Kálium-szuperoxid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
kálium-szuperoxid
Potassium-superoxide-unit-cell-3D-ionic.png
a kálium-szuperoxid elemi cellája
IUPAC-név kálium-dioxid
Más nevek kálium-szuperoxid
Kémiai azonosítók
CAS-szám 12030-88-5
PubChem 61541
EINECS-szám 234-746-5
RTECS szám TT6053000
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet KO2
Moláris tömeg 71,0971 g/mol
Megjelenés sárga szilárd anyag
Sűrűség 2,14 g/cm3, szilárd
Olvadáspont 560 °C bomlik
Oldhatóság (vízben) bomlik
Kristályszerkezet
Kristályszerkezet tércentrált köbös (O2)
Termokémia
Std. képződési
entalpia
ΔfHo298
−283 kJ·mol−1[1]
Standard moláris
entrópia
So298
117 J·mol−1·K−1[1]
Veszélyek
Főbb veszélyek korrozív, oxidálószer
R mondatok 8-14-34
S mondatok 17-27-36/37/39
Rokon vegyületek
Azonos kation kálium-oxid
kálium-peroxid
Azonos anion nátrium-szuperoxid
Ha másként nem jelöljük, az adatok
az anyag standard állapotára vonatkoznak.
(25 °C, 100 kPa)

A kálium-szuperoxid szervetlen vegyület, a kálium egyik oxidja, képlete KO2. Sárga színű, paramágneses anyag, nedves levegő hatására elbomlik. Egyik ritka példája a szuperoxidion stabil sóinak. Szén-dioxid- és vízmegkötőszerként, illetve oxigéngenerátorként használják lélegeztetőkészülékekben, űreszközökben, tengeralattjárókon és az űrruhák életfenntartó rendszerében.

Előállítása és reakciói[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Olvadt kálium tiszta oxigénben történő égetésével állítják elő.[2]

K + O2 → KO2

A sóban K+ és O2 ionok találhatók, melyeket ionos kötés tart össze. Az O−O kötéstávolság 128 nm.[3]

Reakciókészsége[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Hidrolízise során oxigén és bázis keletkezik:

4 KO2 + 2 H2O → 4 KOH + 3 O2

Szén-dioxiddal karbonátok keletkezése közben bomlik:

4 KOH + 2 CO2 → 2 K2CO3 + 2 H2O

A fenti két reakció kombinációja is előfordul:

4 KO2 + 2 CO2 → 2 K2CO3 + 3 O2
4 KO2 + 4 CO2 + 2 H2O → 4 KHCO3 + 3 O2

Laboratóriumi reagensként csak ritkán használják. Mivel vízzel reagál, többnyire szerves oldószerekben vizsgálják. Mivel a só apoláris oldószerekben rosszul oldódik, jellemzően koronaétereket használnak. A tetraetilammónium só is ismert. Ezen sók jellegzetes reakciói a szuperoxid nukleofilként történő alkalmazása, például alkil-bromidok alkoholokká és savkloridok diacil-peroxidokká történő alakításához.[4]

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az orosz űrhajózás sikeresen alkalmazta a kálium-szuperoxidot az űrruhák és a Szojuz űrhajók kémiai oxigéngenerátoraiban. Tűzoltók és bányászok lélegeztető készülékeiben is használják a KO2-t, vízzel történő heves reakciójának veszélye miatt azonban a búváreszközökben csak korlátozottan alkalmazzák. Egy kg KO2 elméletileg 0,618 kg CO2-t képes megkötni, miközben 0,380 kg O2 szabadul fel belőle. Egy KO2 molekula egy molekula CO2-vel reagál, de csak 0,75 oxigénmolekula keletkezik. Az emberi test azonban kevesebb CO2 molekulát termel, mint amennyi oxigénmolekulára szüksége van, mivel a táplálék oxidációja ahhoz is oxigént igényel, hogy azt vízzé és karbamiddá alakítsa.

Veszélyei[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Erélyes oxidálószer, számos anyaggal, például vízzel, savakkal, szerves anyagokkal vagy porított grafittal keverve robbanásszerű hevességgel reagálhat. Még száraz állapotban is ütésre érzékeny robbanókeveréket képezhet szerves olajokkal, például petróleummal keverve.[5] 1999-ban az Oak Ridge National Laboratory területén a NaK fémötvözet szivárgása nyomán keletkezett kálium-oxidok feltakarítása közben robbanás történt, melyet az okozott, hogy az ásványi olajjal telítődött anyagból ütésérzékeny robbanókeverék keletkezett.[6]

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. ^ a b Zumdahl, Steven S.. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company (2009). ISBN 0-618-94690-X 
  2. Harald Jakob, Stefan Leininger, Thomas Lehmann, Sylvia Jacobi, Sven Gutewort “Peroxo Compounds, Inorganic” Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a19_177.pub2
  3. Abrahams, S. C.; Kalnajs, J. "The Crystal Structure of α-Potassium Superoxide" Acta Crystallographica (1955) volume 8, pages 503-506. doi:10.1107/S0365110X55001540.
  4. Roy A. Johnson, Javier Adrio, María Ribagorda "Potassium Superoxide" e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001 John Wiley & Sons. doi:10.1002/047084289X.rp250.pub2
  5. Aerojet Nuclear Company. An Explosives Hazards Analysis of the Eutectic Solution of NaK and KO2. Idaho National Engineering Laboratory (1975) 
  6. Y-12 NaK Accident Investigation. U.S. Department of Energy, 2000. február 1. [2010. május 28-i dátummal az eredetiből archiválva].

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Potassium superoxide című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.