FOSFOREČNAN DRASELNÝ (K3PO4): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI, POUŽITIA - CHÉMIA - 2026

Fosforečnan draselný je anorganická zlúčenina sa skladá z troch draselných iónov K ⁺ a fosfát iónov PO a ₄ ^3- . Jeho chemický vzorec je K ₃ PO ₄ . Je to bezfarebná alebo biela kryštalická tuhá látka. Je veľmi rozpustný vo vode a vytvára zásadité roztoky, to znamená s mnohými OH iónmi ^- teda zásadité pH.

Fosfátový ión má dôležitú funkciu v bunkách, ktoré súvisia so skladovaním energie. Fosforečnan draselný sa široko používa v organických chemických reakciách, kde môže pôsobiť ako báza, to znamená, berúc H ⁺ protóny . Pri niektorých reakciách môže tiež fungovať ako katalyzátor alebo urýchľovač.

Pevné K draselný ₃ PO ₄ fosfát . Xavier13540 na čínskej Wikipédii. Zdroj: Wikimedia Commons.

Používa sa na zníženie napadnutia určitým hmyzom na rastlinách pšenice, pretože ich voči nim odoláva. Avšak, bolo zistené, že podporuje vývoj metánu (CH ₄ ), skleníkový plyn, z ryže mikrokultúry.

Používa sa okrem iného ako preháňadlo na predĺženie lokálnej anestézie, na zastavenie dutín a na pomoc pri poťahovaní povrchov.

štruktúra

Fosforečnan draselný sa skladá z troch K ⁺ draselných katiónov a PO ₄ ^3- fosfát aniónu .

Ión fosfátu PO ₄ ³ sa skladá z jedného atómu fosforu (P) a zo štyroch atómov kyslíka (O), kde fosfor má oxidačné stav +5 a atómov kyslíka mocnosťou -2.

Štruktúra fosforečnanu draselného K ₃ PO ₄ . Edgar181. Zdroj: Wikimedia Commons.

názvoslovie

• Fosforečnan draselný
• Fosforečnan draselný
• Fosfát draselný trojsýtny
• Ortofosforečnan draselný

vlastnosti

Fyzický stav

Bezfarebná alebo biela kryštalická tuhá látka.

Molekulová hmotnosť

212,27 g / mol

Bod topenia

1340 ° C

Hustota

2564 g / cm ³

rozpustnosť

Veľmi rozpustný vo vode: 106 g / 100 g vody pri 25 ° C. Nerozpustný v etanole.

pH

Roztok sa 1% K ₃ PO ₄ má pH 11.5-12.3.

Chemické vlastnosti

Po rozpustení vo vode sa fosforečnan draselný sa rozdelí na tri katióny draslíka K ⁺ a fosforečnan anión PO ₄ ^3- . Fosfátový anión sa protón z vody a fosforečnanu aniónu HPO ₄ ^{2 je vytvorený} . Ten zase má ďalšie protón z vody a stáva sa dihydrogénfosforečnan anión H ₂ PO ₄ ^- .

PO ₄ ³ + H ₂ O ⇔ HPO ₄ ^2- + OH-

HPO ₄ ² + H ₂ O ⇔ H ₂ PO ₄ ^- + OH ^-

Ako sa tvorí OH ióny ^- vodný roztok sa stane alkalické.

Ďalšie vlastnosti

Okrem bezvodej formy (bez vody) má niekoľko hydratovaných foriem; To znamená, že K ₃ PO ₄ molekula môžu byť sprevádzané jednou alebo viacerými molekulami vody v štruktúre kryštálu.

Z tohto dôvodu môžu tvoriť, napríklad monohydrát K ₃ PO ₄ .H ₂ O, trihydrát K ₃ PO ₄ .3H ₂ O, heptahydrát a nonahydrátu.

Úloha fosfátu v ľudskom tele

Ión fosfátu PO ₄ ³ je najhojnejšia anión v bunkách a hrá dôležitú úlohu pri skladovaní energie.

Fosfátový ión sa tiež podieľa na tvorbe a výžive kostí a zubov, pretože reguluje koncentráciu vápnika v krvnom sére a početné reakcie prenosu energie v bunke.

získanie

Fosforečnan draselný môžu byť získané z reakcie medzi chloridom draselným KCI a fosforečnan amónny (NH ₄ ) _3, PO ₄ .

Chlorid draselný + fosforečnan amónny → Fosforečnan draselný + chlorid amónny

3 KCl + (NH ₄ ) ₃ PO ₄ → K ₃ PO ₄ + 3 NH ₄ Cl

aplikácia

Ako základ organických reakcií

Fosforečnan draselný K ₃ PO ₄ bol použitý v rôznych organických chemických reakcií. Napríklad sa používa pri syntéze acetylénov vychádzajúcich z dibrómovaných zlúčenín.

V tejto syntéze dochádza dehydrobromace (odstránenie vodíka a brómu), kde bezvodý pevný K ₃ PO ₄ (bez vody), pôsobí ako mäkká bázy a berie dva protóny z molekuly, dva atómy brómu eliminované a zodpovedajúci acetylén.

C ₆ H ₅ -CHBr-CH ₂ Br + 2 K ₃ PO ₄ → C ₆ H ₅ -C = CH + 2 + 2 KBr K ₂ HPO ₄

Autor: Clker-Free-Vector-Images. Zdroj: Pixabay.

Ako katalyzátor

K ₃ PO ₄ slúži ako katalyzátor v rôznych organických chemických reakcií. Napríklad sa používa ako pevná látka na získanie bionafty z použitého oleja na vyprážanie.

Bionafta je palivo podobné nafte, ale získané z prírodných tukov alebo olejov, ktoré sa používajú alebo nie.

Fosforečnan draselný bol účinnejší ako katalyzátora alebo urýchľovača tejto reakcie, než na báze fosforečnanu sodného Na ₃ PO ₄ a oxidu vápenatého CaO.

V poľnohospodárstve

K ₃ PO ₄ sa používa na liečbu pšeničných rastlín a aby boli odolné voči určitým škodcom.

Pšenica rastliny môžu byť liečení K ₃ PO _4, tak, aby boli odolné voči niektorým typom hmyzu. Autor: Hans Braxmeier. Zdroj: Pixabay.

Niektorí vedci ošetrili sadenice pšenice fosforečnanom draselným a ukázalo sa, že vyvoláva rezistenciu voči vošky Diuraphis noxia, hmyzu, ktorý tieto rastliny napadá.

Po nanesení zriedený roztok K ₃ PO ₄ na sadenice, bol pozorovaný menší závažnosť príznakov spôsobených týmito hmyzom a zníženie počtu vošiek kŕmených ne.

Autor: Hans Braxmeier. Zdroj: Pixabay.

V lekárskych aplikáciách

Fosforečnan draselný sa používa na zmenu anestetického účinku lidokaínu, lokálneho anestetika. Lokálne anestetikum je liek, ktorý pri aplikácii na oblasť tela spôsobuje stratu citlivosti na bolesť v tejto oblasti.

Bolo zistené, že K ₃ PO ₄ umožňuje predĺžiť lokálnej anestézii lidokaínu.

Ako preháňadlo

Fosforečnan draselný zvyšuje tekutosť črevného obsahu, pretože pomáha zadržiavať vodu v čreve, čo nepriamo vyvoláva kontrakcie črevného svalu.

Vo veterinárnej medicíne

K ₃ PO ₄ sa používa u zvierat s diabetickej ketoacidózy (komplikácie cukrovky) na liečbu hypofosfatémiou (nízke množstvo fosfátov v krvi).

Ak sa však podáva v nadbytku, môže spôsobiť hypokalciémiu (nízky obsah vápnika v krvi), hyperfosfatémiu (nadbytok fosfátu v krvi), nedobrovoľnú kontrakciu svalov, mineralizáciu mäkkých tkanív a zlyhanie obličiek.

Psy s diabetickou acidózou sa môžu liečiť fosforečnanom draselným. Autor: David Mark. Zdroj: Pixabay.

Pri získavaní DNA

Fosforečnan draselný sa používa ako tlmivý roztok na čistenie DNA v genetických laboratóriách.

DNA je proteín nachádzajúci sa v bunkách a obsahuje všetky genetické informácie potrebné na vývoj a fungovanie živých bytostí.

Izolovaním DNA vedci skúmajú, ako sa prenášajú dedičné vlastnosti, a preto je fosforečnan draselný veľmi nápomocný.

Kreslenie molekuly DNA. Autor: PublicDomainPictures. Zdroj: Pixabay.

V rôznych aplikáciách

Fosforečnan draselný K ₃ PO ₄ Porcia:

• ako doplnok výživy,
• na výmenu elektrolytu,
• ako tlmivý roztok, tj ako chemický systém, ktorý umožňuje regulovať hladiny iónov OH ^- alebo vodíka H ⁺ vo vodnom roztoku,
• spomaliť alebo potlačiť zubný kaz,
• ako inhibítor korózie a prostriedok proti znečisteniu,
• ako činidlo na úpravu povrchu a poťahovacie činidlo,
• ako nemrznúca zmes,
• v čistiacich prostriedkoch.

Korodované rúry. K ₃ PO ₄ umožňuje zabrániť korózii v potrubiach niektorých priemyselných odvetví alebo procesov. Autor: Michael Gaida. Zdroj: Pixabay.

Negatívny aspekt použitia v poľnohospodárstve

Niektoré vedci zistili, že pridanie K ₃ PO ₄ na ryžu mikrokultivačních zvyšuje emisie metánu (CH ₄ ) do atmosféry. Metán je plyn, ktorý prispieva k skleníkovému efektu a zvyšuje teplotu našej planéty.

Referencie

1. Americká národná lekárska knižnica. (2019). Fosforečnan draselný. Získané z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Panciera, DL (2012). Kvapalná terapia pri endokrinných a metabolických poruchách. Suplementácia fosforu. Pri poruchách tekutín, elektrolytov a kyselín v praxi malých zvierat (štvrté vydanie). Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
3. Shenawi-Khalil, S. a kol. (2012). Syntéza acetylénov dehydrobromáciou s použitím pevného bezvodého fosforečnanu draselného ako bázy za podmienok fázového prenosu. Tetrahedron Letters, zväzok 53, vydanie 18, 2012, strany 2295-2297. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
4. Guan, G. a kol. (2009). Fosforečnan draselný ako pevný katalyzátor na výrobu bionafty z odpadového oleja na varenie. Technológia spracovania paliva, zväzok 90, vydanie 4, 2009, strany 520-524. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
5. Kulkami, MA (2012). Mechanický prístup na rýchlu a bezrozpúšťadlovú syntézu a-hydroxyfosfonátov s použitím fosforečnanu draselného ako katalyzátora. Comptes Rendus Chimie, zv. 16, 2. vydanie, 2013, str. 148-152. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
6. Venter, E. a kol. (2014). Fosforečnan draselný indukuje toleranciu voči voškám ruskej pšenice (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) v pšenici. Crop Protection Vol 61, júl 2014, strany 43-50. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
7. Bonturi, N. a kol. (2013). Citrát sodný a fosforečnan draselný ako alternatívne adsorpčné tlmivé roztoky v hydrofóbnom a aromatickom tiofilnom chromatografickom čistení plazmidovej DNA z neutralizovaného lyzátu. Journal of Chromatography B, zväzky 919-920, 2013, strany 67-74. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
8. Conrad, R. a Klose, M. (2005). Vplyv hnojenia na báze fosforečnanu draselného o produkcii a emisie metánu a jeho ¹³ C-stabilný izotop prostriedku v ryže mikrosveta. Soil Biology and Biochemistry, zväzok 37, vydanie 11, 2005, strany 2099-2108. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
9. Lide, DR (editor) (2003). CRC Príručka chémie a fyziky. 85 ^th CRC Press.
10. Smokefoot. (2019). Fosforečnan draselný. Obnovené z en.wikipedia.org