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El hidróxido de potasio es un compuesto inorgánico con la fórmula K OH , y comúnmente se le llama potasa cáustica .

Junto con el hidróxido de sodio (NaOH), el KOH es una base fuerte prototípica . Tiene muchas aplicaciones industriales y de nicho, la mayoría de las cuales explotan su naturaleza cáustica y su reactividad hacia los ácidos . Se estima que se produjeron entre 700.000 y 800.000 toneladas en 2005. El KOH es digno de mención como precursor de la mayoría de los jabones blandos y líquidos , así como de numerosos productos químicos que contienen potasio. Es un sólido blanco peligrosamente corrosivo. [10]

Propiedades y estructura [ editar ]

KOH presenta una alta estabilidad térmica . Debido a su alta estabilidad y punto de fusión relativamente bajo , a menudo se funde en forma de gránulos o varillas, formas que tienen un área superficial baja y propiedades de manipulación convenientes. Estos gránulos se vuelven pegajosos en el aire porque el KOH es higroscópico . La mayoría de las muestras comerciales son ca. 90% puro, siendo el resto agua y carbonatos. [10] Su disolución en agua es fuertemente exotérmica . Las soluciones acuosas concentradas a veces se denominan lejías de potasio . Incluso a altas temperaturas, el KOH sólido no se deshidrata fácilmente. [11]

Estructura [ editar ]

A temperaturas más altas, el KOH sólido cristaliza en la estructura cristalina de NaCl . El grupo OH se desordena rápida o aleatoriamente de modo que el grupo OH - es efectivamente un anión esférico de radio 1.53 Å (entre Cl-
y F-
en tamaño). A temperatura ambiente, los grupos OH - están ordenados y el entorno sobre el K+
centros está distorsionado, con K+
-
OH-
distancias que oscilan entre 2,69 y 3,15 Å, dependiendo de la orientación del grupo OH. KOH forma una serie de cristalinas hidratos , a saber, el monohidrato de KOH •  H 2 O , el dihidrato KOH • 2 H 2 O y el tetrahidrato de KOH • 4 H 2 O . [12]

Reacciones [ editar ]

Propiedades de solubilidad y desecación [ editar ]

Aproximadamente 121 g de KOH se disuelven en 100 ml de agua a temperatura ambiente, lo que contrasta con 100 g / 100 ml de NaOH. Por tanto, sobre una base molar, el NaOH es ligeramente más soluble que el KOH. Los alcoholes de bajo peso molecular como el metanol , el etanol y los propanoles también son excelentes disolventes . Participan en un equilibrio ácido-base. En el caso del metanol, el metóxido de potasio (metilato) forma: [13]

KOH + CH 3 OH CH 3 OK + H2O

Debido a su alta afinidad por el agua, el KOH sirve como desecante en el laboratorio. Se utiliza a menudo para secar disolventes básicos, especialmente aminas y piridinas .

Como nucleófilo en química orgánica [ editar ]

El KOH, como el NaOH, sirve como fuente de OH - , un anión altamente nucleofílico que ataca los enlaces polares tanto en materiales orgánicos como inorgánicos. Ésteres saponificantes de KOH acuoso :

KOH + RCOOR '→ RCOOK + R'OH

Cuando R es una cadena larga, el producto se llama jabón de potasio . Esta reacción se manifiesta por la sensación "grasosa" que da el KOH cuando se toca: las grasas de la piel se convierten rápidamente en jabón y glicerol .

El KOH fundido se utiliza para desplazar haluros y otros grupos salientes . La reacción es especialmente útil para reactivos aromáticos para dar los correspondientes fenoles . [14]

Reacciones con compuestos inorgánicos [ editar ]

Complementario a su reactividad hacia los ácidos, el KOH ataca a los óxidos . Por tanto, el SiO 2 es atacado por el KOH para dar silicatos de potasio solubles. El KOH reacciona con el dióxido de carbono para dar bicarbonato de potasio :

KOH + CO 2 → KHCO 3

Fabricación [ editar ]

Históricamente, el KOH se producía agregando carbonato de potasio a una solución fuerte de hidróxido de calcio ( cal apagada ) .La reacción de metátesis de sal da como resultado la precipitación de carbonato de calcio sólido , dejando hidróxido de potasio en solución:

Ca (OH) 2 + K 2 CO 3 → CaCO 3 + 2 KOH

Al filtrar el carbonato de calcio precipitado y hervir la solución se obtiene hidróxido de potasio ("potasa calcinada o cáustica"). Este método de producción de hidróxido de potasio siguió siendo dominante hasta finales del siglo XIX, cuando fue reemplazado en gran parte por el método actual de electrólisis de soluciones de cloruro de potasio . [10] El método es análogo a la fabricación de hidróxido de sodio (ver proceso cloro-álcali ):

2 KCl + 2 H 2 O → 2 KOH + Cl 2 + H 2

Se forma hidrógeno gaseoso como subproducto en el cátodo ; al mismo tiempo, tiene lugar una oxidación anódica del ión cloruro , formando cloro gaseoso como subproducto. La separación de los espacios anódico y catódico en la celda de electrólisis es esencial para este proceso. [15]

Usos [ editar ]

KOH y NaOH se pueden usar indistintamente para varias aplicaciones, aunque en la industria, se prefiere el NaOH debido a su menor costo.

Precursor de otros compuestos de potasio [ editar ]

Muchas sales de potasio se preparan mediante reacciones de neutralización con KOH. Las sales de potasio de carbonato , cianuro , permanganato , fosfato y varios silicatos se preparan tratando los óxidos o los ácidos con KOH. [10] La alta solubilidad del fosfato de potasio es deseable en fertilizantes .

Fabricación de jabones blandos [ editar ]

La saponificación de grasas con KOH se utiliza para preparar los correspondientes " jabones de potasio ", que son más suaves que los jabones derivados de hidróxido de sodio más comunes. Debido a su suavidad y mayor solubilidad, los jabones de potasio requieren menos agua para licuarse y, por lo tanto, pueden contener más agente limpiador que los jabones de sodio licuados. [dieciséis]

Como electrolito [ editar ]

Carbonato de potasio, formado a partir de la solución de hidróxido que se escapa de una batería alcalina

El hidróxido de potasio acuoso se emplea como electrolito en baterías alcalinas basadas en níquel - cadmio , níquel - hidrógeno y dióxido de manganeso - zinc . Se prefiere el hidróxido de potasio al hidróxido de sodio porque sus soluciones son más conductoras. [17] Las baterías de hidruro metálico de níquel del Toyota Prius utilizan una mezcla de hidróxido de potasio e hidróxido de sodio. [18] Las baterías de níquel-hierro también usan electrolito de hidróxido de potasio.

Industria alimentaria [ editar ]

En los productos alimenticios, el hidróxido de potasio actúa como espesante de alimentos, agente de control del pH y estabilizador de alimentos. La FDA lo considera generalmente seguro como ingrediente alimentario directo cuando se usa de acuerdo con las Buenas Prácticas de Fabricación . [19] Se conoce en el sistema numérico E como E525 .

Aplicaciones de nicho [ editar ]

Al igual que el hidróxido de sodio, el hidróxido de potasio atrae numerosas aplicaciones especializadas, prácticamente todas las cuales dependen de sus propiedades como base química fuerte con su consiguiente capacidad para degradar muchos materiales. Por ejemplo, en un proceso comúnmente denominado "cremación química" o " resomación ", el hidróxido de potasio acelera la descomposición de los tejidos blandos, tanto animales como humanos, para dejar atrás sólo los huesos y otros tejidos duros. [20] Los entomólogos que deseen estudiar la estructura fina de la anatomía de los insectos pueden utilizar una solución acuosa de KOH al 10% para aplicar este proceso. [21]

En síntesis química, la elección entre el uso de KOH y el uso de NaOH se rige por la solubilidad o el mantenimiento de la calidad de la sal resultante .

Las propiedades corrosivas del hidróxido de potasio lo convierten en un ingrediente útil en agentes y preparaciones que limpian y desinfectan superficies y materiales que pueden resistir la corrosión por KOH. [15]

El KOH también se utiliza para la fabricación de chips semiconductores (por ejemplo, grabado en húmedo anisotrópico ).

El hidróxido de potasio es a menudo el principal ingrediente activo de los "quita cutículas" químicos que se utilizan en los tratamientos de manicura .

Debido a que las bases agresivas como el KOH dañan la cutícula del tallo del cabello , se usa hidróxido de potasio para ayudar químicamente a eliminar el pelo de las pieles de los animales. Las pieles se sumergen durante varias horas en una solución de KOH y agua para prepararlas para la etapa de depilación del proceso de curtido . Este mismo efecto también se utiliza para debilitar el cabello humano en preparación para el afeitado. Los productos para antes del afeitado y algunas cremas de afeitar contienen hidróxido de potasio para forzar la apertura de la cutícula del cabello y actuar como un agente higroscópico para atraer y forzar el agua hacia el tallo del cabello, causando más daño al cabello. En este estado debilitado, el cabello se corta más fácilmente con una cuchilla de afeitar.

El hidróxido de potasio se utiliza para identificar algunas especies de hongos . Se aplica una solución acuosa al 3-5% de KOH a la pulpa de un hongo y el investigador observa si el color de la pulpa cambia o no. Ciertas especies de hongos con agallas , boletes , poliporos y líquenes [22] son identificables en base a esta reacción de cambio de color. [23]

Seguridad [ editar ]

El hidróxido de potasio y sus soluciones son irritantes graves para la piel y otros tejidos. [24]

Ver también [ editar ]

  • Potasa
  • Refresco de limón
  • Jabón de agua salada - jabón de marineros

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b Lide, DR, ed. (2005). Manual CRC de Química y Física (86ª ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. pag. 4-80. ISBN 0-8493-0486-5.
  2. ^ a b c d e f "hidróxido de potasio" . chemister.ru . Archivado desde el original el 18 de mayo de 2014 . Consultado el 8 de mayo de 2018 .
  3. ^ "Hidróxido de potasio A18854" . Alfa Aesar . Thermo Fisher Scientific. Archivado desde el original el 19 de octubre de 2015 . Consultado el 26 de octubre de 2015 .
  4. ^ Seidell, Atherton; Linke, William F. (1952). Solubilidades de compuestos orgánicos e inorgánicos . Van Nostrand . Consultado el 29 de mayo de 2014 .
  5. Popov, K .; et al. (2002). " Estudio comparativo de equilibrio de RMN de 7 Li, 23 Na, 39 K y 133 Cs de complejos de hidróxido de cationes de metales alcalinos en soluciones acuosas. Primer valor numérico para la formación de CsOH" . Comunicaciones de química inorgánica . 3 (5): 223–225. doi : 10.1016 / S1387-7003 (02) 00335-0 . ISSN 1387-7003 . Consultado el 20 de octubre de 2018 . 
  6. ↑ a b Zumdahl, Steven S. (2009). Principios químicos 6th Ed . Compañía Houghton Mifflin. pag. A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
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  8. ^ a b c Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0523" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  9. ^ Cámaras, Michael. "ChemIDplus - 1310-58-3 - KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M - Hidróxido de potasio [JAN: NF] - Búsqueda de estructuras similares, sinónimos, fórmulas, enlaces de recursos y otra información química" . chem.sis.nlm.nih.gov . Archivado desde el original el 12 de agosto de 2014 . Consultado el 8 de mayo de 2018 .
  10. ^ a b c d Schultz, Heinz; Bauer, Günter; Schachl, Erich; Hagedorn, Fritz; Schmittinger, Peter (2005). "Compuestos de potasio". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim, Alemania: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a22_039 . ISBN 978-3-527-30673-2.
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  12. ^ Wells, AF (1984). Química inorgánica estructural . Oxford: Clarendon Press. ISBN 978-0-19-855370-0.
  13. Platonov, Andrew Y .; Kurzin, Alexander V .; Evdokimov, Andrey N. (2009). "Composición de las fases de vapor y líquido en el sistema de reacción de hidróxido de potasio + metanol a 25 ° С". J. Solution Chem . 39 (3): 335–342. doi : 10.1007 / s10953-010-9505-1 . S2CID 97177429 . 
  14. ^ WW Hartman (1923). " p -Cresol" . Síntesis orgánicas . 3 : 37. doi : 10.15227 / orgsyn.003.0037 .; Volumen colectivo , 1 , p. 175
  15. ↑ a b Römpp Chemie-Lexikon, 9.ª ed. (en alemán)
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  17. ^ D. Berndt; D. Spahrbier (2005). "Baterías". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a03_343 . ISBN 978-3527306732.
  18. ^ "Guía de respuesta de emergencia del modelo Toyota Prius Hybrid 2010" (PDF) . Toyota Motor Corporation. 2009. Archivado desde el original (PDF) el 20 de marzo de 2012.
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  20. ^ Green, Margaret (enero de 1952). "UN MÉTODO RÁPIDO DE LIMPIEZA Y TINCIÓN DE MUESTRAS PARA LA DEMOSTRACIÓN DE HUESO". La Revista de Ciencias de Ohio . 52 (1): 31–33. hdl : 1811/3896 .
  21. ^ Thomas Eisner (2003). Por amor a los insectos . Prensa de la Universidad de Harvard. pag. 71.
  22. ^ Elix, JA ; Stocker-Wörgötter, Elfie (2008). "Capítulo 7: Bioquímica y metabolitos secundarios". En Nash III, Thomas H. (ed.). Liquen Biología (2ª ed.). Nueva York: Cambridge University Press . págs. 118-119. ISBN 978-0-521-69216-8.
  23. ^ Prueba de reacciones químicas Archivado el 15 de octubre de 2009 en la Wayback Machine en MushroomExpert.com
  24. ^ Hidróxido de potasio, Informe de evaluación inicial de SIDS para SIAM 13. Berna, Suiza, 6-9 de noviembre de 2001. Archivado el 3 de enero de 2018 en la Wayback Machine por el Dr. Thaly LAKHANISKY. Fecha de la última actualización: febrero de 2002

Enlaces externos [ editar ]

  • Artículo de Newscientist dn10104
  • MSDS de JTBaker
  • CDC - Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos