酸化カリウムもカリウムの酸化物と呼ばれるが、とイオン性塩及びカリウム酸素である式K 2 Oをその構造を図1(EMBL-EBI、2016)に提示されています。
K 2 Oは最も単純な酸化カリウムであり、非常に反応性の高い化合物であり、ほとんど見つかりません。肥料やセメントなどの一部の市販材料は、化学物質K 2 Oの混合物に相当する組成のパーセンテージを想定してテストされます。
図1:酸化カリウムの構造。
酸化カリウムは、水酸化カリウム(苛性カリ)と金属カリウムから450°Cで生成され、分子水素(POTASSIUM OXIDE K2O、SF)を生成します。
2K + 2KOH * 2K 2 O + H 2(450°C)。
また、反応に従って過酸化カリウムを還元することによっても得られます。
2K 2 O 2 →K 2 O + O 2(530°C)。
酸化カリウムを得る別の方法は、次の反応で示されるように、炭酸カリウムを高温で加熱することによるものです。
K 2 CO 3 ⇌K 2 O + CO 2(T> 1200℃C)。
ただし、酸化カリウムを得る主な方法は、次の反応で示されるように、硝酸カリウムを加熱して分子状窒素を得る方法です。
2KNO 3 + 10K→6K 2 O + N 2
物理的及び化学的性質
酸化カリウムは、特徴的な芳香のない黄色がかった四面体結晶です(National Center for Biotechnology Information。、2017)。その外観を図2に示します(アメリカの要素、SF)。
図2:酸化カリウムの外観。
この化合物の分子量は94.2 g / molで、密度は24°Cで2.13 g / mlです。融点は740°Cですが、300°Cで分解し始めます(Royal Society of Chemistry、2015年)。
この化合物は耐熱性があり、エタノールとエーテルに可溶です。K 2 Oはアンチフルオライト構造で結晶化します。このため、陰イオンと陽イオンの位置は、CaF 2での位置とは逆になり、カリウムイオンは4つの酸化物イオンに、酸化物イオンは8つのカリウムに配位します。
K 2 Oは塩基性酸化物であり、水と激しく反応して苛性水酸化カリウムを生成します。それは潮解性であり、大気から水を吸収し、この激しい反応を開始します。
酸化カリウムは350°Cで過酸化カリウムに可逆的に酸化され、塩酸などの酸と激しく反応し、反応に従ってカリウム塩を形成します。
K 2 O +二塩酸→2KCl + H 2 O.
この化合物は、二酸化窒素と反応して、150〜200°Cの温度で硝酸カリウムと亜硝酸塩を形成します。
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
酸化カリウムは低温でアンモニアと反応し、反応に従ってアミドと水酸化カリウムを形成します。
K 2 O + NH 3(1)→KNH 2 ↓+ KOH(-50°C)。
反応性と危険性
酸化カリウムは不安定な物質です。それは他の酸化カリウム、過酸化物、または酸化カリウム(KHO)に簡単に酸化されます。この化合物は可燃性ではありませんが、水と激しくかつ発熱的に反応して、水酸化カリウム(KOH)を形成します。
酸化カリウムの水溶液は強塩基で、酸と激しく反応し、腐食性があります。水と激しく反応し、水酸化カリウムを生成します。水の存在下で多くの金属を攻撃します(国立労働安全衛生研究所、2014年)。
摂取した場合、眼、皮膚、気道に対して腐食性を示す。エアロゾルを吸入すると、肺水腫を引き起こす可能性があります。肺水腫の症状は数時間現れないことが多く、運動により悪化します。
目に入った場合は、コンタクトレンズを着用しているかどうかを確認し、すぐに外してください。まぶたを開いた状態で、目を少なくとも15分間流水で洗い流してください。冷水も使用できます。眼軟膏は使用しないでください。
化学物質が衣服に付着した場合は、自分の手と体を保護して、できるだけ早くそれを脱いでください。犠牲者を安全シャワーの下に置いてください。
化学物質が手などの被害者の露出した皮膚に蓄積する場合、汚染された皮膚は流水と非研磨石鹸で優しく慎重に洗われます。冷水も使用できます。刺激が続く場合は、医師の診察を受けてください。汚染された衣類を再度使用する前に洗ってください。
皮膚との接触が激しい場合は、消毒用石鹸で洗い、汚染された皮膚を抗菌クリームで覆ってください。
吸入した場合、被害者は換気の良い場所で休息できるようにする必要があります。吸入が激しい場合、被害者はできるだけ早く安全な場所に避難する必要があります。
襟、ベルト、ネクタイなどのきつい服を緩めます。被害者の呼吸が困難な場合は、酸素を投与する必要があります。犠牲者が呼吸していない場合は、口対口蘇生法が行われます。
吸入した物質が有毒、感染性、または腐食性である場合、援助を提供する人が口から口へ蘇生することは危険である可能性があることを常に心に留めておいてください。
摂取した場合、嘔吐を引き起こさないでください。シャツの襟、ベルト、ネクタイなどのきつい服を緩めます。犠牲者が呼吸していない場合は、口対口蘇生法を実行します。すべての場合において、ただちに医師の診察を受ける必要があります(IPCS、SF)。
用途
化学式K 2 O(または単に「K」)は、いくつかの産業コンテキストで使用されます:肥料、セメントフォーミュラ、およびガラスフォーミュラのNPK番号。
酸化カリウムはこれらの製品で直接使用されないことがよくありますが、カリウムの量は、炭酸カリウムなどの使用される任意のタイプのカリウム化合物のK 2 O 換算で報告されます。
酸化カリウムは重量で約83%のカリウムですが、塩化カリウムはわずか52%です。塩化カリウムは、同量の酸化カリウムよりも少ないカリウムを提供します。
したがって、肥料が重量で30%の塩化カリウムである場合、酸化カリウムに基づくその標準的なカリウム値は18.8%にすぎません。この物質は年間10〜100トン製造され、ヨーロッパ経済地域に輸入されます。
この物質は、実験室の化学薬品、肥料、ポリマー、および植物保護製品に使用されています。K 2 Oには、別の物質の製造(中間生成物の使用)をもたらす工業的用途があります。
酸化カリウムは、調合および/または再梱包、農業、林業、漁業の分野で使用されます。この物質は、化学薬品、プラスチック製品、鉱物製品(石膏、セメントなど)の製造に使用されます。
酸化カリウムの環境への放出は、工業的使用を通じて発生する可能性があります。別の物質の製造の中間段階として(中間体の使用)、混合物の配合、加工助剤としての、低速での摩耗の工業的加工金属の解放、切断、機械加工、または研磨)。
この物質の他の環境放出は、屋内使用から可能です。例えば、洗濯機/洗剤液、カーケア製品、塗料とコーティングまたは接着剤、芳香剤と芳香剤。
冷蔵庫の冷却液、オイルベースの電気ヒーターなど、放出が最小限の閉鎖システムでの屋内使用にも。
酸化カリウムは、金属、木材、プラスチックの建築および建設資材など、放出率の低い長持ちする素材の屋外で使用されます。
屋内では、家具、おもちゃ、建築材料、カーテン、履物、皮革製品、紙および段ボール製品、電子機器など、放出率の低い長持ちする材料に使用されます。
この物質は、石、石膏、セメント、ガラス、またはセラミックベースの材料(皿、鍋/フライパン、食品保管容器、建築材料、断熱材など)を含む製品に含まれています(ヨーロッパ化学庁、2017年)。
酸化カリウムは、ガラス、光学、セラミック用途に適した、熱的に安定した、非常に不溶性のカリウム源です。酸化物は電気を通しません。
しかしながら、ペロブスカイトの特定の構造化酸化物は、固体酸化物燃料電池および酸素発生システムのカソードでの用途を見出す電子伝導体です。
それらは、少なくとも1つの酸素アニオンと1つの金属カチオンを含む化合物です。それらは非常に安定しており、粘土ボウルなどのセラミック構造の製造や高度な電子機器に役立ちます。
また、航空宇宙の軽量構造部品や、燃料電池などの電気化学用途でイオン伝導性を発揮する部品にも使用されています。
金属酸化物化合物は塩基性無水物であるため、レドックス反応で酸や強力な還元剤と反応します。
参考文献
- アメリカの要素。(SF)。酸化カリウム。americanelements.comから回復しました。
- EMBL-EBI。(2016年9月19日)。酸化カリウム。ChEBIから復元:ebi.ac.uk。
- ヨーロッパの化学機関。(2017年1月12日)。酸化二カリウム。echa.europa.euから回復。
- (SF)。酸化カリウム。inchem.orgから回復。
- 国立バイオテクノロジー情報センター。。(2017年4月29日)。PubChem複合データベース; CID = 9989219。pubchem.ncbi.nlm.nih.govから回復。
- 国立労働安全衛生研究所。(2014年7月1日)。酸化カリウム。cdc.govから回復。
- 酸化カリウムK2O。(SF)。allreactions.comから回復しました。
- 王立化学協会。(2015)。酸化カリウムカリウム。chemspider.comから回復しました。