L' oxyde de potassium, également appelé oxyde de dipotassium est un sel ionique d' oxygène et de potassium avec la formule K 2 O. Sa structure est présentée sur la figure 1 (EMBL-EBI, 2016).
K 2 O est l'oxyde de potassium le plus simple, c'est un composé hautement réactif et rarement trouvé. Certains matériaux commerciaux, tels que les engrais et les ciments, sont testés en supposant le pourcentage de composition qui serait équivalent au mélange de composés chimiques K 2 O.
Figure 1: structure de l'oxyde de potassium.
L'oxyde de potassium est produit à partir d'hydroxyde de potassium (potasse caustique) et de potassium métallique à 450 ° C produisant de l'hydrogène moléculaire (OXYDE DE POTASSIUM K2O, SF) selon l'équation:
2K + 2K 2KOH * 2 O + H 2 (450 ° C).
Il est également obtenu en réduisant le peroxyde de potassium selon la réaction:
2K 2 O 2 → K 2 O + O 2 (530 ° C).
Un autre procédé d'obtention d'oxyde de potassium consiste à chauffer le carbonate de potassium à des températures élevées comme indiqué par la réaction suivante:
K 2 CO 3 ⇌ K 2 O + CO 2 (T> 1200 ° C).
Cependant, le principal moyen d'obtenir de l'oxyde de potassium est de chauffer du nitrate de potassium, en obtenant de l'azote moléculaire comme indiqué par la réaction suivante:
2KNO 3 + 10K → 6K 2 O + N 2
Proprietes physiques et chimiques
Les oxydes de potassium sont des cristaux tétraédriques jaunâtres sans arôme caractéristique (National Center for Biotechnology Information., 2017). Son aspect est illustré sur la figure 2 (éléments américains, SF).
Figure 2: apparition de l'oxyde de potassium.
Le composé a un poids moléculaire de 94,2 g / mol et une densité de 2,13 g / ml à 24 ° C. Il a un point de fusion de 740 ° C bien qu'il commence à se décomposer à 300 ° C (Royal Society of Chemistry, 2015).
Le composé est résistant à la chaleur et soluble dans l'éthanol et l'éther. K 2 O cristallise dans la structure antifluorite. Pour cette raison, les positions des anions et des cations sont inversées par rapport à leurs positions dans CaF 2, les ions potassium étant coordonnés en 4 ions oxyde et les ions oxyde coordonnés en 8 potassium.
K 2 O est un oxyde basique et réagit violemment avec l'eau pour produire de l'hydroxyde de potassium caustique. Il est déliquescent et absorbe l'eau de l'atmosphère, déclenchant cette réaction vigoureuse.
L'oxyde de potassium est oxydé de manière réversible en peroxyde de potassium à 350 ° C, réagit violemment avec des acides, tels que l'acide chlorhydrique, pour former des sels de potassium selon la réaction:
K 2 O + 2HCl → 2KCl + H 2 O.
Le composé réagit avec le dioxyde d'azote pour former du nitrate et du nitrite de potassium à des températures comprises entre 150 et 200 ° C:
K 2 O + 2NO 2 = KNO 2 + KNO 3
L'oxyde de potassium réagit à basse température avec l'ammoniac pour former des amides et de l'hydroxyde de potassium selon la réaction:
K 2 O + NH 3 (1) → KNH 2 ↓ + KOH (-50 ° C).
Réactivité et dangers
L'oxyde de potassium est une substance instable. Il est facilement oxydé en d'autres oxydes de potassium, peroxyde ou oxyde d'acide potassium (KHO). Le composé n'est pas combustible mais réagit vigoureusement et exothermiquement avec l'eau pour former de l'hydroxyde de potassium (KOH).
La solution d'oxyde de potassium dans l'eau est une base forte, elle réagit violemment avec l'acide et est corrosive. Réagit violemment avec l'eau produisant de l'hydroxyde de potassium. Attaque de nombreux métaux en présence d'eau (National Institute for Occupational Safety and Health, 2014).
La substance est corrosive pour les yeux, la peau et les voies respiratoires, ainsi que lorsqu'elle est ingérée. L'inhalation d'aérosol peut provoquer un œdème pulmonaire. Les symptômes d'œdème pulmonaire n'apparaissent souvent pas pendant quelques heures et sont aggravés par l'effort physique.
En cas de contact avec les yeux, vérifiez si vous portez des lentilles de contact et retirez-les immédiatement. Les yeux doivent être rincés à l'eau courante pendant au moins 15 minutes, les paupières ouvertes. De l'eau froide peut être utilisée. La pommade oculaire ne doit pas être utilisée.
Si le produit chimique entre en contact avec les vêtements, retirez-le le plus rapidement possible, en protégeant vos propres mains et votre corps. Placez la victime sous une douche de sécurité.
Si le produit chimique s'accumule sur la peau exposée de la victime, comme les mains, la peau contaminée est lavée doucement et soigneusement à l'eau courante et au savon non abrasif. De l'eau froide peut être utilisée. Si l'irritation persiste, consulter un médecin. Lavez les vêtements contaminés avant de les réutiliser.
Si le contact avec la peau est sévère, elle doit être lavée avec un savon désinfectant et recouvrir la peau contaminée d'une crème antibactérienne.
En cas d'inhalation, la victime doit pouvoir se reposer dans un endroit bien ventilé. Si l'inhalation est sévère, la victime doit être évacuée vers une zone sûre dès que possible.
Desserrez les vêtements serrés comme un col, une ceinture ou une cravate. S'il est difficile pour la victime de respirer, de l'oxygène doit être administré. Si la victime ne respire pas, une réanimation bouche-à-bouche est effectuée.
Gardez toujours à l'esprit qu'il peut être dangereux pour la personne aidant de pratiquer la réanimation bouche-à-bouche lorsque le produit inhalé est toxique, infectieux ou corrosif.
En cas d'ingestion, ne pas faire vomir. Desserrez les vêtements serrés tels que les cols de chemises, les ceintures ou les cravates. Si la victime ne respire pas, effectuez une réanimation bouche-à-bouche. Dans tous les cas, une attention médicale immédiate doit être recherchée (IPCS, SF).
Applications
La formule chimique K 2 O (ou simplement «K») est utilisée dans plusieurs contextes industriels: les nombres NPK pour les engrais, dans les formules de ciment et dans les formules de verre.
L'oxyde de potassium n'est souvent pas utilisé directement dans ces produits, mais la quantité de potassium est indiquée en termes d'équivalents K 2 O pour tout type de composés potassiques utilisés, comme le carbonate de potassium.
L'oxyde de potassium contient environ 83% de potassium en poids, tandis que le chlorure de potassium n'est que de 52%. Le chlorure de potassium fournit moins de potassium qu'une quantité égale d'oxyde de potassium.
Par conséquent, si un engrais contient 30% de chlorure de potassium en poids, sa valeur standard de potassium, basée sur l'oxyde de potassium, ne serait que de 18,8%. Entre 10 et 100 tonnes par an de cette substance sont fabriquées et / ou importées dans l'Espace économique européen.
Cette substance est utilisée dans les produits chimiques de laboratoire, les engrais, les polymères et les produits phytopharmaceutiques. Le K 2 O a une utilisation industrielle qui aboutit à la fabrication d'une autre substance (utilisation de produits intermédiaires).
L'oxyde de potassium est utilisé dans les domaines du mélange de formulation et / ou du reconditionnement et de l'agriculture, de la foresterie et de la pêche. Cette substance est utilisée pour la fabrication de produits chimiques, de produits en plastique et de produits minéraux (par exemple plâtre, ciment).
Le rejet dans l'environnement d'oxyde de potassium est susceptible de se produire lors d'une utilisation industrielle: comme étape intermédiaire dans la fabrication d'une autre substance (utilisation d'intermédiaires), formulation de mélanges, comme auxiliaire technologique et traitement industriel de l'abrasion à faible vitesse libération, coupe, usinage ou polissage du métal).
D'autres rejets environnementaux de cette substance sont possibles en raison d'une utilisation en intérieur, par exemple, des liquides de lavage / détergent en machine, des produits d'entretien automobile, des peintures et revêtements ou adhésifs, des parfums et des assainisseurs d'air.
Également pour une utilisation en intérieur dans des systèmes fermés avec une libération minimale comme les fluides de refroidissement dans les réfrigérateurs, les radiateurs électriques à base d'huile.
L'oxyde de potassium est utilisé à l'extérieur dans des matériaux durables à faible taux de libération, par exemple les matériaux de construction et de construction en métal, en bois et en plastique.
À l'intérieur, il est utilisé dans des matériaux durables à faible taux de libération tels que les meubles, les jouets, les matériaux de construction, les rideaux, les chaussures, les produits en cuir, les produits en papier et en carton, les équipements électroniques.
Cette substance peut être trouvée dans des produits contenant de la pierre, du plâtre, du ciment, du verre ou des matériaux à base de céramique (par exemple, la vaisselle, les casseroles / poêles, les conteneurs de stockage des aliments, les matériaux de construction et l'isolation) (Agence européenne des produits chimiques, 2017).
L'oxyde de potassium est une source de potassium thermiquement stable et hautement insoluble adaptée aux applications du verre, de l'optique et de la céramique. Les composés oxydés ne conduisent pas l'électricité.
Cependant, certains oxydes structurés de pérovskite sont des conducteurs électroniques qui trouvent une application dans la cathode des piles à combustible à oxyde solide et des systèmes de génération d'oxygène.
Ce sont des composés qui contiennent au moins un anion oxygène et un cation métallique. Ils sont extrêmement stables, ce qui les rend utiles dans la production de structures céramiques telles que des bols en argile ou pour l'électronique de pointe.
Il est également utilisé dans les composants structurels légers dans les applications aérospatiales et électrochimiques telles que les piles à combustible où ils présentent une conductivité ionique.
Les composés d'oxydes métalliques sont des anhydrides basiques et peuvent donc réagir avec des acides et des agents réducteurs puissants dans les réactions redox.
Références
- Éléments américains. (SF). Oxyde de potassium. Récupéré de americanelements.com.
- EMBL-EBI. (2016, 19 septembre). oxyde de potassium. Récupéré de ChEBI: ebi.ac.uk.
- Agence européenne des produits chimiques. (2017, 12 janvier). Oxyde de dipotassium. Récupéré de echa.europa.eu.
- (SF). OXYDE DE POTASSIUM. Récupéré de inchem.org.
- Centre national d'information sur la biotechnologie.. (2017, 29 avril). Base de données des composés PubChem; CID = 9989219. Récupéré de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Institut national pour la sécurité et la santé au travail. (2014, 1 juillet). OXYDE DE POTASSIUM. Récupéré de cdc.gov.
- OXYDE DE POTASSIUM K2O. (SF). Récupéré de allreactions.com.
- Société royale de chimie. (2015). Potassium oxydopotassium. Récupéré de chemspider.com.