HYPOCHLORITE DE POTASSIUM (KOCL): STRUCTURE, PROPRIÉTÉS - CHIMIE - 2024

L' hypochlorite de potassium est le sel de potassium de l'acide hypochloreux. C'est aussi un sel ternaire de potassium, d'oxygène et de chlore et constitue un composé inorganique. Sa formule chimique est KOCl, ce qui signifie que le cation K ⁺ et l'anion OCl ^- se trouvent dans le solide ionique dans un rapport stoechiométrique de 1: 1.

De ses composés homologues (LiOCl, NaOCl, Ca (OCl) ₂), il est peut-être le moins utilisé et populairement connu dans la culture chimique et pragmatique. Tous ces sels ont le dénominateur commun de l'anion hypochlorite (OCl ^-), ce qui leur confère leurs principales caractéristiques en tant qu'agent de blanchiment.

Acide hypochloreux

L'histoire de l'hypochlorite de potassium et ses propriétés physico-chimiques sont similaires à celles du sel d'hypochlorite de sodium. Il a été initialement produit en 1789 par Claude Louis Berthollet à Javel, Paris. La réaction de l'auteur qui a conduit à la synthèse dudit composé est exprimée par l'équation chimique suivante:

Cl ₂ + 2KOH => KCl + KClO + H ₂ O

Selon l'équation, le chlore moléculaire réagit avec l'hydroxyde de potassium (ou potasse caustique), réduisant et oxydant les atomes de chlore. Ceci peut être vérifié en comparant le nombre d'oxydation de Cl dans KCl (-1) avec celui de Cl dans KClO (+1).

Structure chimique

L'image du haut représente les interactions électrostatiques entre le cation K ⁺ et l'anion OCl ^- (l'oxygène portant une charge formelle négative).

Ces ions ont les mêmes proportions stoechiométriques (1: 1) et leurs forces non directionnelles forment un arrangement cristallin, où le K ⁺ est positionné le plus près de l'atome d'O.

Bien qu'il n'y ait pas d'études décrivant le système cristallin de KOCl (cubique, orthorhombique, monoclinique, etc.), il suffit de le visualiser comme une grande sphère de K ⁺ attirée vers l'ion de géométrie linéaire de OCl ^-.

On peut penser que, contrairement au NaOCl, KOCl forme des cristaux avec une énergie de réseau plus faible, car K ⁺ est plus grand que Na ⁺ par rapport à OCl ^-. Cette plus grande dissemblance entre leurs rayons ioniques rend les forces électrostatiques présentes entre eux moins efficaces.

En outre, on peut s'attendre à ce que les performances en solution aqueuse de ce sel soient similaires à celles du NaOCl. Entouré d'eau, le K ⁺ -plus volumineux- doit avoir une sphère d'hydratation plus grande que celle du Na ⁺. Sinon, les propriétés de leurs solutions (couleur, odeur et pouvoir blanchissant) ne diffèrent pas de manière significative.

Nomenclature

Pourquoi le sel d'hypochlorite de potassium est-il ainsi nommé? Pour y répondre, il faut recourir à la nomenclature des sels ternaires régie par l'IUPAC. Tout d'abord, comme le potassium n'a qu'une valence +1, il n'est pas nécessaire de l'écrire; par conséquent, il est ignoré. Ainsi, l'hypochlorite de potassium (I) n'est pas écrit.

L'acide chlorique a la formule HClO ₃. À mesure que le nombre d'oxygène diminue, l'atome de chlore gagne plus d'électrons; c'est-à-dire qu'il a des indices d'oxydation moins positifs. Par exemple, dans cet acide, Cl a un indice d'oxydation de +5.

Comme dans HClO, Cl a un indice d'oxydation de +1 qui, en plus, a deux atomes d'O en moins (1 au lieu de 3 par rapport à HClO ₃), le suffixe de son nom devient –oso. De plus, comme +1 est le plus petit nombre d'oxydation que l'atome Cl peut atteindre, le préfixe -hypo est ajouté.

Ainsi, HClO est appelé acide hypochloreux. Cependant, KOCl est son sel de potassium et pour les nombres d'oxydation de Cl inférieurs à +5, le suffixe –oso est remplacé par le suffixe –ito. Sinon, pour les nombres d'oxydation égaux ou supérieurs à +5, le suffixe est changé en –ato. Ainsi, le nom reste hypochlorite de potassium.

Propriétés

Masse molaire

90,55 g / mol.

Apparence

C'est un liquide légèrement grisâtre.

Densité

1,16 g / cm ³

Point de fusion

-2 ° C (28 ° F; 271 ° K). Ce bas point de fusion, malgré le caractère ionique de ses liaisons, démontre la faible énergie de réseau cristallin de son solide pur, produit des charges monovalentes de K ⁺ et OCl ^-, et la différence de leurs rayons ioniques.

Point d'ébullition

102 ° C (216 ° F; 375 ° K). Ce n'est que légèrement plus élevé que l'eau pure.

Solubilité dans l'eau

25% p / v, ce qui est une valeur raisonnable étant donné la facilité des molécules d'eau à solvater les ions K ⁺.

Les solutions aqueuses d'hypochlorite de potassium ont des qualités de blanchiment, tout comme celles de NaOCl. Il est irritant et peut causer de graves dommages au contact de la peau, des yeux et des muqueuses. De même, son inhalation produit une irritation bronchique, une détresse respiratoire et un œdème pulmonaire.

Réactivité

-L'hypochlorite de potassium est un puissant agent oxydant qui n'est pas considéré comme un élément provoquant des incendies ou des explosions. Cependant, il est capable de se combiner avec différents éléments chimiques pour produire des composés inflammables et explosifs.

-En contact avec l'urée, il peut former du NCl ₃, un composé hautement explosif. Lorsqu'il est chauffé ou mis en contact avec des acides, il produit une fumée de chlorure hautement toxique. Réagit vigoureusement avec le charbon lors d'une réaction potentiellement explosive.

-Il se combine avec l'acétylène pour former le chloroacétylène explosif. De même, sa réaction avec la matière organique, l'huile, les hydrocarbures et les alcools peut provoquer des explosions. Sa réaction avec le nitrométhane, le méthanol et l'éthanol peut devenir explosive.

-Il se décompose en libérant de l'oxygène, un processus qui peut être catalysé par la rouille ou par le récipient métallique qui le contient.

-L'hypochlorite de potassium doit être conservé au froid pour éviter la formation de chlorate de potassium, dont la décomposition peut même être explosive.

Applications

-Il est utilisé comme désinfectant pour les surfaces et l'eau potable.

-La dégradation dans les sols de l'hypochlorite de potassium en chlorure de potassium a suggéré son utilisation dans les cultures comme source de potassium, élément nutritionnel primaire des plantes.

-Certaines entreprises ont suggéré son application comme substitut du NaOCl en tant qu'agent de blanchiment, affirmant les propriétés bénéfiques de l'ion K ⁺ par rapport à l'impact environnemental causé par Na ⁺.

Références

1. Enviro Tech, la solution sans sodium.. Extrait le 29 mai 2018 de: envirotech.com
2. PubChem. (2018). Hypochlorite de potassium. Extrait le 29 mai 2018 de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Wikipédia. (2018). Hypochlorite de potassium. Extrait le 29 mai 2018 de: en.wikipedia.org
4. Livre chimique. (2017). Hypochlorite de potassium. Extrait le 29 mai 2018 de: Chemicalbook.com
5. Whitten, Davis, Peck et Stanley. Chimie. (8e éd.). CENGAGE Learning, p 873, 874.