SÍRAN DRASELNÝ (K2SO4): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI, POUŽITIE, SYNTÉZA - CHÉMIA - 2026

Síran draselný je anorganická soľ biela alebo bezfarebná s chemickým vzorcom K ₂ SO ₄ . To bolo známe už v 14. storočí a v 17. storočí sa nazývalo duplikát soli, pretože ide o kombináciu kyslej soli a zásaditej soli.

Síran draselný sa vyskytuje v minerálnej forme v arkate, ale jeho prítomnosť je častejšia v tzv. Stassfurtských soliach. Sú to kokryštalizácia kryštálov síranu draselného, ​​horčíka, vápnika a sodíka, pozorovateľných v mineráloch, ako je leonit a polyhalit.

Štruktúrny vzorec síranu draselného. Zdroj: Kemikungen

Síran draselný je málo toxická soľ a spôsobuje podráždenie len pri kontakte s očami, dýchacími cestami alebo zažívacím traktom. Neexistuje dôkaz karcinogénneho alebo mutagénneho účinku.

Síran draselný sa používa ako hnojivo, najmä v plodinách, ktoré sú citlivé na chloridy; to je prípad tabaku a zemiakov. Zlúčenina poskytuje draslík, jednu z troch hlavných živín v rastlinách a síru, ktorá je prítomná v ich proteínoch.

štruktúra

Kryštalické fázy

Zamotaná kryštalická štruktúra síranu draselného. Zdroj: Ra'ike (Wikipedia)

Na prvom obrázku je znázornený štruktúrny vzorec síranu draselného. Pre každý SO ₄ ^2- aniónu , z štvorboká geometriu, existujú dva K ⁺ katióny , ktoré môžu byť reprezentované fialovej oblasti (horný fotografie).

Preto vyššie máme kosoštvorcové kryštálovej štruktúry K ₂ SO ₄ , s SO ₄ ² anióny reprezentovanej žltej a červenej oblasti; zatiaľ čo katióny K ⁺ , už spomenuté, sú fialové gule (trochu robustné).

Toto zobrazenie môže spôsobiť zmätok, ak si myslíte, že tyče skutočne zodpovedajú koordinačným prepojeniam. Skôr naznačujú, ktorý ión interaguje priamo alebo úzko s iným okolo neho. Preto je každý kyslík „spojený“ s piatimi K ⁺ (O ₃ SO ^2- - K ⁺ ) a tieto sú zase desiatimi kyslíkami z iných okolitých síranových aniónov.

Tam je potom trochu "vzácna" koordinačné sfére na draslík v K ₂ SO ₄ :

Koordinačná sféra pre ióny draslíka v sulfátovej soli. Zdroj: Smokefoot

Táto kryštalická štruktúra zodpovedá polymorfné β-K ₂ SO ₄ . Pri zahriatí na 583 ° C, je prechod nastane na α-K ₂ SO ₄ fázy , čo je šesťuholníkový.

Zamotanie iónov

Iste štruktúra K ₂ SO _4, je neobyčajne zložitá pre anorganické soli. Jeho ióny sú umiestnené tak, že vytvárajú druh nezmyselného spleti a na prvý pohľad postrádajú periodicitu.

Tí, ktorí sa venujú kryštalografii, môžu k tomuto spleti pristupovať vhodnejším a opisnejším spôsobom a pozorovať ho z troch priestorových osí.

Všimnite si, že jeho zamotaný štruktúra by mohla vysvetliť, prečo K ₂ SO ₄ , netvorí hydráty: H ₂ O molekuly nemajú možnosť preniknúť do kryštálovej mriežky hydratovať katióny draslíka.

Taktiež, s toľkými interakciami zahrnutými v iónovej spleti, sa dá očakávať, že táto kryštalická mriežka bude mať pomerne malú stabilitu proti teplu; a v skutočnosti sa jedná o tento prípad, pretože bod topenia K ₂ SO ₄ je 1069 ° C, čo ukazuje, že jeho ióny sú silne súdržná.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Vzhľad síranu draselného

mená

- síran draselný

-Síran draslíka

-Arcanite

- Síran draselný

Molárna hmota

174,259 g / mol

Fyzický vzhľad

Biela kryštalická, granulovaná alebo prášková pevná látka bez zápachu.

Hustota

2,66 g / cm ³

Bod topenia

1 069 ° C

Bod varu

1 689 ° C

Rozpustnosť vo vode

111 g / l pri 20 ° C

120 g / l pri 25 ° C

240 g / l pri 100 ° C

Rozpustnosť vo vode sa zníži v dôsledku prítomnosti chloridu draselného, chloridu draselného, alebo síran amónny, (NH ₄ ) ₂ SO ₄ , v dôsledku účinku spoločného iónu.

Rozpustnosť v organických rozpúšťadlách

Mierne rozpustný v glycerole, ale nerozpustný v acetóne a sulfide uhlíka.

Index lomu (nD)

1495

reaktivita

Síran draselný môže reagovať s kyselinou sírovou, okyslenie na hydrogénsíranu draselného forma (KHSO ₄ ). To môže byť znížená pri vysokých teplotách až sulfid draselný (K ₂ S).

syntéza

Prvá metóda

Síran draselný sa syntetizuje reakciou chloridu draselného s kyselinou sírovou. Syntéza síranu draselného prebieha v dvoch krokoch. Prvý krok zahŕňa tvorbu hydrogensíranu draselného.

Je to exotermická reakcia, pretože uvoľňuje teplo, a preto nevyžaduje externý prívod tepla. Reakcia sa uskutočňuje pri teplote miestnosti.

KCl + H ₂ SO ₄ => HCI + KHSO ₄

Druhý krok reakcie je endotermický, to znamená, že vyžaduje prívod tepla, aby sa uskutočnila.

KCI + KHSO ₄ => HCI + K ₂ SO ₄

Druhá metóda

Síran draselný sa môže syntetizovať neutralizačnou reakciou kyseliny sírovej s bázou, hydroxidom draselným:

H ₂ SO ₄ + 2 KOH => K ₂ SO ₄ + 2 H ₂ O

Tretia metóda

Síran draselný sa vyrába reakciou oxidu siričitého, kyslíka, chloridu draselného a vody.

Štvrtá metóda

Síran draselný sa vyrába extrakciou síranu draselného prítomného v soľnom roztoku z povodia slučky Loop, Čína. Síran draselný sa oddelí od nerozpustných zložiek soľanky pridaním okysľujúcej zlúčeniny tripolyfosforečnanu sodného a fosfátu močoviny.

Táto zlúčenina zvyšuje rozdiel medzi rozpustnosťou síranu draselného a rozpustnosťou iných menej rozpustných zlúčenín, pričom podľa tvorcov spôsobu sa dosiahne 100% čistý síran draselný. V prísnom zmysle nejde o metódu syntézy, ale o novú metódu extrakcie.

aplikácia

umelé hnojivo

Síran draselný sa používa v tabakových plodinách. Zdroj: Pxhere.

Hlavnou aplikáciou je použitie síranu draselného ako hnojiva. Na tento účel sa používa 90% jeho celkovej výroby. Jeho použitie je uprednostňované pred použitím chloridu draselného v plodinách, ktoré sú citlivé na prítomnosť chloridu v pôde; napríklad tabak.

Síran draselný má obsah draslíka 40 až 44%, zatiaľ čo jeho koncentrácia síry predstavuje 17 až 18% zlúčeniny. Draslík je potrebný na vykonávanie mnohých základných funkcií rastlín, pretože aktivuje enzymatické reakcie, syntézu proteínov, tvorbu škrobu atď.

Okrem toho sa draslík podieľa na regulácii prietoku vody v listoch. Síra je nevyhnutná pre syntézu proteínov, pretože je prítomná v aminokyselinách, ktoré ju majú; to je prípad metionínu, cysteínu a cystínu a je tiež zapojený do enzymatických reakcií.

Dokonca aj síran draselný sa používa nastriekaním na listy do častíc síranu draselného menších ako 0,015 mm.

Priemyselné použitie a ako surovina

Surový síran draselný sa používa na výrobu skla a na výrobu kamenca a uhličitanu draselného. Používa sa ako činidlo pri výrobe kozmetiky. Používa sa pri výrobe piva ako prostriedok na úpravu vody.

Liek

Používa sa na korekciu prudkého zníženia plazmatickej koncentrácie draslíka (hypokaliémia), ktorá je spôsobená nadmerným používaním diuretík, ktoré zvyšujú vylučovanie draslíka močom.

Draslík je hlavným intracelulárnym iónom excitabilných buniek, vrátane srdcových buniek. Preto výrazné zníženie hladiny draslíka v plazme ohrozuje funkciu srdca a musí sa okamžite opraviť.

Síran draselný má katartický účinok, to znamená, že uprednostňuje vylúčenie stolice z hrubého čreva. Z tohto dôvodu sa zmes draslíka, horčíka a síranu sodného používa na vyčistenie hrubého čreva stolice pred vykonaním kolonoskopie, čo lekárovi umožňuje vizualizáciu hrubého čreva lepšie.

veterinár

Síran draselný sa používa na zníženie potreby metionínu v krmive pre hydinu. Prítomnosť 0,1% síranu draselného v krmive nosníc je spojená s 5% zvýšením produkcie vajec.

Ochutenie potravín

Je to aromatické činidlo, ktoré dodáva potravinám horkú a slanú chuť, ktorá je v niektorých z nich žiaduca. Ďalej je potrebné poznamenať, že síran draselný má štyri základné príchute: sladkosť, horkosť, kyslosť a slanosť.

Soľnosť, kyslosť a horkosť sa zvyšujú s koncentráciou síranu draselného, ​​zatiaľ čo sladkosť klesá.

Iné použitia

Síran draselný sa používa ako pyrotechnika v kombinácii s dusičnanom draselným na vytvorenie fialového plameňa. Používa sa ako redukcia záblesku v nábojoch delostreleckých rakiet.

Okrem toho sa používa ako činidlo zvyšujúce viskozitu v kozmetických výrobkoch, ako sú napríklad pleťové krémy.

riziká

Síran draselný je málo toxická zlúčenina s veľmi nízkou letalitou. LD50 pre orálnu dávku u myší je 6 600 mg / kg hmotnosti zvieraťa, čo naznačuje, že na vyvolanie smrti myši je potrebná vysoká dávka. Rovnaká hodnota LD50 sa vyskytuje u potkanov.

Pri kontakte môže síran draselný pri kontakte spôsobiť mechanické podráždenie. Na pokožke spôsobuje síran draselný malé poškodenie pri priemyselnej manipulácii.

Pri požití môže síran draselný spôsobiť podráždenie gastrointestinálneho traktu s nevoľnosťou, zvracaním a hnačkou. A nakoniec, vdychovanie prachu síranu draselného spôsobuje podráždenie dýchacích ciest.

Referencie

1. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Síran draselný. Obnovené z: en.wikipedia.org
3. Národné centrum pre biotechnologické informácie. (2019). Síran draselný. PubChem Database. CID = 24507. Získané z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Brian Clegg. (5. júla 2018). Síran draselný. Kráľovská spoločnosť chémie. Získané z: chemistryworld.com
5. Marie T. Averbuch-Pouchot, A. Durif. (devätnásť deväťdesiat šesť). Témy v oblasti fosfátovej chémie. World Scientific. Obnovené z: books.google.co.ve
6. Chemická kniha. (2017). Síran draselný. Obnovené z: chemicalbook.com
7. Shoujiang L. a kol. (2019). Čistenie a rýchle rozpustenie síranu draselného vo vodných roztokoch. DOI: 10,1039 / C8RA08284G
8. DrugBank. (2019). Síran draselný. Získané z: drugbank.ca
9. Mozaiková spoločnosť. (2019). Síran draselný. Výživa plodín. Obnovené z: cropnutrition.com
10. Drogy. (2018). Síran sodný, síran draselný a síran horečnatý (ústne). Získané z: drug.com