Superoxid de potasiu

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 1 aprilie 2020; verificarea necesită 1 editare .

Superoxid de potasiu

General
Nume sistematic	Superoxid de potasiu
Nume tradiționale	dioxid de potasiu, superoxid de potasiu, hiperoxid de potasiu, superoxid de potasiu
Chim. formulă	KO 2
Proprietăți fizice
Masă molară	71,10 g/ mol
Densitate	2,158 g/cm³
Proprietati termice
Temperatura
• topirea	535°C
Entalpie
• educaţie	−280 kJ/mol
Structura
Structură cristalină	Singonie tetragonală , tip celular CaC 2
Clasificare
Reg. numar CAS	12030-88-5
PubChem	61541
Reg. numărul EINECS	234-746-5
ZÂMBETE	[O-]=O.[K+]
InChI	InChl=1S/K.02/c;1-2/q+1;-1KLHFBSUAIFRMED-UHFFFAOYSA-N
RTECS	TT6053000
ChemSpider	28638468
Siguranță
NFPA 704	0 3 3 BOU
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.
Fișiere media la Wikimedia Commons

Superoxidul de potasiu (dioxid de potasiu, superoxid de potasiu; KO 2 ) este un compus anorganic galben care se formează ca urmare a arderii potasiului topit în oxigen pur . Folosit în multe sisteme de susținere a vieții . Greutate moleculară 71,10. Punct de topire la presiune atmosferică normală 490-530 °C , în vid ( 1-2 mm Hg ) 350-415 °C . Higroscopic, absoarbe vaporii de apă și dioxidul de carbon din aer . Reacționează cu apa și etanolul . Densitate 2,158 g/cm³ .

Obținerea

O modalitate simplă de a-l obține este să ardeți potasiul în oxigen pur:

{\mathsf {K+O_{2}\ {\xrightarrow {\ \ }}\ KO_{2)))

În acest caz, produsul este contaminat cu o impuritate de K 2 O 2 .

Metoda exotică include oxidarea unei soluții de potasiu în amoniac lichid cu oxigen la ≈ -50 ° C :

{\mathsf {K\ {\xrightarrow {O_{2}}}\ K_{2}O_{2}\ {\xrightarrow {O_{2},\tau ^{o}C}}\ KO_{ 2}}}

compoziția depinde de temperatura reacției - cu cât este mai mare, cu atât este mai mare gradul de oxidare.

Proprietăți fizice

Cristale galben-portocalii de singonie tetragonală , grupa spațială I 4/mmm , parametrii celulei a = 0,570 nm , b = 0,672 nm , Z = 4 , tip de ambalare CaC2 .

Punct de topire 535 °C sub presiune de oxigen.

Anterior, formula K 2 O 4 a fost atribuită superoxidului de potasiu , cu toate acestea, studiile cu raze X ale structurii au arătat că substanța constă din ioni K + și O−
2, care corespunde formulei KO 2 [1] .

Proprietăți chimice

Superoxidul de potasiu este instabil și, atunci când este încălzit în vid , desparte oxigenul:

{\mathsf {KO_{2}\ {\xrightarrow {\ 290^{o}C))\ K_{2}O_{2}\ {\xrightarrow {\530^{o}C))\ K_ {2}O}}

Apa descompune superoxidul de potasiu cu eliberarea de oxigen:

{\mathsf {2KO_{2}+2H_{2}O\ {\xrightarrow {\ \ }}\ 2KOH+H_{2}O_{2}+O_{2}\uparrow }}

Acizii diluați descompun superoxidul de potasiu în peroxid de hidrogen și oxigen:

{\mathsf {2KO_{2}+2HCl\ {\xrightarrow {\ \ }}\ 2KCl+H_{2}O_{2}+O_{2}\uparrow }}

Cu acid sulfuric concentrat, ozonul este eliberat :

{\mathsf {2KO_{2}+H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {\ \ }}\ K_{2}SO_{4}+H_{2}O+O_{3}\ Săgeata în sus}}

Superoxidul de potasiu este un agent oxidant puternic:

{\mathsf {2KO_{2}+S\ {\xrightarrow {\ \ }}\ K_{2}SO_{4)))

{\mathsf {4KO_{2}+3C\ {\xrightarrow {\ \ }}\ 2K_{2}CO_{3}+CO_{2}\uparrow }}

{\mathsf {2KO_{2}+2NH_{3}\ \xrightarrow {\ \ } \ 2KOH+2H_{2}O+N_{2}\uparrow ))

Cea mai importantă, în aplicarea practică, este reacția cu dioxidul de carbon :

{\mathsf {4KO_{2}+2CO_{2}\ {\xrightarrow {\H_{2}O))\ 2K_{2}CO_{3}+3O_{2}\uparrow ))

Această reacție este folosită la izolarea măștilor de gaz pentru a purifica aerul expirat.

Cu ajutorul eterului coroană , superoxidul de potasiu a fost dizolvat în solvenți organici și utilizat pentru oxidarea substanțelor organice.

Aplicație

Industrie

Superoxidul de potasiu este folosit în industria chimică ca un puternic agent oxidant , precum și pentru a îndepărta urmele de dioxid de carbon CO 2 și apă H 2 O.

Astronautică și sisteme de susținere a vieții

Superoxidul de potasiu este folosit în cosmonautica rusă ca sursă de oxigen și absorbant de dioxid de carbon . În special, este folosit pe navele rusești Soyuz și în costume speciale pentru plimbări în spațiu . Este, de asemenea, utilizat în echipamentele de protecție chimică pentru generarea autonomă de oxigen și în multe sisteme de susținere a vieții (de exemplu, în aparatele de scufundări de adâncime, auto-salvarea minelor ). Un kilogram de superoxid de potasiu poate absorbi 0,309 kg de CO 2 cu eliberarea a 0,38 kg de oxigen.

Submarine

Este, de asemenea, folosit ca sursă de oxigen de rezervă și absorbant de dioxid de carbon pe submarine și submarine (de exemplu, pe minisubmarinul Priz ).

Biologie

Ca rezultat al reacției superoxidului de potasiu cu apa, se eliberează oxigen . Cu toate acestea, produsul intermediar al acestei reacții în apă este radicalul superoxid , componenta inițială a stresului oxidativ celular , astfel încât superoxidul de potasiu poate fi folosit ca sursă neenzimatică de superoxid (spre deosebire de formarea enzimatică a superoxidului catalizat, de exemplu. , prin xantin oxidaza ) pentru modelul de stres oxidativ.