Hipoclorito de potássio (KOCl): estrutura, propriedades - Ciência - 2023

Contente

o hipoclorito de potássio É o sal de potássio do ácido hipocloroso. É também um sal ternário de potássio, oxigênio e cloro e constitui um composto inorgânico. Sua fórmula química é KOCl, o que significa que o cátion K é encontrado no sólido iônico⁺ e o ânion OCl^– em uma razão estequiométrica de 1: 1.

Dos seus compostos homólogos (LiOCl, NaOCl, Ca (OCl)₂) é talvez o menos usado e popularmente conhecido na cultura química e pragmática. Todos esses sais têm o denominador comum do ânion hipoclorito (OCl^–), o que lhes confere as suas principais características como agente de branqueamento.

A história do hipoclorito de potássio e suas propriedades físico-químicas são semelhantes às do sal de hipoclorito de sódio. Foi inicialmente produzido em 1789 por Claude Louis Berthollet em Javel, Paris. A reação do autor que levou à síntese do referido composto é expressa pela seguinte equação química:

Cl₂ + 2KOH => KCl + KClO + H₂OU

De acordo com a equação, o cloro molecular reage com o hidróxido de potássio (ou potássio cáustico), reduzindo e oxidando os átomos de cloro. Isso pode ser verificado comparando o número de oxidação do Cl em KCl (-1) com o de Cl em KClO (+1).

Estrutura química

A imagem superior representa as interações eletrostáticas entre o cátion K⁺ e o ânion OCl^– (com o oxigênio carregando uma carga formal negativa).

Esses íons têm as mesmas proporções estequiométricas (1: 1) e suas forças não direcionais formam um arranjo cristalino, onde K⁺ ele está posicionado mais próximo do átomo O.

Embora não existam estudos que descrevam o sistema cristalino de KOCl (cúbico, ortorrômbico, monoclínico, etc.), basta visualizá-lo como uma grande esfera de K⁺ atraído pelo íon de geometria linear de OCl^–.

Pode-se pensar que, ao contrário do NaOCl, o KOCl forma cristais com energia de rede mais baixa, devido ao fato de K⁺ é maior que Na⁺ em comparação com OCl^–. Essa maior dissimilaridade entre seus raios iônicos torna as forças eletrostáticas presentes entre eles menos eficazes.

Além disso, pode-se esperar que o desempenho em solução aquosa para este sal seja semelhante ao do NaOCl. Cercado por água, o K⁺ -mais volumoso- deve ter uma esfera de hidratação maior que a do Na⁺. Caso contrário, as propriedades de suas soluções (cor, odor e poder de branqueamento) não diferem em um grau importante.

Nomenclatura

Por que o sal de hipoclorito de potássio é assim chamado? Para responder, deve-se recorrer à nomenclatura de sais ternários regida pela IUPAC. Em primeiro lugar, porque o potássio tem apenas uma valência +1, não é necessário anotá-lo; portanto, é ignorado. Portanto, o hipoclorito de potássio (I) não está escrito.

O ácido clórico tem a fórmula HClO₃. Conforme o número de oxigênios diminui, o átomo de cloro ganha mais elétrons; ou seja, tem menos números de oxidação positivos. Por exemplo, neste ácido o Cl tem um número de oxidação de +5.

Como em HClO, Cl tem um número de oxidação de +1 que, além disso, tem duas unidades a menos de átomos de O (1 em vez de 3 em comparação com HClO₃), seu sufixo de nome muda para –oso. Além disso, como +1 é o menor número de oxidação que o átomo de Cl pode atingir, o prefixo -hypo é adicionado.

Portanto, o HClO é chamado de ácido hipocloroso. No entanto, KOCl é seu sal de potássio e para números de oxidação de Cl menores que +5 o sufixo –oso é trocado pelo sufixo –ito. Caso contrário, para números de oxidação iguais ou maiores que +5, o sufixo é alterado para –ato. Portanto, o nome continua sendo hipoclorito de potássio.

Propriedades

Massa molar

90,55 g / mol.

Aparência

É um líquido ligeiramente acinzentado.

Densidade

1,16 g / cm³

Ponto de fusão

-2 ° C (28 ° F; 271 ° K). Este baixo ponto de fusão, apesar do caráter iônico de suas ligações, demonstra a fraca energia da rede cristalina de seu sólido puro, um produto das cargas monovalentes de K⁺ e o OCl^–, e à diferença de seus raios iônicos.

Ponto de ebulição

102 ° C (216 ° F; 375 ° K). É apenas ligeiramente mais alto que a água pura.

Solubilidade em água

25% p / v, sendo este um valor razoável dada a facilidade das moléculas de água em solvatar os íons K⁺.

Soluções aquosas de hipoclorito de potássio têm qualidades de branqueamento, assim como as de NaOCl. É irritante e pode causar danos graves em contacto com a pele, olhos e membranas mucosas. Da mesma forma, sua inalação produz irritação brônquica, dificuldade respiratória e edema pulmonar.

Reatividade

-O hipoclorito de potássio é um poderoso agente oxidante que não é considerado um elemento causador de incêndio ou explosão. No entanto, é capaz de se combinar com diferentes elementos químicos para produzir compostos inflamáveis e explosivos.

-Em contato com a ureia pode formar NCl₃, um composto altamente explosivo. Quando aquecido ou colocado em contato com ácidos, produz fumaça de cloreto altamente tóxica. Reage vigorosamente com carvão em uma reação potencialmente explosiva.

-Ele se combina com acetileno para formar o cloroacetileno explosivo. Da mesma forma, sua reação com matéria orgânica, óleo, hidrocarbonetos e álcoois pode causar explosões. Sua reação com nitrometano, metanol e etanol pode se tornar explosiva.

-Ele se decompõe liberando oxigênio, processo que pode ser catalisado pela ferrugem ou pelo recipiente metálico que o contém.

-O hipoclorito de potássio deve ser mantido frio para evitar a formação de clorato de potássio, cuja decomposição pode até ser explosiva.

Formulários

-É usado como desinfetante de superfícies e água potável.

-A degradação em solos de hipoclorito de potássio em cloreto de potássio tem sugerido seu uso em lavouras como fonte de potássio, um elemento nutricional primário para plantas.

- Algumas empresas têm sugerido sua aplicação como substituto do NaOCl como agente clareador, alegando propriedades benéficas do íon K⁺ contra o impacto ambiental causado pelo Na⁺.

Referências

Enviro Tech. A solução sem sódio. [PDF]. Obtido em 29 de maio de 2018, em: envirotech.com
PubChem. (2018). Hipoclorito de potássio. Obtido em 29 de maio de 2018, em: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Wikipedia. (2018). Hipoclorito de potássio. Obtido em 29 de maio de 2018, em: en.wikipedia.org
Livro Químico. (2017). Hipoclorito de potássio. Obtido em 29 de maio de 2018, em: chemicalbook.com
Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning, p 873, 874.