پتاسیم هیدروکسید

هیدروکسید پتاسیم یک ترکیب غیر آلی با فرمول KOH است که از نظر شکل ظاهری به صورت جامد سفید رنگ است و به شدت خورنده می باشد. معمولاً این ماده را  با نام پتاس سوز آور می شناسند.

همراه با هیدروکسید سدیم (NaOH)، KOH یک پایه قوی اولیه است. کاربردهای صنعتی و طاقچه ای زیادی دارد که بیشتر آن ها از طبیعت سوزاننده و واکنش پذیری آن نسبت به اسیدها استفاده می کنند. KOH به عنوان پیش ساز اکثر صابون های نرم و مایع و همچنین مواد شیمیایی حاوی پتاسیم بسیار قابل توجه است. هیدروکسید پتاسیم یک ترکیب معدنی است که در پتاس یافت می شود. یک پایه قوی، هیدروکسید پتاسیم (KOH) به اشکال مختلفی از جمله گلوله، پولک و پودر به بازار عرضه می شود و در کاربردهای مختلف شیمیایی، صنعتی و تولیدی استفاده می شود.

خواص پتاسیم هیدروکسید

KOH پایداری حرارتی بالایی را نشان می دهد. به دلیل این پایداری بالا و نقطه ذوب نسبتا پایین، اغلب به صورت گلوله یا میله مذاب ریخته می شود، اشکالی که دارای سطح کم و خواص جابجایی راحت هستند. این گلوله ها در هوا چسبناک می شوند، زیرا KOH رطوبت سنجی است. اکثر نمونه های تجاری حدودا حاوی 90٪ کلسیم خالص، باقیمانده آب و کربنات است. انحلال آن در آب به شدت گرمازا است. محلول های آبی غلیظ را گاهی لیز پتاسیم می نامند. حتی در دماهای بالا، KOH جامد به راحتی آبگیری نمی شود.

جدول مشخصات فنی پتاسیم هیدروکسید

تاریخچه پتاسیم هیدروکسید

پتاس کاستیک در اصل از خاکستر چوب به دست می آمد. از لحاظ تاریخی، پیشگامان خاکستر را از آتش چوب خود برای برداشت کربنات پتاسیم برای استفاده در ساخت صابون شسته بودند. واژه پتاس (pot-ash) از این سنت سرچشمه می گیرد و به گلدان ها و خاکسترهایی اطلاق می شود که پیشگامان در فرآیند شستشو استفاده می کردند. هنگامی که کربنات پتاسیم به شدت گرم می شود، گاز دی اکسید کربن تولید می کند و در نتیجه اکسید پتاسیم تولید می شود. واکنش اکسید پتاسیم با آب سپس هیدروکسید پتاسیم تولید می کند.

تولید پتاسیم هیدروکسید

از لحاظ تاریخی،هیدروکسید پتاسیم با افزودن کربنات پتاسیم به محلول قوی هیدروکسید کلسیم (آهک خاموش) ساخته می‌شد. در این واکنش، نمک منجر به رسوب کربنات کلسیم جامد می شود و هیدروکسید پتاسیم را در محلول باقی می گذارد:

Ca(OH)₂ + K₂CO₃ → CaCO₃ + 2 KOH

با فیلتر کردن کربنات کلسیم رسوب شده و جوشاندن محلول، هیدروکسید پتاسیم (“پتاس کلسینه شده یا سوزاننده”) تولید می شود. این روش تولید هیدروکسید پتاسیم تا اواخر قرن نوزدهم، زمانی که تا حد زیادی با روش فعلی الکترولیز محلول‌های کلرید پتاسیم جایگزین شد، غالب باقی ماند. این روش مشابه ساخت هیدروکسید سدیم است:

2 KCl + 2 H₂O → 2 KOH + Cl₂ + H₂

گاز هیدروژن به عنوان یک محصول جانبی روی کاتد تشکیل می شود. به طور همزمان، اکسیداسیون آندی یون کلرید صورت می گیرد و گاز کلر را به عنوان یک محصول جانبی تشکیل می دهد. جداسازی فضای آندی و کاتدی در سلول الکترولیز برای این فرآیند ضروری است.

در واقع امروزه هیدروکسید پتاسیم با استفاده از الکترولیز با استفاده از فناوری سلول غشایی تولید می شود. نمک پتاسیم (به شکل آب نمک) برای تولید هیدروکسید پتاسیم، کلر و هیدروژن الکترولیز می شود.

ساختار پتاسیم هیدروکسید

در دماهای بالاتر، هیدروکسید پتاسیم جامد در ساختار بلوری سدیم کلرید متبلور می شود. گروه OH^– یا به سرعت یا به طور تصادفی بی نظم است، به طوری که به طور موثر یک آنیون کروی با شعاع 1.53 Å (بین Cl^– و F^– در اندازه) است. در دمای اتاق، گروه‌های OH^– مرتب می‌شوند و محیط پیرامون مراکز K⁺  تحریف می‌شود، با فواصل K⁺-OH- از 2.69 تا 3.15 آنگستروم، بسته به جهت‌گیری گروه OH. KOH یک سری هیدرات های کریستالی را تشکیل می دهد، یعنی مونوهیدرات KOH · H₂O، دی هیدرات KOH · 2H₂O و تترا هیدرات KOH · 4H₂O.

خاصیت حلالیت و خشک کنندگی پتاسیم هیدروکسید

حدود 112 گرم KOH در 100 میلی لیتر آب در دمای اتاق حل می شود که با 100 گرم در 100 میلی لیتر برای NaOH در تضاد است. بنابراین بر اساس مولی، KOH کمی بیشتر از NaOH محلول است. الکل های با وزن مولکولی پایین مانند متانول، اتانول و پروپانول ها نیز حلال های عالی هستند. آن ها در تعادل اسید و باز شرکت می کنند. در مورد متانول، متوکسید پتاسیم (متیلات) تشکیل می شود:

KOH + CH₃OH → CH₃OK + H₂O

به دلیل تمایل زیاد به آب، KOH به عنوان یک ماده خشک کن در آزمایشگاه عمل می کند. اغلب برای خشک کردن حلال های اساسی، به ویژه آمین ها و پیریدین ها استفاده می شود.

کاربرد پتاسیم هیدروکسید به عنوان یک هسته دوست در شیمی آلی

KOH، مانندNaOH ، به عنوان منبعOH^– ، یک آنیون بسیار هسته دوست است که به پیوندهای قطبی در مواد معدنی و آلی حمله می کند. این ماده آبی، استرها را صابونی می کند:

KOH + RCOOR’ → RCOOK + R’OH

هنگامی که R یک زنجیره بلند باشد، محصول را صابون پتاسیم می نامند. این واکنش با احساس “چربی” که KOH در هنگام لمس ایجاد می کند، آشکار می شود. چربی های روی پوست به سرعت به صابون و گلیسرول تبدیل می شوند.

KOH مذاب برای جابجایی هالیدها و سایر گروه های ترک استفاده می شود. این واکنش به ویژه برای معرف های معطر مفید است تا فنل های مربوطه را به دست آورند.

واکنش پتاسیم هیدروکسید با ترکیبات معدنی

مکمل واکنش پذیری آن نسبت به اسیدها،KOH  به اکسیدها حمله می کند. بنابراین، SiO₂ توسط KOH مورد حمله قرار می گیرد، تا سیلیکات های پتاسیم محلول به دست آورد. پتاسیم هیدروکسید با دی اکسید کربن واکنش می دهد و بی کربنات پتاسیم را تشکیل می دهد:

KOH + CO₂ → KHCO₃

کاربرد پتاسیم هیدروکسید در کشاورزی

هیدروکسید پتاسیم ماده شیمیایی ارجح برای افزایش pH است و معمولاً در کشاورزی، کودها و محصولات غذایی استفاده می شود. آیا می دانید تا 10 درصد خاکستر چوب را می توان به عنوان پتاس بازیافت کرد؟ پتاس به دلیل داشتن منبع عالی پتاسیم محلول به عنوان کود کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد.

یکی از بسیاری از صنایع مزایای هیدروکسید پتاسیم، صنعت کشاورزی است. شاخص نمک کم و حلالیت بالای هیدروکسید پتاسیم آن را برای مخلوط کودهای مایع ایده آل می کند. پتاسیم سیستم ریشه گیاهان را تقویت می کند، که مقاومت در برابر بیماری را در گیاهان تقویت می کند، عملکرد و کیفیت کلی محصولات را افزایش می دهد، از پژمردگی جلوگیری می کند و تحمل به خشکی محصولات را بهبود می بخشد.

5  مزیتی که نشان می دهد، هیدروکسید پتاسیم برای صنعت کشاورزی مفید است:

1. هیدروکسید پتاسیم برای تولید کودهایی استفاده می شود که عنصر پتاسیم (یکی از مواد غذایی اصلی گیاهی) را به محصولات کشاورزی، به ویژه برای محصولاتی که نمی توانند یون های کلرید را تحمل کنند، تامین می کند. پتاسیم یکی از 3 ماده مغذی بزرگ (نیتروژن، فسفر و پتاسیم) است که مواد مغذی اساسی کودهای تجاری امروزی را تامین می کند.
2. از اشکال مایع پتاسیم برای کاربرد درون شیار به عنوان کود اولیه استفاده می شود. این کودها با کلرید پتاسیم (KCI) یا هیدروکسید پتاسیم (KOH) تولید می شوند. کودهای حاوی هیدروکسید پتاسیم برای قرار دادن بذر ایمن تر هستند زیرا ترکیبات پتاسیم-فسفات را تشکیل می دهند که به محتوای نمک کود کمک نمی کند.
3. همچنین در علف کش ها و قارچ کش ها استفاده می شود.
4. به عنوان یک قلیایی، هیدروکسید پتاسیم به تنظیم pH خاک های اسیدی کمک می کند.
5. مخلوطی از اسید فسفریک (ترکیب غیر آفت کش) و هیدروکسید پتاسیم برای پیشگیری از آفات و بیماری ها به طور مرتب روی گیاهان اسپری می شود. این عمل محصولات برداشت شده را عاری از بقایای آفت کش می گذارد.

کاربرد هیدروکسید پتاسیم به عنوان جایگزین

KOH و NaOH را می توان به جای یکدیگر برای تعدادی از کاربردها استفاده کرد، اگرچه در صنعت، NaOH به دلیل هزینه کمتر آن ترجیح داده می شود.

کاربرد پتاسیم هیدروکسید

• به عنوان کاتالیزور برای فرآیند هیدروترمال گازی شدن استفاده می شود.
• پیش ساز سایر ترکیبات پتاسیم می باشد.
• در تولید صابون های نرم به کار می رود.
• به عنوان یک الکترولیت کاربرد دارد.
• در صنایع غذایی مصرف می شود.
• هیدروکسید پتاسیم کاربردهای تخصصی متعددی را به خود جذب می کند، که تقریباً همه آن ها به خواص آن به عنوان یک پایه شیمیایی قوی و در نتیجه توانایی آن در تجزیه بسیاری از مواد متکی هستند. به عنوان مثال، در فرآیندی که معمولاً به آن «سوزاندن شیمیایی» یا «رزوماسیون» می‌گویند، هیدروکسید پتاسیم تجزیه بافت‌های نرم، اعم از حیوانات و انسان‌ها را تسریع می‌کند و تنها استخوان‌ها و سایر بافت‌های سخت را از خود به جای می‌گذارد.
• در حشره شناسانی که مایل به مطالعه ساختار ظریف آناتومی حشرات هستند، ممکن است از محلول آبی 10% KOH برای اعمال این فرآیند استفاده کنند.
• در سنتز شیمیایی، برای تولید نمک با کیفیت استفاده می شود.
• خواص خورندگی هیدروکسید پتاسیم آن را به یک عنصر مفید در مواد و موادی که سطوح و موادی که خود می توانند در برابر خوردگی توسط KOH مقاومت می کنند تمیز و ضدعفونی کنند، تبدیل می کند.
• KOH همچنین برای ساخت تراشه های نیمه هادی (به عنوان مثال حکاکی مرطوب ناهمسانگرد) استفاده می شود.
• هیدروکسید پتاسیم اغلب ماده فعال اصلی در شیمیایی “حذف کننده کوتیکول” است که در درمان های مانیکور استفاده می شود.
• از پتاسیم هیدروکسید برای دباغی چرم نیز استفاده می شود. هیدروکسید پتاسیم برای کمک شیمیایی به حذف مو از پوست حیوانات استفاده می شود. پوست ها برای چند ساعت در محلول KOH و آب خیسانده می شوند تا برای مرحله ریزش مو از فرآیند دباغی آماده شوند.
• هیدروکسید پتاسیم برای شناسایی برخی از گونه های قارچ استفاده می شود. یک محلول آبی 3-5٪ از KOH روی گوشت قارچ اعمال می شود و محقق متوجه می شود که آیا رنگ گوشت تغییر می کند یا نه.

لیست قیمت پتاسیم هیدروکسید