Kaliumfosfat (K3PO4) struktur, egenskaper, användningsområden

De Kaliumfosfat är en oorganisk förening bildad av tre kalium K-joner⁺ och en fosfatjon PO₄^3-. Dess kemiska formel är K₃PO₄. Det är ett färglöst eller vitt kristallint fast ämne. Det är mycket lösligt i vatten och bildar alkaliska lösningar, det vill säga med många OH-joner^-, därav grundläggande pH.

Fosfatjonen har en viktig funktion i celler som har att göra med energilagring. Kaliumfosfat används ofta i organiska kemireaktioner där det kan fungera som en bas, det vill säga ta H-protoner⁺. Det kan också fungera som en katalysator eller accelerator för vissa reaktioner.

Det har använts för att minska angrepp av vissa insekter på veteplanter eftersom det gör dem mer motståndskraftiga mot dessa. Det har emellertid observerats att det gynnar utvecklingen av metan (CH₄), en växthusgas, från rismikrokulturer.

Det har använts som laxermedel, för att öka varaktigheten av lokalbedövning, för att stoppa håligheter och för att underlätta ytor, bland andra applikationer.

Artikelindex

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 fastigheter
  • 3.1 Fysiskt tillstånd
  • 3.2 Molekylvikt
  • 3.3 Smältpunkt
  • 3.4 Densitet
  • 3.5 Löslighet
  • 3,6 pH
  • 3.7 Kemiska egenskaper
  • 3.8 Övriga egenskaper
  • 3.9 Fosfatets roll i människokroppen
• 4 Skaffa
• 5 användningsområden
  • 5.1 Som grund i organiska kemiska reaktioner
  • 5.2 Som katalysator
  • 5.3 Inom jordbruket
  • 5.4 I medicinska tillämpningar
  • 5.5 Som laxermedel
  • 5.6 Inom veterinärmedicin
  • 5.7 Att erhålla DNA
  • 5.8 I olika applikationer
  • 5.9 Negativ aspekt för användning inom jordbruket
• 6 Referenser

Strukturera

Kaliumfosfat består av tre kalium K-katjoner⁺ och en fosfatanjon PO₄^3-.

Fosfatjonen PO₄^3- Den består av en fosforatom (P) och fyra syreatomer (O), där fosfor har ett oxidationstillstånd på +5 och oxygener en valens på -2.

Nomenklatur

• Kaliumfosfat
• Tripotiumfosfat
• Tribasiskt kaliumfosfat
• Trekaliumortofosfat

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglös eller vit kristallin fast substans.

Molekylvikt

212,27 g / mol

Smältpunkt

1340 ºC

Densitet

2,564 g / cm³

Löslighet

Mycket löslig i vatten: 106 g / 100 g vatten vid 25 ° C. Olöslig i etanol.

pH

En lösning med 1% K₃PO₄ har ett pH av 11,5-12,3.

Kemiska egenskaper

När det är löst i vatten separeras kaliumfosfat i de tre kalium-K-katjonerna.⁺ och fosfatanjonen PO₄^3-. Fosfatanjonen tar en proton från vattnet och vätefosfatanjonen HPO bildas₄^två-. Den senare tar i sin tur ytterligare en proton från vattnet och blir dihydrogenfosfatanjonen H_tvåPO₄^-.

PO₄^3- + H_tvåO ⇔ HPO₄^två- + Åh-

HPO₄^två- + H_tvåO ⇔ H_tvåPO₄^- + Åh^-

När OH-joner bildas^- vattenlösning blir alkalisk.

Andra egenskaper

Förutom den vattenfria formen (utan vatten) har den flera hydratiserade former; detta betyder att K-molekylen₃PO₄ kan åtföljas av en eller flera vattenmolekyler inom den kristallina strukturen.

Av denna anledning kan den till exempel bilda monohydratet K₃PO₄.H_tvåEller trihydrat K₃PO₄.3H_tvåEller heptahydrat och nonahydrat.

Fosfatets roll i människokroppen

Fosfatjonen PO₄^3- det är den vanligaste anjonen i cellerna och spelar en viktig roll i energilagring.

Fosfatjonen deltar också i bildandet och näringsaktiviteterna av ben och tänder, eftersom det reglerar koncentrationen av kalcium i blodserumet och i många energiöverföringsreaktioner i cellen..

Erhållande

Kaliumfosfat kan erhållas med början från reaktionen mellan kaliumklorid KCl och ammoniumfosfat (NH₄)₃PO₄.

Kaliumklorid + ammoniumfosfat → Kaliumfosfat + ammoniumklorid

3 KCl + (NH₄)₃PO₄ → K₃PO₄ + 3 NH₄Cl

Applikationer

Som grund i organiska kemiska reaktioner

Kalium K-fosfat₃PO₄ Det har använts i olika organiska kemiska reaktioner. Till exempel tjänar den till syntesen av acetylener utgående från dibromerade föreningar..

I denna syntes inträffar en dehydrobrominering (eliminering av väte och brom), där K₃PO₄ vattenfritt fast ämne (utan vatten) fungerar som en mjuk bas och tar två protoner från molekylen, de två bromatomerna avlägsnas och motsvarande acetylen erhålls.

C₆H₅-CHBr-CH_tvåBr + 2 K₃PO₄ → C₆H₅-C≡CH + 2 KBr + 2 K_tvåHPO₄

Som katalysator

K: t₃PO₄ fungerar som en katalysator i olika organiska kemiska reaktioner. Till exempel har den använts som ett fast ämne för att erhålla biodiesel från använd stekolja..

Biodiesel är ett bränsle som liknar diesel men erhålls från fetter eller naturliga oljor som används eller inte.

Kaliumfosfat var effektivare som en katalysator eller accelerator för denna reaktion än natriumfosfat Na₃PO₄ och kalciumoxid CaO.

Inom jordbruket

K: t₃PO₄ har använts för att behandla veteväxter och göra dem resistenta mot vissa skadedjur.

Vissa forskare behandlade veteplantor med kaliumfosfat och det visade sig att det inducerar resistens mot bladlus. Diuraphis noxia, en insekt som attackerar dessa växter.

Efter applicering av en utspädd lösning av K₃PO₄ mindre svårighetsgrad av symtomen orsakade av dessa insekter och en minskning av antalet bladlöss som matas på dem observerades på plantorna.

I medicinska applikationer

Kaliumfosfat har använts för att modifiera bedövningseffekten av lidokain, en lokalbedövning. En lokalbedövning är ett läkemedel som när det appliceras på ett område av kroppen orsakar förlust av känslighet för smärta i det området..

Det konstaterades att K₃PO₄ gör det möjligt att förlänga lokalbedövningen av lidokain.

Som laxermedel

Kaliumfosfat ökar tarminnehållets flytbarhet eftersom det hjälper till att hålla kvar vatten i tarmen, vilket indirekt inducerar sammandragningen av tarmmuskeln.

Inom veterinärmedicin

K: t₃PO₄ används till djur med diabetisk ketoacidos (en komplikation av diabetes) för att behandla hypofosfatemi (låg mängd fosfat i blodet).

Men när det ges i överskott kan det orsaka hypokalcemi (lågt kalcium i blodet), hyperfosfatemi (överskott av fosfat i blodet), ofrivillig sammandragning av muskler, mineralisering av mjukvävnader och njursvikt..

Vid erhållande av DNA

Kaliumfosfat har använts som buffert för att rena DNA i genetiklaboratorier.

DNA är ett protein som finns i celler och innehåller all genetisk information som är nödvändig för levande varelsers utveckling och funktion..

Genom att isolera DNA gräver forskare in i studien av hur ärftliga egenskaper överförs, varför kaliumfosfat är till stor hjälp.

I olika applikationer

Kalium K-fosfat₃PO₄ det tjänar:

• som ett kosttillskott,
• för elektrolytbyte,
• som en buffert, det vill säga som ett kemiskt system som gör det möjligt att kontrollera nivåerna av OH-joner^- eller väte H⁺ i vattenlösning,
• för att sakta ner eller hämma tandförfall,
• som korrosionshämmare och antifouling agent,
• som ett ytbehandlingsmedel och ett beläggningsmedel,
• som frostskyddsmedel,
• i rengöringsprodukter.

Negativ aspekt för användning inom jordbruket

Vissa forskare fann att lägga till K₃PO₄ en mikrokultur av ris ökar utsläppet av metan (CH₄) till atmosfären. Metan är en gas som bidrar till växthuseffekten och ökar temperaturen på vår planet.

Referenser

1. USA National Library of Medicine. (2019). Kaliumfosfat. Återställd från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Panciera, D.L. (2012). Vätskebehandling vid endokrina och metabola störningar. Fosfor-tillskott. I vätske-, elektrolyt- och syrabasstörningar i smådjur (fjärde upplagan). Återställd från sciencedirect.com.
3. Shenawi-Khalil, S. et al. (2012). Syntes av acetylener via dehydrobromering med användning av fast vattenfritt kaliumfosfat som bas under fasöverföringsbetingelser. Tetrahedron Letters, Volym 53, utgåva 18, 2012, sidorna 2295-2297. Återställd från sciencedirect.com.
4. Guan, G. et al. (2009). Tri-kaliumfosfat som en fast katalysator för produktion av biodiesel från spillolja. Bränslebearbetningsteknik, Volym 90, utgåva 4, 2009, sidorna 520-524. Återställd från sciencedirect.com.
5. Kulkami, M.A. (2012). Mekanistiskt tillvägagångssätt för snabb och lösningsmedelsfri syntes av α-hydroxifosfonater med kaliumfosfat som katalysator. Comptes Rendus Chimie, Vol 16, utgåva 2, 2013, sidorna 148-152. Återställd från sciencedirect.com.
6. Venter, E. et al. (2014). Kaliumfosfat inducerar tolerans mot det ryska vätluset (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) i vete. Crop Protection Vol 61, juli 2014, sidorna 43-50. Återställd från sciencedirect.com.
7. Bonturi, N. et al. (2013). Natriumcitrat och kaliumfosfat som alternativa adsorptionsbuffertar i hydrofob och aromatisk tiofil kromatografisk rening av plasmid-DNA från neutraliserat lysat. Journal of Chromatography B, Volumes 919-920, 2013, sidorna 67-74. Återställd från sciencedirect.com.
8. Conrad, R. och Klose, M. (2005). Effekt av kaliumfosfatgödsling på produktion och utsläpp av metan och dess ¹³C-stabil isotopkomposition i rismikrokosmos. Soil Biology and Biochemistry, Vol 37, Issue 11, 2005, Pages 2099-2108. Återställd från sciencedirect.com.
9. Lide, D.R. (redaktör) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85^th CRC Press.
10. Rökfot. (2019). Tripotiumfosfat. Återställd från en.wikipedia.org