Kaliumphosphat (K3PO4) struktur, egenskaber, anvendelser

Det Kaliumphosphat er en uorganisk forbindelse dannet af tre kalium K-ioner⁺ og en phosphation PO₄^3-. Dens kemiske formel er K₃PO₄. Det er et farveløst eller hvidt krystallinsk fast stof. Det er meget opløseligt i vand og danner alkaliske opløsninger, det vil sige med mange OH-ioner^-, dermed grundlæggende pH.

Fosfationen har en vigtig funktion i celler, der har at gøre med energilagring. Kaliumphosphat anvendes i vid udstrækning i organiske kemiske reaktioner, hvor det kan fungere som en base, det vil sige tage H-protoner⁺. Det kan også fungere som en katalysator eller accelerator for nogle reaktioner.

Det er blevet brugt til at reducere angreb af visse insekter på hvedeplanter, da det gør dem mere modstandsdygtige over for disse. Imidlertid er det blevet observeret, at det favoriserer udviklingen af ​​methan (CH₄), en drivhusgas, fra rismikrokulturer.

Det er blevet brugt som afføringsmiddel til at øge varigheden af ​​lokalbedøvelse, til at stoppe hulrum og til at hjælpe med at belægge overflader, blandt andre applikationer.

Artikelindeks

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 egenskaber
  • 3.1 Fysisk tilstand
  • 3.2 Molekylvægt
  • 3.3 Smeltepunkt
  • 3.4 Tæthed
  • 3.5 Opløselighed
  • 3,6 pH
  • 3.7 Kemiske egenskaber
  • 3.8 Andre egenskaber
  • 3.9 Fosfatets rolle i menneskekroppen
• 4 Opnåelse
• 5 anvendelser
  • 5.1 Som basis i organiske kemiske reaktioner
  • 5.2 Som katalysator
  • 5.3 I landbruget
  • 5.4 I medicinske applikationer
  • 5.5 Som afføringsmiddel
  • 5.6 Inden for veterinærmedicin
  • 5.7 Ved opnåelse af DNA
  • 5.8 I forskellige applikationer
  • 5.9 Negativt aspekt til brug i landbruget
• 6 Referencer

Struktur

Kaliumphosphat består af tre kalium K-kationer⁺ og en phosphatanion PO₄^3-.

Fosfationen PO₄^3- Det består af et fosforatom (P) og fire iltatomer (O), hvor fosfor har en oxidationstilstand på +5 og oxygener en valens på -2.

Nomenklatur

• Kaliumphosphat
• Tripotiumfosfat
• Tribasisk kaliumphosphat
• Tripotium orthophosphat

Ejendomme

Fysisk tilstand

Farveløst eller hvidt krystallinsk fast stof.

Molekylær vægt

212,27 g / mol

Smeltepunkt

1340 ºC

Massefylde

2.564 g / cm³

Opløselighed

Meget opløselig i vand: 106 g / 100 g vand ved 25 ° C. Uopløselig i ethanol.

pH

En opløsning med 1% K₃PO₄ har en pH-værdi på 11,5-12,3.

Kemiske egenskaber

Når det opløses i vand, separeres kaliumphosphat i de tre kalium K-kationer.⁺ og phosphatanionen PO₄^3-. Phosphatanionen tager en proton fra vandet, og hydrogenphosphatanionen HPO dannes₄^to-. Sidstnævnte tager igen en anden proton fra vandet og bliver dihydrogenphosphatanionen H_toPO₄^-.

PO₄^3- + H_toO ⇔ HPO₄^to- + Åh-

HPO₄^to- + H_toO ⇔ H_toPO₄^- + Åh^-

Når OH-ioner dannes^- vandig opløsning bliver alkalisk.

Andre egenskaber

Ud over den vandfri form (uden vand) har den flere hydratiserede former; dette betyder, at K-molekylet₃PO₄ kan ledsages af et eller flere vandmolekyler inden for den krystallinske struktur.

Af denne grund kan det fx danne monohydratet K₃PO₄.H_toEller trihydratet K₃PO₄.3H_toEller heptahydrat og nonahydrat.

Rollen af ​​fosfat i den menneskelige krop

Fosfationen PO₄^3- det er den mest rigelige anion i cellerne og spiller en vigtig rolle i energilagring.

Fosfationen deltager også i dannelsen og ernæringsaktiviteterne for knogler og tænder, da den regulerer koncentrationen af ​​calcium i blodserumet og i adskillige energioverførselsreaktioner i cellen..

Opnåelse

Kaliumphosphat kan opnås startende fra reaktionen mellem kaliumchlorid KCl og ammoniumphosphat (NH₄)₃PO₄.

Kaliumchlorid + ammoniumphosphat → Kaliumphosphat + ammoniumchlorid

3 KCl + (NH₄)₃PO₄ → K₃PO₄ + 3 NH₄Cl

Ansøgninger

Som basis i organiske kemiske reaktioner

Kalium K fosfat₃PO₄ Det er blevet brugt i forskellige organiske kemiske reaktioner. For eksempel tjener det til syntesen af ​​acetylener startende fra dibrominerede forbindelser..

I denne syntese forekommer en dehydrobromination (eliminering af hydrogen og brom), hvor K₃PO₄ vandfrit fast stof (uden vand) fungerer som en blød base og tager to protoner fra molekylet, de to bromatomer fjernes, og den tilsvarende acetylen opnås.

C₆H₅-CHBr-CH_toBr + 2 K₃PO₄ → C₆H₅-C≡CH + 2 KBr + 2 K_toHPO₄

Som katalysator

K₃PO₄ fungerer som en katalysator i forskellige organiske kemiske reaktioner. For eksempel er det blevet brugt som et fast stof til opnåelse af biodiesel fra brugt stegende olie..

Biodiesel er et brændstof, der svarer til diesel, men er fremstillet af fedt eller naturlige olier, der anvendes eller ej.

Kaliumphosphat var mere effektiv som en katalysator eller accelerator for denne reaktion end natriumphosphat Na₃PO₄ og calciumoxid CaO.

I landbruget

K₃PO₄ er blevet brugt til at behandle hvedeplanter og gøre dem resistente over for visse skadedyr.

Nogle forskere behandlede hvedeplanter med kaliumphosphat, og det viste sig, at det inducerer modstand mod bladlus. Diuraphis noxia, et insekt, der angriber disse planter.

Efter påføring af en fortyndet opløsning af K₃PO₄ mindre alvorlighed af symptomerne forårsaget af disse insekter og et fald i antallet af bladlus, der fodrer dem, blev observeret på kimplanterne.

I medicinske applikationer

Kaliumphosphat er blevet brugt til at modificere den bedøvende virkning af lidokain, en lokalbedøvelse. En lokalbedøvelse er et lægemiddel, der, når det påføres et område af kroppen, forårsager tab af følsomhed over for smerter i dette område..

Det blev konstateret, at K₃PO₄ muliggør forlængelse af lokalbedøvelse af lidokain.

Som et afføringsmiddel

Kaliumphosphat øger fluiditeten i tarmindholdet, da det hjælper med at tilbageholde vand i tarmen, hvilket indirekte inducerer sammentrækning af tarmmusklen.

Inden for veterinærmedicin

K₃PO₄ anvendes til dyr med diabetisk ketoacidose (en komplikation ved diabetes) til behandling af hypophosphatemia (lav mængde fosfat i blodet).

Når det gives i overskud, kan det imidlertid forårsage hypokalcæmi (lavt calciumindhold i blodet), hyperfosfatæmi (overskydende fosfat i blodet), ufrivillig sammentrækning af muskler, mineralisering af blødt væv og nyresvigt..

Ved opnåelse af DNA

Kaliumphosphat er blevet brugt som buffer til oprensning af DNA i genetiklaboratorier.

DNA er et protein, der findes i celler og indeholder alle de genetiske oplysninger, der er nødvendige for udviklingen og funktionen af ​​levende væsener..

Ved at isolere DNA, forskere dykker ned i undersøgelsen af, hvordan arvelige træk overføres, hvorfor kaliumfosfat er meget nyttigt.

I forskellige applikationer

Kalium K fosfat₃PO₄ det tjener:

• som et kosttilskud,
• til udskiftning af elektrolyt,
• som en buffer, det vil sige som et kemisk system, der tillader kontrol af niveauerne af OH-ioner^- eller hydrogen H⁺ i vandig opløsning,
• for at bremse eller hæmme tandforfald,
• som korrosionsinhibitor og antifouling agent,
• som et overfladebehandlingsmiddel og et overtræksmiddel,
• som frostvæske,
• i rengøringsprodukter.

Negativt aspekt til brug i landbruget

Visse forskere fandt ud af, at tilføjelse af K₃PO₄ en mikrokultur af ris øger emissionen af ​​metan (CH₄) til atmosfæren. Metan er en gas, der bidrager til drivhuseffekten og øger temperaturen på vores planet.

Referencer

1. OS. National Library of Medicine. (2019). Kaliumphosphat. Gendannet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Panciera, D.L. (2012). Væskebehandling ved endokrine og metaboliske lidelser. Fosfortilskud. I væske-, elektrolyt- og syrebaseforstyrrelser i praksis med små dyr (fjerde udgave). Gendannet fra sciencedirect.com.
3. Shenawi-Khalil, S. et al. (2012). Syntese af acetylener via dehydrobromering ved anvendelse af fast vandfrit kaliumphosphat som base under faseoverføringsbetingelser. Tetrahedron Letters, bind 53, udgave 18, 2012, sider 2295-2297. Gendannet fra sciencedirect.com.
4. Guan, G. et al. (2009). Tri-kaliumphosphat som en fast katalysator til produktion af biodiesel fra spild madolie. Brændstofbehandlingsteknologi, bind 90, udgave 4, 2009, sider 520-524. Gendannet fra sciencedirect.com.
5. Kulkami, M.A. (2012). Mekanistisk tilgang til hurtig og opløsningsmiddelfri syntese af α-hydroxyphosphonater ved anvendelse af kaliumphosphat som katalysator. Comptes Rendus Chimie, bind 16, udgave 2, 2013, side 148-152. Gendannet fra sciencedirect.com.
6. Venter, E. et al. (2014). Kaliumphosphat inducerer tolerance over for den russiske hvedluslus (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) i hvede. Crop Protection Vol 61, juli 2014, side 43-50. Gendannet fra sciencedirect.com.
7. Bonturi, N. et al. (2013). Natriumcitrat og kaliumphosphat som alternative adsorptionsbuffere i hydrofob og aromatisk thiofil kromatografisk oprensning af plasmid-DNA fra neutraliseret lysat. Journal of Chromatography B, bind 919-920, 2013, side 67-74. Gendannet fra sciencedirect.com.
8. Conrad, R. og Klose, M. (2005). Virkning af kaliumphosphatgødning på produktion og emission af metan og dens ¹³C-stabil isotopsammensætning i rismikrokosmos. Jordbiologi og biokemi, bind 37, udgave 11, 2005, side 2099-2108. Gendannet fra sciencedirect.com.
9. Lide, D.R. (redaktør) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85^th CRC Tryk.
10. Røgfod. (2019). Tripotiumfosfat. Gendannet fra en.wikipedia.org