Калијум-хидроксид (молекулска формула -{KOХ}-) је хидроксид калијума, и једна од најјачих база.
При нормалним условима калијум-хидроксид је чврста супстанца беле боје густине 2,04 -{g/cm}-³. Обично се производи у облику меких кристалних листића или гранула. Веома добро је растворљив у води нпр. на температури од 0 °C 97 -{g}- на 100 -{cm}-³, а на 20 °C 110 -{g}- на 100 -{cm}-³ -{H}-2O. Процес растварања је егзотерман. Температура топљења калијум хидроксида је 406+ °C а температура кључања 1320 °C. Калијум хидроксид и његов водени раствор прима из ваздуха угљен-диоксид градећи калијум карбонат. Калијум хидроксид нагриза кожу и изазива озбиљне ране. -{LD}-50 (пацов, преко уста) износи 250 - 400 -{mg/kg}-.
Његова молекулска маса је 56,1 -{u}-.
Добија се реакцијом калијума са водом. У већим количинама добија се електролизом раствора калијум хлорида. Пре се добијао растварањем пепела у води али такав калијум-хидроксид није био потпуно чист.
Калијум-хидроксид се користи за производњу сапуна, у органским синтезама као јака база и у средствима за чишћење цеви.
Својства и структура
-{KOH}- показује високу термичку стабилност. Због своје високе стабилности и релативно ниске тачке топљења, често се лије у облику пелета или шипки, облика који имају малу површину и погодна својства за руковање. Ове пелете постају лепљиве на ваздуху јер је -{KOH}- хигроскопан. Већина комерцијалних узорака је око 90% чисто, остатак чине вода и карбонати. Његово растварање у води је јако егзотермно. Концентровани водени раствори се понекад називају калијумовим лужинама. Чак и на високим температурама, чврсти -{KOH}- се не дехидрира лако.
Структура
На вишим температурама, чврсти -{KOH}- се кристализује у кристалној структури -{NaCl}-. -{OH}- група бива брзо или насумично поремећена тако да је група ефективно сферни анјон полупречника 1,53 Å (између величине и ). На собној температури, групе су уређене и окружење око центара је изобличено, са растојањима у распону од 2,69 до 3,15 Å, у зависности од оријентације -{OH}- групе. -{KOH}- формира низ кристалних хидрата, и то монохидрат -{KOH}-, дихидрат -{KOH}- и тетрахидрат -{KOH}-.
Реакције Растворљивост и својства исушивања
Око 121 -{g}- -{KOH}- се раствори у 100 -{mL}- воде на собној температури, што је у супротности са 100 -{g/100 mL}- за -{NaOH}-. Дакле, на моларној основи, -{NaOH}- је мало растворљивији од -{KOH}-. Алкохол ниже молекуларне тежине као што су метанол, етанол и пропаноли су такође одлични растварачи. Они учествују у киселинско-базној равнотежи. У случају метанола, калијум метоксид (метилат) формира: -{KOH + CH3OH CH3OK + }-
Због свог високог афинитета према води, -{KOH}- служи као десикант у лабораторији. Често се користи за сушење основних растварача, посебно амина и пиридина.
Као нуклеофил у органској хемији
-{KOH}-, као и -{NaOH}-, служи као извор , високо нуклеофилног анјона који напада поларне везе у неорганским и у органским материјалима. Водени -{KOH}- сапонификује естре: -{KOH + RCOOR' → RCOOK + R'OH}-
Када је -{R}- дугачак ланац, производ се назива калијумски сапун. Ова реакција се манифестује „масним“ осећајем који -{KOH}- даје када се додирне — масти на кожи се брзо претварају у сапун и глицерол.
Растопљени -{KOH}- се користи за замењивање халогенида и других одлазећих група. Реакција је посебно корисна за ароматичне реагенсе да дају одговарајуће феноле.
Реакције са неорганским једињењима
Комплементарно својој реактивности према киселинама, -{KOH}- напада оксиде. Дакле, -{SiO}-2 бива нападнут са -{KOH}- дајући растворљиве калијум силикате. -{KOH}- реагује са угљен-диоксидом дајући калијум бикарбонат: -{KOH + CO2 → KHCO3}-
Производња
Историјски гледано, -{KOH}- је прављен додавањем калијум карбоната у јак раствор калцијум хидроксида (гашени креч). Реакција метатезе соли доводи до таложења чврстог калцијум карбоната, остављајући калијум хидроксид у раствору:
-{Ca(OH)2 + K2CO3 → CaCO3 + 2 KOH}-
Филтрирањем исталоженог калцијум карбоната и кључањем раствора добија се калијум хидроксид („калцинисана или каустична поташа“). Ова метода производње калијум хидроксида је остала доминантна све до касног 19. века, када је у великој мери замењена садашњом методом електролизе раствора калијум хлорида. Метода је аналогна производњи натријум хидроксида (погледајте хлоралкални процес):
-{2 KCl + 2 H2O → 2 KOH + Cl2 + H2}-
Гас водоник се формира као нуспроизвод на катоди; истовремено се одвија анодна оксидација хлоридног јона, формирајући гасовити хлор као нуспродукт. Одвајање анодног и катодног простора у ћелији за електролизу је од суштинског значаја за овај процес.Römpp Chemie-Lexikon, 9th Ed. (in German)
Употребе -{KOH}- и -{NaOH}- се могу користити наизменично за бројне примене, иако је у индустрији пожељнији -{NaOH}- због ниже цене.
Прекурзор других једињења калијума
Многе калијумове соли се припремају реакцијама неутрализације које укључују -{KOH}-. Калијумове соли карбоната, цијанида, перманганата, фосфата и разних силиката се припремају третирањем оксида или киселина са -{KOH}-. Висока растворљивост калијум фосфата је пожељна у ђубривима.
Производња меких сапуна
Сапонификација масти са -{KOH}- се користи за припрему одговарајућих „калијумских сапуна”, који су мекши од уобичајених сапуна добијених применом натријум хидроксида. Због своје мекоће и веће растворљивости, калијумови сапуни захтевају мање воде да би се растопили и стога могу да садрже више средства за чишћење него течни натријум сапуни.
Као електролит thumb|left|alt=Potassium carbonate, formed from the hydroxide solution leaking from an alkaline battery|Калијум карбонат, формиран из раствора хидроксида који цури из алкалне батерије
Водени раствор калијум хидроксида се користи као електролит у алкалним батеријама на бази никл-кадмијума, никл-водоника и манган-диоксида-цинка. Калијум хидроксид је пожељнији у односу на натријум хидроксид јер су његови раствори проводљивији. Никл-метал хидридне батерије у Тојоти Прајус користе мешавину калијум хидроксида и натријум хидроксида. Никл-гвоздене батерије такође користе калијум хидроксидни електролит.
Прехрамбена индустрија
У прехрамбеним производима, калијум хидроксид делује као згушњивач хране, средство за контролу -{pH}- и стабилизатор хране. FDA га сматра генерално безбедним као директан састојак хране када се користи у складу са добром произвођачком праксом. У Е бројевном систему је познат као Е525.
Специјализоване апликације
Као и натријум хидроксид, калијум хидроксид налази примену бројним специјализованим околностима, од којих се практично сви видови примене ослањају на његова својства јаке хемијске базе са последичном способношћу да разгради многе материјале. На пример, у процесу који се обично назива „хемијска кремација“ или „ресомација“, калијум хидроксид убрзава разградњу меких ткива, животињских и људских, да би за собом оставио само кости и друга тврда ткива. Ентомолози који желе да проучавају фину структуру анатомије инсеката могу користити 10% водени раствор -{KOH}- да би применили овај процес.
Референце
Спољашње везе
Newscientist article dn10104 MSDS from JTBaker CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
Категорија:Неорганска једињења Категорија:Хидроксиди Категорија:Једињења калијума Категорија:Фотографске хемикалије Категорија:Деликвесцентне супстанце