Kaliumfosfat (K3PO4) struktur, egenskaper, bruksområder

De Kaliumfosfat er en uorganisk forbindelse dannet av tre kalium K-ioner⁺ og en fosfation PO₄^3-. Dens kjemiske formel er K₃PO₄. Det er et fargeløst eller hvitt krystallinsk fast stoff. Det er veldig løselig i vann og danner alkaliske løsninger, det vil si med mange OH-ioner^-, derav grunnleggende pH.

Fosfationen har en viktig funksjon i celler som har å gjøre med energilagring. Kaliumfosfat brukes mye i organiske kjemiske reaksjoner der det kan fungere som en base, det vil si å ta H-protoner⁺. Det kan også fungere som en katalysator eller akselerator for noen reaksjoner.

Det har blitt brukt for å redusere angrepet av visse insekter på hveteplanter, da det gjør dem mer motstandsdyktige mot disse. Imidlertid har det blitt observert at det favoriserer utviklingen av metan (CH₄), en klimagass, fra rismikrokulturer.

Det har blitt brukt som et avføringsmiddel, for å øke varigheten av lokalbedøvelse, for å stoppe hulrom og for å hjelpe belegge overflater, blant andre applikasjoner.

Artikkelindeks

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 eiendommer
  • 3.1 Fysisk tilstand
  • 3.2 Molekylvekt
  • 3.3 Smeltepunkt
  • 3.4 Tetthet
  • 3.5 Løselighet
  • 3,6 pH
  • 3.7 Kjemiske egenskaper
  • 3.8 Andre egenskaper
  • 3.9 Fosfatets rolle i menneskekroppen
• 4 Motta
• 5 bruksområder
  • 5.1 Som grunnlag i organiske kjemiske reaksjoner
  • 5.2 Som katalysator
  • 5.3 I landbruket
  • 5.4 I medisinske applikasjoner
  • 5.5 Som avføringsmiddel
  • 5.6 I veterinærmedisin
  • 5.7 Ved å skaffe DNA
  • 5.8 I forskjellige applikasjoner
  • 5.9 Negativt aspekt for bruk i landbruket
• 6 Referanser

Struktur

Kaliumfosfat består av tre kalium K-kationer⁺ og en fosfatanion PO₄^3-.

Fosfationen PO₄^3- Den består av ett fosforatom (P) og fire oksygenatomer (O), hvor fosfor har en oksidasjonstilstand på +5 og oksygener en valens på -2.

Nomenklatur

• Kaliumfosfat
• Tripotiumfosfat
• Tribasisk kaliumfosfat
• Tripotiumortofosfat

Eiendommer

Fysisk tilstand

Fargeløst eller hvitt krystallinsk fast stoff.

Molekylær vekt

212,27 g / mol

Smeltepunkt

1340 ºC

Tetthet

2.564 g / cm³

Løselighet

Svært løselig i vann: 106 g / 100 g vann ved 25 ° C. Uoppløselig i etanol.

pH

En løsning med 1% K₃PO₄ har en pH på 11,5-12,3.

Kjemiske egenskaper

Når det er oppløst i vann, skilles kaliumfosfat i de tre kalium K-kationene.⁺ og fosfatanionen PO₄^3-. Fosfatanionet tar en proton fra vannet og hydrogenfosfatanionen HPO dannes₄^to-. Sistnevnte tar igjen en annen proton fra vannet og blir dihydrogenfosfatanion H_toPO₄^-.

PO₄^3- + H_toO ⇔ HPO₄^to- + Åh-

HPO₄^to- + H_toO ⇔ H_toPO₄^- + Åh^-

Når OH-ioner dannes^- vandig løsning blir alkalisk.

Andre egenskaper

I tillegg til vannfri form (uten vann) har den flere hydratiserte former; dette betyr at K-molekylet₃PO₄ kan ledsages av ett eller flere vannmolekyler i den krystallinske strukturen.

Av denne grunn kan den for eksempel danne monohydratet K₃PO₄.H_toEller trihydratet K₃PO₄.3H_toEller heptahydrat og nonahydrat.

Rollen av fosfat i menneskekroppen

Fosfationen PO₄^3- det er den mest utbredte anionen i cellene og spiller en viktig rolle i energilagring.

Fosfationen deltar også i dannelsen og ernæringsaktivitetene til bein og tenner, da det regulerer konsentrasjonen av kalsium i blodserumet og i en rekke energioverføringsreaksjoner i cellen..

Å skaffe

Kaliumfosfat kan oppnås startende fra reaksjonen mellom kaliumklorid KCl og ammoniumfosfat (NH₄)₃PO₄.

Kaliumklorid + ammoniumfosfat → Kaliumfosfat + ammoniumklorid

3 KCl + (NH₄)₃PO₄ → K₃PO₄ + 3 NH₄Cl

applikasjoner

Som grunnlag i organiske kjemiske reaksjoner

Kalium K fosfat₃PO₄ Det har blitt brukt i forskjellige organiske kjemiske reaksjoner. For eksempel tjener den i syntesen av acetylener startende fra dibrominerte forbindelser..

I denne syntesen forekommer en dehydrobrominering (eliminering av hydrogen og brom), der K₃PO₄ vannfritt fast stoff (uten vann) fungerer som en myk base og tar to protoner fra molekylet, de to bromatomer fjernes og det tilsvarende acetylen oppnås.

C₆H₅-CHBr-CH_toBr + 2 K₃PO₄ → C₆H₅-C≡CH + 2 KBr + 2 K_toHPO₄

Som katalysator

K₃PO₄ fungerer som en katalysator i ulike organiske kjemiske reaksjoner. For eksempel har det blitt brukt som et fast stoff for å oppnå biodiesel fra brukt stekeolje..

Biodiesel er et drivstoff som ligner på diesel, men hentet fra fett eller naturlige oljer som brukes eller ikke.

Kaliumfosfat var mer effektivt som en katalysator eller akselerator for denne reaksjonen enn natriumfosfat Na₃PO₄ og kalsiumoksid CaO.

I landbruket

K₃PO₄ har blitt brukt til å behandle hveteplanter og gjøre dem motstandsdyktige mot visse skadedyr.

Noen forskere behandlet hveteplanter med kaliumfosfat, og det viste seg at det induserer motstand mot bladlus. Diuraphis noxia, et insekt som angriper disse plantene.

Etter påføring av en fortynnet løsning av K₃PO₄ mindre alvorlighetsgrad av symptomene forårsaket av disse insektene og det ble observert en reduksjon i antall bladlus som spiser på dem.

I medisinske applikasjoner

Kaliumfosfat har blitt brukt for å modifisere bedøvelseseffekten av lidokain, en lokalbedøvelse. En lokalbedøvelse er et medikament som når det påføres et område av kroppen forårsaker tap av følsomhet for smerte i det området..

Det ble funnet at K₃PO₄ gjør det mulig å forlenge lokalbedøvelsen av lidokain.

Som avføringsmiddel

Kaliumfosfat øker fluiditeten i tarminnholdet da det hjelper med å beholde vann i tarmen, noe som indirekte induserer sammentrekning av tarmmuskelen.

I veterinærmedisin

K₃PO₄ brukes til dyr med diabetisk ketoacidose (en komplikasjon av diabetes) for å behandle hypofosfatemi (lav mengde fosfat i blodet).

Imidlertid, når det gis i overkant, kan det forårsake hypokalsemi (lite kalsium i blodet), hyperfosfatemi (overflødig fosfat i blodet), ufrivillig sammentrekning av muskler, mineralisering av bløtvev og nyresvikt..

Ved å skaffe DNA

Kaliumfosfat har blitt brukt som buffer for å rense DNA i genetiske laboratorier.

DNA er et protein som finnes i celler og inneholder all genetisk informasjon som er nødvendig for utvikling og funksjon av levende vesener..

Ved å isolere DNA, forskere fordype seg i studien av hvordan arvelige egenskaper overføres, og det er derfor kaliumfosfat er veldig nyttig.

I forskjellige applikasjoner

Kalium K fosfat₃PO₄ den serverer:

• som kosttilskudd,
• for utskifting av elektrolytt,
• som en buffer, det vil si som et kjemisk system som gjør det mulig å kontrollere nivåene av OH-ioner^- eller hydrogen H⁺ i vandig løsning,
• for å bremse eller hemme tannråte,
• som et korrosjonshemmende middel og bunnstoff,
• som et overflatebehandlingsmiddel og et belegningsmiddel,
• som frostvæske,
• i rengjøringsprodukter.

Negativt aspekt for bruk i landbruket

Enkelte forskere fant at å legge til K₃PO₄ en mikrokultur av ris øker utslippet av metan (CH₄) til atmosfæren. Metan er en gass som bidrar til drivhuseffekten og øker temperaturen på planeten vår.

Referanser

1. OSS. National Library of Medicine. (2019). Kaliumfosfat. Gjenopprettet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Panciera, D.L. (2012). Væskebehandling ved endokrine og metabolske forstyrrelser. Fosfortilskudd. I væske-, elektrolytt- og syrebaseforstyrrelser i praksis for små dyr (fjerde utgave). Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
3. Shenawi-Khalil, S. et al. (2012). Syntese av acetylener via dehydrobrominering ved bruk av fast vannfritt kaliumfosfat som base under faseoverføringsbetingelser. Tetrahedron Letters, bind 53, utgave 18, 2012, sider 2295-2297. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
4. Guan, G. et al. (2009). Tri-kaliumfosfat som en fast katalysator for produksjon av biodiesel fra matolje. Drivstoffbehandlingsteknologi, bind 90, utgave 4, 2009, sider 520-524. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
5. Kulkami, M.A. (2012). Mekanistisk tilnærming for hurtig og løsemiddelfri syntese av α-hydroksyfosfonater ved bruk av kaliumfosfat som katalysator. Comptes Rendus Chimie, Vol. 16, utgave 2, 2013, side 148-152. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
6. Venter, E. et al. (2014). Kaliumfosfat induserer toleranse mot russisk hveteluis (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) i hvete. Crop Protection Vol 61, juli 2014, side 43-50. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
7. Bonturi, N. et al. (2013). Natriumsitrat og kaliumfosfat som alternative adsorpsjonsbufre i hydrofob og aromatisk tiofil kromatografisk rensing av plasmid-DNA fra nøytralisert lysat. Journal of Chromatography B, bind 919-920, 2013, side 67-74. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
8. Conrad, R. og Klose, M. (2005). Effekt av kaliumfosfatgjødsling på produksjon og utslipp av metan og dets ^{1. 3}C-stabil isotopsammensetning i rismikrokosmos. Soil Biology and Biochemistry, Vol 37, Issue 11, 2005, Pages 2099-2108. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
9. Lide, D.R. (redaktør) (2003). CRC Håndbok for kjemi og fysikk. 85^th CRC Trykk.
10. Røykfot. (2019). Tripotiumfosfat. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org