Hidróxido de potássio: estrutura, propriedades, usos - Ciência - 2023

Contente

o hidróxido de potássio é um sólido inorgânico cristalino branco. Sua fórmula química é KOH. Seus cristais absorvem facilmente a água do ar, por isso é considerado um composto higroscópico. É uma base forte e absorve dióxido de carbono (CO₂) do ambiente.

Industrialmente é produzido através da eletrólise de cloreto de potássio (KCl). Por razões de conservação de energia e pureza do produto, células de mercúrio (Hg) são utilizadas neste método.

Mas há muitos anos existe a preocupação com a contaminação do mercúrio gerado por esse processo. Na verdade, a descarga no meio ambiente de resíduos de efluentes contendo mercúrio é estritamente proibida. Existem outros processos, como o diafragma e a membrana, mas o mercúrio é preferido porque produz uma solução de KOH 50% puro.

Existem também processos não eletroquímicos, como a decomposição do nitrito de potássio (KNO₂) na presença de óxido férrico (Fe₂OU₃).

As soluções de KOH obtidas em processos industriais são evaporadas para atingir 90-95% de KOH. O conteúdo residual de 5-10% de água é ligado ao KOH na forma de monohidrato de hidróxido de potássio (KOH.H₂OU).

Devido às suas propriedades cáusticas e à sua forte basicidade, tem aplicações muito variadas. Serve como matéria-prima em sabonetes e detergentes, tintas de impressão ou cosméticos, entre outros usos. Também é utilizado na lavagem de gases industriais, na detecção de fungos por microscópio e tem aplicação na indústria alimentícia.

Embora seja um composto muito estável, é classificado como corrosivo. Deve ser manuseado com cuidado, pois pode causar queimaduras nos olhos, pele e mucosas.

Estrutura

O cristal de KOH em temperaturas normais é monoclínico, com cada átomo de potássio (K) rodeado por um octaedro distorcido de átomos de oxigênio (O). Por sua vez, os grupos hidroxila (OH) formam uma cadeia na forma de um zigue-zague ligado por hidrogênios, onde as distâncias O-O são 3,35 A, descartando qualquer ligação de hidrogênio significativa.

Em altas temperaturas, o KOH tem uma forma cristalina cúbica.

Nomenclatura

- Hidróxido de potássio.

- Potassa cáustica.

- Hidrato de potássio.

- Água sanitária de potássio.

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino branco.

Peso molecular

56,106 g / mol.

Ponto de fusão

380 ° C; 406 ºC também foi relatado (varia de acordo com o teor de água). Grau técnico (90-92% KOH) funde a aproximadamente 250ºC.

Ponto de ebulição

1327 ° C

Densidade

2,044 g / cm³

Solubilidade

Solúvel em água fria (107 g / 100 ml a 15 ºC) e em água quente (178 g / 100 ml a 100 ºC). A sua dissolução em água é um processo muito exotérmico, isto significa que é gerada uma grande quantidade de calor.

Solúvel em álcoois. Solúvel em glicerina. Insolúvel em éter.

pH

13,5 (em solução aquosa 0,1 molar).

Outras propriedades

Seus cristais são deliquescentes ou higroscópicos, o que significa que absorve água do ar. Também absorve facilmente CO₂ do ar.

Suas reações químicas são características de uma base forte. Em solução aquosa, ele reage com qualquer ácido fraco para formar o sal de potássio do ácido. Por exemplo, ele reage com ácido carbônico (H₂CO₃) ou com dióxido de carbono (CO₂) para formar bicarbonato ou carbonato de potássio.

Reage com álcoois para formar alcóxidos de potássio ou com sulfeto de hidrogênio H₂S para formar sulfeto ou bissulfeto de potássio.

Em sistemas aquosos, o KOH forma vários hidratos: mono-, di- e tetra-hidratos.

As soluções aquosas de KOH são incolores, fortemente básicas, com sabão e cáusticas. É um material corrosivo, tanto sólido como em solução.

Não é inflamável, mas quando aquecido até a decomposição emite vapores K tóxicos e corrosivos₂OU.

Provoca queimaduras graves nos olhos, pele e mucosas e em contato com metais, como alumínio, estanho, chumbo ou zinco, pode gerar a evolução de gás hidrogênio (H₂), que é altamente inflamável.

O calor produzido ao entrar em contato com a umidade ou outras substâncias pode criar calor suficiente para inflamar materiais combustíveis.

Formulários

Na produção de outros compostos de potássio

O hidróxido de potássio é utilizado como matéria-prima na indústria química e farmacêutica. É usado para produzir carbonato de potássio (K₂CO₃), permanganato de potássio (KMnO₄), fosfato de potássio (K₃PO₄), silicato de potássio (K₂sim₃) e cianeto de potássio (KCN), entre outros compostos.

Em várias aplicações

O KOH de alta pureza tem aplicação na fabricação de pesticidas, síntese de tintas e corantes, produtos químicos para gomas, na fotografia como revelador fotográfico alcalino, como eletrólito em baterias alcalinas e células a combustível, na eletrólise da água, na eletrodeposição ou galvanoplastia, litografia, etc.

O KOH de grau técnico é usado como matéria-prima na indústria de detergentes e sabões; na fabricação de cosméticos, vidros e tecidos; para dessulfurar o petróleo bruto; como agente secante e em removedores de tintas e vernizes, entre outras aplicações.

Também é útil como agente cáustico na indústria da madeira, na mercerização do algodão, na química analítica para titulações alcalimétricas, na síntese orgânica e no tratamento de água.

Em aplicações médicas

Na medicina é utilizado em montagem úmida durante o preparo de espécimes clínicos para visualização microscópica de fungos e outros elementos fúngicos na pele, cabelos, unhas, entre outros.

A preparação KOH é usada para esclarecer o material clínico para que os elementos fúngicos possam ser vistos mais facilmente.

Um fragmento de amostra clínica é adicionado a uma porção de solução de KOH a 10% em uma lâmina de vidro. Em seguida, é coberto com um objeto de cobertura e deixado em temperatura ambiente para permitir a digestão das células hospedeiras. Finalmente, é observado ao microscópio.

Por outro lado, o KOH na forma de solução tópica é eficaz no tratamento de verrugas.

Na industria cosmética

É utilizado em alguns produtos de limpeza de unhas, cremes de barbear e sabonetes, pois sua propriedade corrosiva o torna muito eficaz na decomposição ou remoção de tecidos moles e depilação.

Na agricultura

É usado em fertilizantes e outros produtos agrícolas, como herbicidas e pesticidas.

Em processos químicos industriais

O KOH é útil em operações de limpeza e na lavagem ou purificação de gases industriais, especialmente quando a remoção do ácido é necessária.

Por exemplo, devido à sua facilidade de reagir com CO₂, é usado para absorver esse gás. Além disso, é ideal para reagir com ácidos, por isso serve para remover o sulfeto de hidrogênio (H₂S). E da mesma forma, para remover os óxidos de nitrogênio.

Na industria alimentícia

É utilizado para ajuste de pH, como estabilizante e espessante na indústria alimentícia.

Foi considerado pela Food and Drug Administration, ou FDA (por sua sigla em inglês Administração de Alimentos e Medicamentos), como ingrediente direto na alimentação humana, desde que utilizado nas condições vinculadas às boas práticas de fabricação.

Na obtenção de biodiesel

O biodiesel é um substituto do combustível líquido para diesel ou diesel. É obtido a partir de óleos vegetais ou gorduras animais. O KOH tem sido usado como catalisador na produção de biodiesel.

Estudos recentes

Há vários anos, tem-se prestado atenção à poluição dos mares por resíduos plásticos, que afetam mais de 550 espécies da fauna marinha, tanto pela ingestão de plástico como por ficarem presos nos resíduos.

Por esse motivo, tenta-se encontrar métodos que permitam o processamento de amostras do trato digestivo de animais, dissolvendo a matéria orgânica, mas sem dissolver os plásticos ingeridos pelos espécimes.

Nesse sentido, verificou-se que o uso de soluções de KOH para separar plásticos da matéria orgânica é um método prático e eficaz, que pode ser muito útil em estudos quantitativos de ingestão de plástico pela fauna marinha selvagem.

Referências

Mahmoud A. Ghannoum e Nancy C. Isham. (2009). Dermatófitos e dermatofitoses. In Clinical Mycology. Segunda edição. Recuperado de sciencedirect.com.
Kühn, S. et al. (2016). O uso de solução de hidróxido de potássio (KOH) como uma abordagem adequada para isolar plásticos ingeridos por organismos marinhos. No Boletim de Poluição Marinha. Recuperado de sciencedirect.com.
Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.
Kirk-Othmer (1994). Enciclopédia de Tecnologia Química. Volume 19. Quarta edição. John Wiley & Sons.
Enciclopédia de Química Industrial de Ullmann. (1990). Quinta edição. Volume A22. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Potassium Hydroxyde. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Krisada Noiroj, et al. (2009). Um estudo comparativo de KOH / Al₂OU₃ e catalisadores KOH / NaY para produção de biodiesel via transesterificação de óleo de palma. Em Energias Renováveis. Recuperado de sciencedirect.com.