא מונוקליני, כאשר כל אטום אשלגן (K) מוקף באומטאתדרון אטומי חמצן (O). בתורם, קבוצות ההידרוקסיל (OH) יוצרים שרשרת בצורת זיג-זג המקושר על ידי הידרוגנים, כאשר מרחקי ה- OO הם 3.35 A, מה שמונע כל קשר מימני משמעותי.

מבנה קריסטל של KOH בטמפרטורות רגילות. כחול: אשלגן, אדום: חמצן, לבן: מימן. בנג'ה-bmm27. מקור: Wikipedia Commons

בטמפרטורות גבוהות, ל- KOH יש צורה גבישית מעוקבת.

מִנוּחַ

- אשלגן הידרוקסיד.

- אשלג קאוסטי.

- אשלגן לחות.

- אקונומיה.

נכסים

מצב פיזי

מוצק גבישי לבן.

משקל מולקולרי

56.106 גרם / מול.

נקודת המסה

380 מעלות צלזיוס; כמו כן דווח על 406 מעלות צלזיוס (משתנה בהתאם לתכולת המים). ציון טכני (90-92% KOH) נמס במהירות של 250 מעלות צלזיוס.

נקודת רתיחה

1327 מעלות צלזיוס.

צְפִיפוּת

2.044 גרם / ס"מ ³

מְסִיסוּת

מסיסים במים קרים (107 גרם / 100 מ"ל בטמפרטורה של 15 מעלות צלזיוס) ובמים חמים (178 גרם / 100 מ"ל בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס). פירוקו במים הוא תהליך אקזוותרמי מאוד, פירוש הדבר שנוצרת כמות גדולה של חום.

מסיסים באלכוהולים. מסיסים בגליצרין. בלתי מסיס באתר.

pH

13.5 (בתמיסה מימית 0.1 מולקולרית).

נכסים אחרים

הגבישים שלו הם מעדניים או היגרוסקופיים, מה שאומר שהם סופגים מים מהאוויר. זה גם סופג בקלות את CO ₂ מהאוויר.

התגובות הכימיות שלו הן המאפיינים של בסיס חזק. בתמיסה מימית הוא מגיב עם כל חומצה חלשה ליצירת מלח האשלגן של החומצה. לדוגמה, הוא מגיב עם חומצה פחמנית (H ₂ CO ₃ ) או עם פחמן דו חמצני (CO ₂ ) ליצירת אשלגן ביקרבונט או קרבונט.

מגיב עם אלכוהולים ליצירת אלקוקסיד אשלגן, או עם מימן גופרתי H ₂ S ליצירת אשלגן סולפיד או ביסולפיד.

במערכות מימיות, KOH יוצר הידרטים שונים: מונו-, די- וטטרהידראטים.

תמיסות KOH מימיות הן חסרות צבע, בסיסיות מאוד, סבון וקאוסטית. זהו חומר מאכל, מוצק וגם בתמיסה.

זה לא דליק, אך כשהוא מחומם לפירוק הוא פולט אדי K ₂ O רעילים ומאכלים .

זה גורם לכוויות קשות בעיניים, בעור ובקרומים הריריים ובמגע עם מתכות, כמו אלומיניום, פח, עופרת או אבץ, הוא יכול לייצר התפתחות של גז מימן (H ₂ ), שהוא דליק מאוד.

החום המיוצר על ידי מגע במגע עם לחות או חומרים אחרים יכול ליצור מספיק חום להצית חומרים דליקים.

יישומים

בייצור תרכובות אשלגן אחרות

אשלגן הידרוקסיד משמש כחומר גלם לתעשייה הכימית והתרופות. הוא משמש לייצור אשלגן פחמתי (K ₂ CO ₃ ), אשלגן פרמנגנט (KMnO ₄ ), אשלגן פוספט (K ₃ PO ₄ ), אשלגן סיליקט (K ₂ SiO ₃ ) ואשלגן ציאניד (KCN), בין היתר. תרכובות.

ביישומים שונים

ל- KOH טוהר גבוה יש יישום בייצור חומרי הדברה, סינתזה של צבעי דיו וצבעים, כימיקלים לחניכיים, בצילום כמפתח צילום אלקלי, כאלקטרוליט בסוללות אלקליות ותאי דלק, באלקטרוליזה של מים, בגוון אלקטרוליטי. או אלקטרוליטי, ליטוגרפיה וכו '.

KOH בדרגה טכנית משמש כחומר גלם בתעשיית הניקוי וסבון; בייצור מוצרי קוסמטיקה, זכוכית וטקסטיל; לפסל נפט גולמי; כחומר ייבוש ובמסירי צבע ולכה, בין יישומים אחרים.

זה שימושי גם כחומר קאוסט בתעשיית העץ, במיזוג כותנה, בכימיה אנליטית לטיטרציות אלקלימיטריות, בסינתזה אורגנית ובטיפול במים.

ביישומים רפואיים

ברפואה הוא משמש בהרכבה רטובה במהלך הכנת דגימות קליניות להמחשה מיקרוסקופית של פטריות ואלמנטים פטרייתיים אחרים בעור, שיער, ציפורניים, בין היתר.

תכשיר ה- KOH משמש לבירור חומר קליני כך שניתן יהיה לראות בקלות רבה יותר אלמנטים פטרייתיים.

שבר מדגימה קלינית מתווסף לחלק מתמיסה של 10% KOH בשקופית זכוכית. לאחר מכן הוא מכוסה בחפץ כיסוי ומניח לעמוד בטמפרטורת החדר כדי לאפשר לתאים המארחים לעכל. לבסוף, הוא נצפה תחת המיקרוסקופ.

מִיקרוֹסקוֹפּ. תמונה מאת קונסטנטין קולוסוב. מקור: Pixabay

לעומת זאת, KOH בצורה של פתרון אקטואלי יעיל בטיפול ביבלות.

בענף הקוסמטיקה

הוא משמש בכמה חומרי ניקוי ציפורניים, גילוח קרמים וסבונים, מאחר שהמאפיין המאכל שלו הופך אותו ליעיל מאוד בפירוק או הסרת רקמות רכות והסרת שיער.

סבונים תמונה של ריטואל. מקור: Pixabay

בחקלאות

הוא משמש בדשנים ובמוצרים חקלאיים אחרים כמו קוטלי עשבים וחומרי הדברה.

בתהליכים כימיים תעשייתיים

KOH שימושי בפעולות ניקוי ובשטיפה או טיהור של גזים תעשייתיים, במיוחד כאשר נדרשת הסרת חומצה.

לדוגמא, בגלל קלות התגובה שלו עם CO ₂ , הוא משמש לספיגת גז זה. יתר על כן, הוא אידיאלי לתגובה עם חומצות, וזו הסיבה שהוא משמש להסרת מימן גופרתי (H ₂ S). ובאופן דומה, כדי להסיר תחמוצות חנקן.

תהליך תעשייתי. תמונה מאת מייקל גאידה. מקור: Pixabay

בתעשיית המזון

הוא משמש להתאמת החומציות, כמייצב וכחומר עיבוי בתעשיית המזון.

זה נחשב על ידי מינהל המזון והתרופות האמריקני, או ה- FDA (בשם ראשי תיבות של מינהל התרופות האנגלי), כמרכיב ישיר במזון לבני אדם, בתנאי שהוא משמש בתנאים הקשורים לשיטות ייצור טובות. .

בהשגת ביו-דיזל

ביו דיזל הוא תחליף דלק נוזלי לסולר או לסולר. הוא מתקבל משמנים צמחיים או משומנים מן החי. KOH שימש כזרז לייצור ביו-דיזל.

מחקרים אחרונים

מזה מספר שנים שמים לב לזיהום הים על ידי פסולת פלסטית, הפוגעת ביותר מ- 550 מינים של עולם החי הימי, הן על ידי בליעת פלסטיק והן על ידי לכודים בפסולת.

מסיבה זו נעשים ניסיונות למצוא שיטות המאפשרות עיבוד דגימות מדרכי העיכול של בעלי חיים, המסת החומר האורגני אך מבלי להמיס את הפלסטיק שנטבע הדגימות.

במובן זה נמצא כי השימוש בפתרונות KOH להפרדת פלסטיקה מחומר אורגני הוא שיטה מעשית ויעילה, שיכולה להועיל מאוד במחקרים כמותיים של בליעת פלסטיק על ידי החי הימי הבר.

הפניות

1. מחמוד א. גנום וננסי סי אישם. (2009). דרמטופיטים ודרמטופיטים. במיקולוגיה קלינית. מהדורה שנייה. התאושש מ- sciencedirect.com.
2. Kühn, S. et al. (2016). השימוש בתמיסת אשלגן הידרוקסיד (KOH) כגישה מתאימה לבידוד הפלסטיק שנטבע אורגניזמים ימיים. בעלון על זיהום ימי. התאושש מ- sciencedirect.com.
3. כותנה, פ. אלברט ווילקינסון, ג'פרי. (1980). כימיה אורגנית מתקדמת. גרסה רביעית. ג'ון וויילי ובניו.
4. קירק-אחר (1994). אנציקלופדיה לטכנולוגיה כימית. כרך 19. המהדורה הרביעית. ג'ון וויילי ובניו.
5. אנציקלופדיה של כימיה תעשייתית של אולמן. (1990). מהדורה חמישית. נפח A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
6. הספרייה הלאומית לרפואה. (2019). אשלגן הידרוקסיד. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Krisada Noiroj, et al. (2009). מחקר השוואתי של KOH / Al ₂ O ₃ וזרזים KOH / NaY לייצור ביו-דיזל באמצעות טרנס-אסטרציה משמן דקלים. באנרגיה מתחדשת. התאושש מ- sciencedirect.com.