- Structure
- Nomenclature
- Propriétés
- État physique
- Poids moléculaire
- Point de fusion
- Densité
- Solubilité
- pH
- Propriétés chimiques
- Autres propriétés
- Rôle du phosphate dans le corps humain
- Obtention
- Applications
- Comme base de réactions de chimie organique
- En tant que catalyseur
- En agriculture
- Dans les applications médicales
- Comme laxatif
- En médecine vétérinaire
- En obtenant de l'ADN
- Dans diverses applications
- Aspect négatif pour une utilisation en agriculture
- Références
Le phosphate de potassium est un composé inorganique constitué de trois ions potassium K + et d'un ion phosphate PO 4 3-. Sa formule chimique est K 3 PO 4. C'est un solide cristallin incolore ou blanc. Il est très soluble dans l'eau, formant des solutions alcalines, c'est-à-dire avec de nombreux ions OH - donc un pH basique.
L'ion phosphate a une fonction importante dans les cellules qui a à voir avec le stockage d'énergie. Le phosphate de potassium est largement utilisé dans les réactions de chimie organique où il peut agir comme une base, c'est-à-dire prendre des protons H +. Il peut également fonctionner comme catalyseur ou accélérateur pour certaines réactions.
Phosphate solide de potassium K 3 PO 4. Xavier13540 sur Wikipedia chinois. Source: Wikimedia Commons.
Il a été utilisé pour réduire l'attaque de certains insectes sur les plants de blé car il les rend plus résistants à ces derniers. Cependant, il a été observé qu'il favorise le dégagement de méthane (CH 4), un gaz à effet de serre, à partir des microcultures de riz.
Il a été utilisé comme laxatif, pour augmenter la durée de l'anesthésie locale, pour arrêter les caries et pour aider à revêtir les surfaces, entre autres applications.
Structure
Le phosphate de potassium est composé de trois cations K + potassium et d'un anion PO 4 3- phosphate.
L'ion phosphate PO 4 3- est composé d'un atome de phosphore (P) et de quatre atomes d'oxygène (O), où le phosphore a un état d'oxydation de +5 et les oxygènes une valence de -2.
Structure du phosphate de potassium K 3 PO 4. Edgar181. Source: Wikimedia Commons.
Nomenclature
- Phosphate de potassium
- Phosphate tripotassique
- Phosphate de potassium tribasique
- Orthophosphate tripotassique
Propriétés
État physique
Solide cristallin incolore ou blanc.
Poids moléculaire
212,27 g / mol
Point de fusion
1340 ºC
Densité
2 564 g / cm 3
Solubilité
Très soluble dans l'eau: 106 g / 100 g d'eau à 25 ° C. Insoluble dans l'éthanol.
pH
Une solution à 1% de K 3 PO 4 a un pH de 11,5 à 12,3.
Propriétés chimiques
Lorsqu'il est dissous dans l'eau, le phosphate de potassium se sépare en les trois cations potassium K + et l'anion phosphate PO 4 3-. L'anion phosphate prélève un proton dans l'eau et l'anion phosphate d'hydrogène HPO 4 2- se forme. Ce dernier prélève à son tour un autre proton dans l'eau et devient l'anion dihydrogénophosphate 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 -
Au fur et à mesure que les ions OH se forment , la solution aqueuse devient alcaline.
Autres propriétés
Outre la forme anhydre (sans eau), il a plusieurs formes hydratées; cela signifie que la molécule K 3 PO 4 peut être accompagnée d'une ou plusieurs molécules d'eau au sein de la structure cristalline.
Pour cette raison, il peut s'agir par exemple du monohydrate K 3 PO 4.H 2 O, du trihydrate K 3 PO 4.3H 2 O, heptahydraté et nonahydraté.
Rôle du phosphate dans le corps humain
L'ion phosphate PO 4 3- est l'anion le plus abondant à l'intérieur des cellules et joue un rôle important dans le stockage d'énergie.
L'ion phosphate participe également à la formation et aux activités de nutrition des os et des dents, car il régule la concentration de calcium dans le sérum sanguin et dans de nombreuses réactions de transfert d'énergie dans la cellule.
Obtention
Le phosphate de potassium peut être obtenu à partir de la réaction entre le chlorure de potassium KCl et le phosphate d'ammonium (NH 4) 3 PO 4.
Chlorure de potassium + phosphate d'ammonium → Phosphate de potassium + chlorure d'ammonium
3 KCl + (NH 4) 3 PO 4 → K 3 PO 4 + 3 NH 4 Cl
Applications
Comme base de réactions de chimie organique
Le phosphate de potassium K 3 PO 4 a été utilisé dans diverses réactions de chimie organique. Par exemple, il est utilisé dans la synthèse d'acétylènes à partir de composés dibromés.
Dans cette synthèse, une déshydrobromation se produit (élimination de l'hydrogène et du brome), où le solide anhydre K 3 PO 4 (sans eau) agit comme une base molle et prend deux protons de la molécule, les deux atomes de brome sont éliminés et le acétylène correspondant.
C 6 H 5 -CHBr-CH 2 Br + 2 K 3 PO 4 → C 6 H 5 -C≡CH + 2 KBr + 2 K 2 HPO 4
Auteur: Clker-Free-Vector-Images. Source: Pixabay.
En tant que catalyseur
K 3 PO 4 sert de catalyseur dans diverses réactions de chimie organique. Par exemple, il a été utilisé comme solide pour obtenir du biodiesel à partir d'huile de friture usagée.
Le biodiesel est un carburant similaire au diesel mais obtenu à partir de graisses naturelles ou d'huiles utilisées ou non.
Le phosphate de potassium était plus efficace comme catalyseur ou accélérateur de cette réaction que le phosphate de sodium Na 3 PO 4 et l'oxyde de calcium CaO.
En agriculture
K 3 PO 4 a été utilisé pour traiter les plants de blé et les rendre résistants à certains ravageurs.
Les plants de blé peuvent être traités avec K 3 PO 4 pour les rendre résistants à certains types d'insectes. Auteur: Hans Braxmeier. Source: Pixabay.
Certains chercheurs ont traité des semis de blé avec du phosphate de potassium et il s'est avéré qu'il induit une résistance contre le puceron Diuraphis noxia, un insecte qui attaque ces plantes.
Après l' application d' une solution diluée de K 3 PO 4 sur les jeunes plants, moins la gravité des symptômes causés par ces insectes et une diminution du nombre de pucerons se nourrissant sur eux a été observée.
Auteur: Hans Braxmeier. Source: Pixabay.
Dans les applications médicales
Le phosphate de potassium a été utilisé pour modifier l'effet anesthésique de la lidocaïne, un anesthésique local. Un anesthésique local est un médicament qui, lorsqu'il est appliqué sur une zone du corps, entraîne une perte de sensibilité à la douleur dans cette zone.
Il a été constaté que K 3 PO 4 permet de prolonger l'anesthésie locale de la lidocaïne.
Comme laxatif
Le phosphate de potassium augmente la fluidité du contenu intestinal car il aide à retenir l'eau dans l'intestin, ce qui induit indirectement la contraction du muscle intestinal.
En médecine vétérinaire
K 3 PO 4 est utilisé chez les animaux atteints d'acidocétose diabétique (une complication du diabète) pour traiter l'hypophosphatémie (faible taux de phosphate dans le sang).
Cependant, administré en excès, il peut provoquer une hypocalcémie (faible taux de calcium dans le sang), une hyperphosphatémie (excès de phosphate dans le sang), une contraction involontaire des muscles, une minéralisation des tissus mous et une insuffisance rénale.
Les chiens atteints d'acidose diabétique peuvent être traités avec du phosphate de potassium. Auteur: David Mark. Source: Pixabay.
En obtenant de l'ADN
Le phosphate de potassium a été utilisé comme tampon pour purifier l'ADN dans les laboratoires de génétique.
L'ADN est une protéine présente dans les cellules et contient toutes les informations génétiques nécessaires au développement et au fonctionnement des êtres vivants.
En isolant l'ADN, les scientifiques se plongent dans l'étude de la transmission des caractères héréditaires, raison pour laquelle le phosphate de potassium est très utile.
Dessin d'une molécule d'ADN. Auteur: PublicDomainPictures. Source: Pixabay.
Dans diverses applications
Le phosphate de potassium K 3 PO 4 sert:
- comme complément alimentaire,
- pour le remplacement d'électrolyte,
- en tant que tampon, c'est-à-dire en tant que système chimique permettant de contrôler les niveaux d'ions OH - ou hydrogène H + en solution aqueuse,
- pour ralentir ou inhiber la carie dentaire,
- comme inhibiteur de corrosion et antifouling,
- comme agent de traitement de surface et agent de revêtement,
- comme antigel,
- dans les produits de nettoyage.
Tuyaux corrodés. K 3 PO 4 permet d'éviter la corrosion dans les tuyaux de certaines industries ou procédés. Auteur: Michael Gaida. Source: Pixabay.
Aspect négatif pour une utilisation en agriculture
Certains chercheurs ont constaté que l'ajout de K 3 PO 4 à une microculture de riz augmente l'émission de méthane (CH 4) dans l'atmosphère. Le méthane est un gaz qui contribue à l'effet de serre et augmente la température de notre planète.
Références
- Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis. (2019). Phosphate de potassium. Récupéré de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Panciera, DL (2012). Fluidothérapie dans les troubles endocriniens et métaboliques. Supplémentation en phosphore. In Fluid, Electrolyte, and Acid-Base Disorders in Small Animal Practice (quatrième édition). Récupéré de sciencedirect.com.
- Shenawi-Khalil, S. et al. (2012). Synthèse d'acétylènes par déshydrobromation en utilisant du phosphate de potassium anhydre solide comme base dans des conditions de transfert de phase. Tetrahedron Letters, volume 53, numéro 18, 2012, pages 2295-2297. Récupéré de sciencedirect.com.
- Guan, G. et coll. (2009). Phosphate tri-potassique comme catalyseur solide pour la production de biodiesel à partir d'huile de cuisson usagée. Fuel Processing Technology, volume 90, numéro 4, 2009, pages 520-524. Récupéré de sciencedirect.com.
- Kulkami, MA (2012). Approche mécaniste pour une synthèse rapide et sans solvant d'α-hydroxyphosphonates en utilisant le phosphate de potassium comme catalyseur. Comptes Rendus Chimie, Vol 16, Numéro 2, 2013, Pages 148-152. Récupéré de sciencedirect.com.
- Venter, E. et coll. (2014). Le phosphate de potassium induit une tolérance au puceron russe du blé (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) chez le blé. Crop Protection Vol 61, juillet 2014, pages 43-50. Récupéré de sciencedirect.com.
- Bonturi, N. et coll. (2013). Citrate de sodium et phosphate de potassium comme tampons d'adsorption alternatifs dans la purification chromatographique thiophile hydrophobe et aromatique de l'ADN plasmidique à partir du lysat neutralisé. Journal of Chromatography B, Volumes 919-920, 2013, Pages 67-74. Récupéré de sciencedirect.com.
- Conrad, R. et Klose, M. (2005). Effet de la fertilisation au phosphate de potassium sur la production et l'émission de méthane et sa composition isotopique stable au 13 C dans le microcosme du riz. Soil Biology and Biochemistry, Vol 37, Numéro 11, 2005, Pages 2099-2108. Récupéré de sciencedirect.com.
- Lide, DR (éditeur) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85 e CRC Press.
- Smokefoot. (2019). Phosphate tripotassique. Récupéré de en.wikipedia.org