Estrutura de Sulfato de Potássio (K2SO4), Propriedades, Usos, Síntese

Ele Sulfato de potássio É um sal inorgânico inorgânico ou incolor₂SW₄. Já era conhecido no século XIV, sendo chamado no século XVII como sal duplicado, pois é uma combinação de sal ácido e um sal alcalino.

O sulfato de potássio é mineral em Arcanita, mas sua apresentação nos sais de tassfurt de So So -é mais comum. Estes estão cozinhando sulfatos de potássio, magnésio, cálcio e sódio, observáveis ​​em minerais como Leonita e Polyhalita.

Fórmula estrutural de sulfato de potássio. Fonte: Kemikungen [domínio público]

O sulfato de potássio é um pouco de sal tóxico e só produz contato com os olhos, o trato respiratório ou o trato digestivo. Não há evidências de ação carcinogênica ou mutagênica.

O sulfato de potássio é usado como fertilizante, especialmente em culturas suscetíveis a cloretos; É o caso do tabaco e das batatas. O composto fornece potássio, um dos três principais nutrientes das plantas e enxofre, que está presente em suas proteínas.

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Estrutura

Fases cristalinas

Estrutura cristalina de sulfato de potássio. Fonte: Ra'ike (Wikipedia) [CC0]

A primeira imagem mostrou a fórmula estrutural de sulfato de potássio. Para cada ânion então₄^2-, de geometria tetraédrica, existem dois K cátions⁺, que pode ser representado por esferas roxas (imagem superior).

Então, acima, você tem a estrutura cristalina ortorrômbica do K₂SW₄, Com o SOS₄^2- representado por esferas amarelas e vermelhas; Enquanto K cátions⁺, Já disse, eles são esferas roxas (um pouco fortalecidas).

Essa representação pode causar confusão se se pensa que as barras realmente correspondem aos links de coordenação. Em vez disso, eles indicam que íons interage direta ou de perto com outro ao redor. É por isso que cada oxigênio "se conecta" com cinco k⁺ (QUALQUER₃SW^2-- K⁺), E estes, por sua vez, com dez oxigênio de outros ânions de sulfatos circundantes.

Há então uma esfera de coordenação um tanto "rara" para o potássio no k₂SW₄:

Esfera de coordenação para íons de potássio em seu sal de sulfato. Fonte: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

Esta estrutura cristalina corresponde ao polimorfo β-k₂SW₄. Quando aquecido para 583 ºC, ocorre uma transição para a fase α-k₂SW₄, que é hexagonal.

Emaranhado de íons

Certamente a estrutura de k₂SW₄ É extraordinariamente complicado para um sal inorgânico. Seus íons estão posicionados formando um tipo de emaranhado sem sentido e, à primeira vista, sem periodicidade.

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Aqueles que se dedicam à cristalografia podem abordar o referido emaranhado de maneira mais apropriada e descritiva, observando -a dos três eixos espaciais.

Observe que sua estrutura emaranhada poderia explicar por que k₂SW₄ Não forma hidratos: moléculas H₂Ou eles têm como a rede cristalina para hidratar cátions de potássio penetra.

Além disso, com tantas interações cobertas no emaranhado de íons, espera -se que a referida rede cristalina tenha estabilidade suficiente na frente do calor; E de fato, isso acontece, já que o ponto de fusão do K₂SW₄ É 1.069 ºC, o que mostra que seus íons são fortemente coesos.

Propriedades físicas e químicas

Aparência do sulfato de potássio

Nomes

-Sulfato de potássio

-Sulfato de Potassa

-Arcanita

-Enxofre potassa

Massa molar

174.259 g/mol

Aparência física

Sólido de cristais brancos, grânulos ou poeira, banheiros e sabor amargo.

Densidade

2,66 g/cm³

Ponto de fusão

1.069 ºC

Ponto de ebulição

1.689 ºC

Solubilidade em água

111 g/l a 20 ºC

120 g/L a 25 ºC

240 g/l a 100 ºC

A solubilidade da água diminui devido à presença de cloreto de potássio, KCl ou sulfato de amônio (NH₄)₂SW₄, Devido ao efeito de íons comum.

Solubilidade em solventes orgânicos

Ligeiramente solúvel em glicerol, mas insolúvel em acetona e sulfeto de carbono.

Índice de Refração (ND)

1.495

Reatividade

O sulfato de potássio pode reagir com ácido sulfúrico, acidificante para formar bissulfato de potássio (KHSO₄). Pode ser reduzido a altas temperaturas ao sulfeto de potássio (k₂S).

Síntese

Primeiro método

O sulfato de potássio é sintetizado pela reação de cloreto de potássio com ácido sulfúrico. A síntese de sulfato de potássio ocorre em duas etapas. O primeiro passo envolve a formação de bissulfato de potássio.

Esta é uma reação exotérmica, pois libera calor e, portanto, não requer suprimento de calor externo. A reação é feita à temperatura ambiente.

Kcl +h₂SW₄  => Hcl +khso₄

A segunda etapa da reação é endotérmica, ou seja, que requer o suprimento de calor para que possa ocorrer.

KCL +KHSO₄  => Hcl +k₂SW₄

Segundo método

O sulfato de potássio pode ser sintetizado pela reação da neutralização do ácido sulfúrico com uma base, hidróxido de potássio:

H₂SW₄  +   2 koh => k₂SW₄   +   2 h₂QUALQUER

Terceiro método

O sulfato de potássio é produzido pela reação de dióxido de enxofre, oxigênio, potássio e cloreto de água.

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Quarto método

O sulfato de potássio ocorre por extração de sulfato de potássio presente em uma salmoura da Bacia do Loop Nur, China. O sulfato de potássio é separado dos componentes insolúveis da salmoura, adicionando fosfato de tripolifus / uréia por tripolifus de sódio / uréia.

Este composto aumenta a diferença entre a solubilidade do sulfato de potássio e a solubilidade dos outros compostos menos solúveis, alcançando, de acordo com os criadores do método, um sulfato de potássio 100 % puro. Em um sentido estrito, não é um método de síntese, mas é um novo método de extração.

Formulários

Fertilizante

O sulfato de potássio é usado em culturas de tabaco. Fonte: pxhere.

O uso de sulfato de potássio como fertilizante é sua principal aplicação. 90% de sua produção total é usada para esse fim. Seu uso é preferido ao cloreto de potássio nas culturas sensíveis à presença de cloreto no solo; Por exemplo de tabaco.

O sulfato de potássio tem um teor de potássio de 40 a 44%, enquanto sua concentração de enxofre representa 17-18% do composto. O potássio é necessário para desempenhar muitas funções essenciais para as plantas, pois ativa reações enzimáticas, síntese de proteínas, formação de amido etc.

Além disso, o potássio intervém na regulação do fluxo de água nas folhas. O enxofre é necessário para a síntese de proteínas, pois está presente em aminoácidos que o possuem; Esse é o caso de meionina, cisteína e cistina, e também intervém em reações enzimáticas.

Até o sulfato de potássio é usado pelo aspersor em partículas de sulfato de potássio menores que 0,015 mm.

Uso industrial e como matéria -prima

O sulfato de potássio cru é usado na fabricação de vidro e na fabricação de alumínio e carbonato de potássio. É usado como reagente na fabricação de cosméticos. É usado na fabricação de cerveja como um agente de água corretivo.

Medicamento

É usado para corrigir uma diminuição grave na concentração plasmática de potássio (hipocalemia), produto do uso excessivo de diuréticos que aumentam a excreção urinária de potássio.

O potássio é o principal íon intracelular de células excitáveis, incluindo cardíaco. Portanto, uma diminuição grave no potássio no plasma compromete o funcionalismo cardíaco, tendo que corrigir imediatamente.

O sulfato de potássio tem uma ação catártica, ou seja, favorece a expulsão das fezes do cólon. Por esse motivo, uma mistura de potássio, magnésio e sulfatos de sódio é usada para limpar as fezes antes de realizar uma colonoscopia, o que permite uma melhor visualização do cólon pelo médico.

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Veterinario

O sulfato de potássio tem sido usado para reduzir a exigência de métodina na alimentação de aves. A presença de um sulfato de potássio a 0,1 % nos alimentos de galinhas depositada está associada a um aumento de 5 % na produção de ovos.

Sabor alimentar

É um agente aromatizante que dá aos alimentos um sabor amargo e salino desejável em alguns deles. Além disso, note -se que o sulfato de potássio é dotado dos quatro sabores básicos: doçura, amargura, acidez e salinidade.

Salinidade, acidez e amargura aumentam com a concentração de sulfato de potássio, enquanto a doçura diminui.

Outros usos

O sulfato de potássio é usado como pirotécnica, em combinação com nitrato de potássio, para gerar uma chama roxa. É usado como um redutor flash nas cargas de propulsores de artilharia.

Além disso, é usado como um agente que aumenta a viscosidade em produtos cosméticos, como cremes faciais.

Riscos

O sulfato de potássio é um pouco tóxico e muito baixa letalidade. LD50 para dose oral em ratos é 6.600 mg / kg de peso animal, o que indica que é necessária uma dose alta para produzir a morte do mouse. O mesmo valor de LD50 é apresentado em ratos.

Aos olhos, por contato, o sulfato de potássio pode produzir irritação mecânica. Na pele, o sulfato de potássio causa pouco dano ao manejo industrial.

Por ingestão, o sulfato de potássio pode causar irritação gastrointestinal com náusea, vômito e diarréia. E, finalmente, a inalação de poeira de sulfato de potássio causa irritação no trato respiratório.

Referências

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