Калиев хипохлорит (KOCl): структура, номенклатура, свойства и употреба

Калиев хипохлорит е калиевата сол на хипохлористата киселина. По същия начин, това е тройна сол на калий, кислород и хлор и представлява неорганично съединение. Химичната му формула е KOCl, което означава, че в йонното твърдо вещество са K + катионът и OCl-анионът в стехиометрично съотношение 1: 1.

От неговите хомоложни съединения (LiOCl, NaOCl, Ca (OCl) 2 ) той е може би най-малко използваният и известен в химическата и прагматичната култура. Всички тези соли имат общ знаменател на хипохлоридния анион (OCl-), който им дава основните им характеристики като избелващ агент.

Историята на калиевия хипохлорит и неговите физикохимични свойства са подобни на натриевата хипохлоритна сол. Първоначално е продуциран през 1789 г. от Клод Луис Бертоле в Хавел, Париж. Реакцията на автора, която доведе до синтеза на споменатото съединение, се изразява чрез следното химическо уравнение:

CI2 + 2KOH => KCl + KClO + H20

Съгласно уравнението, молекулен хлор реагира с калиев хидроксид (или каустичен поташ), редуцирайки и окислявайки хлорни атоми. Това може да бъде потвърдено чрез сравняване на окислителния брой на Cl в KCl (-1) с този на Cl в KClO (+1).

Химическа структура

Горното изображение показва електростатичните взаимодействия между K + катиона и OCl-аниона (с кислород, носител на отрицателен формален заряд).

Тези йони имат същите стехиометрични пропорции (1: 1) и техните ненасочени сили образуват кристална подредба, където К + е разположен най-близо до О-атома.

Въпреки че няма изследвания, описващи KOCl кристалната система (кубична, орторомбична, моноклинна и т.н.), достатъчно е да я визуализираме като голяма сфера на К +, привлечена от йон на линейна геометрия на OCl-.

Може да се смята, че за разлика от NaOCl, KOCl образува кристали с по-малка ретикуларна енергия, защото K + е по-голям от Na + в сравнение с OCl-. Тази по-голяма разлика между техните йонни радиостанции прави електростатичните сили, които присъстват между тях, по-малко ефективни.

Също така, може да се очаква, че поведението във воден разтвор за тази сол е подобно на това на NaOCl. Заобиколен от вода, по-обемният К + трябва да има сфера на хидратация по-голяма от тази на Na +. За останалите, свойствата на техните разтвори (цвят, мирис и избелваща мощност) не се различават в значителна степен.

номенклатура

Защо калиевата хипохлоритна сол се нарича по такъв начин? За да отговори, трябва да прибегне до номенклатурата на трикомпонентните соли, управлявани от IUPAC. Първо, защото калийът има само валентност +1, си струва да се напише; следователно тя се игнорира. След това не се пише калиев хипохлорит (I).

Хлорната киселина има формула HClO 3 . С намаляването на броя на кислородите хлорният атом печели повече електрони; има по-малко положителни окислителни числа. Например, в тази киселина Cl има окислителен брой +5.

Както и в HClO Cl има окислително число +1, което освен това има две по-малки единици от атома на O (1 вместо 3 срещу HClO 3 ), суфиксът на името му се променя на -oso. Също така, тъй като +1 е най-малкият окислителен номер, който може да достигне Cl-атом, се добавя префиксът -хито.

След това HClO се нарича хипохлорна киселина. Обаче, KOC1 е неговата калиева сол и за Cl окисление с по-малко от +5 суфиксът -oso се обменя за суфикса -ito. В противен случай, за окислителни числа, равни на или по-големи от +5, суфиксът се променя на -ato. Така че, името е калиев хипохлорит.

свойства

Моларна маса

90, 55 g / mol.

вид

Това е леко сивкава течност.

плътност

1.16 g / cm3

Точка на топене

-2 ° C (28 ° F; 271 ° K). Тази ниска точка на топене, въпреки йонната природа на нейните връзки, показва слабата енергийна кристална решетка на неговото чисто твърдо вещество, произведението на моновалентните заряди на К + и ОС1- и разликата на нейните йонни радиуси.

Точка на кипене

102 ° С (216 ° F; 375 ° К). Тя е само малко по-висока от чистата вода.

Разтворимост във вода

25% p / v, което е разумна стойност, като се има предвид лекотата на водните молекули за солвати на K + йони.

Водните разтвори на калиев хипохлорит имат избелващи качества, точно като тези на NaOCl. Той е дразнещ и може да причини тежки увреждания при контакт с кожата, очите и мембраните на лигавицата. Освен това инхалацията му предизвиква дразнене на бронхите, респираторен дистрес и белодробен оток.

реактивност

- Калиев хипохлорит е мощен окислител, който не се счита за елемент, който причинява пожари или експлозии. Въпреки това, той е в състояние да комбинира с различни химически елементи, за да произвежда запалими и експлозивни съединения.

- В контакт с карбамид може да образува NCl 3, силно експлозивно съединение. При нагряване или контакт с киселини, той произвежда силно токсичен хлорен дим. Реагира енергично с въглерод в потенциално експлозивна реакция.

- Комбинира се с ацетилен, за да образува взривния хлорацетилен. По същия начин реакцията му с органични вещества, масла, въглеводороди и алкохоли може да доведе до експлозии. Неговата реакция с нитрометан, метанол и етанол може да стане експлозивна.

- Разлага освобождаването на кислород, процес, който може да бъде катализиран от ръжда или от металния контейнер, който го съдържа.

- Калиевият хипохлорит трябва да се поддържа студен, за да се предотврати образуването на калиев хлорат, който може да бъде дори взривоопасен.

приложения

Използва се като дезинфектант за повърхности и питейна вода.

- Разграждането в почвата на калиев хипохлорит в калиев хлорид предполага използването му в културите като източник на калий, основен хранителен елемент за растенията.

Някои компании са предложили неговото приложение като заместител на NaOCl като избелващ агент, претендирайки за полезните свойства на йон K + срещу влиянието на околната среда, причинено от Na +.