KALIUMFOSFAT (K3PO4): STRUKTUR, EGENSKAPER, BRUK - KJEMI - 2026

Den kaliumfosfat er en uorganisk forbindelse består av tre kaliumioner K ⁺ og en fosfationer PO ₄ ^3- . Den kjemiske formelen er K ₃ PO ₄ . Det er et fargeløst eller hvitt krystallinsk fast stoff. Den er veldig løselig i vann og danner alkaliske løsninger, det vil si med mange OH-ioner ^- derfor grunnleggende pH.

Fosfationet har en viktig funksjon i celler som har med energilagring å gjøre. Kaliumfosfat er mye brukt i organiske kjemireaksjoner hvor det kan fungere som en base, det vil si å ta H ⁺ protoner . Det kan også fungere som katalysator eller akselerator for noen reaksjoner.

Fast kalium K ₃ PO ₄ fosfat . Xavier13540 på kinesisk Wikipedia. Kilde: Wikimedia Commons.

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 begunstiger utviklingen av metan (CH ₄ ), et drivhus gass, fra ris mikrokulturer.

Det har blitt brukt som avføringsmiddel, for å øke varigheten av lokalbedøvelse, for å stoppe hulrom og for å hjelpe beleggoverflater, blant andre bruksområder.

Struktur

Kaliumfosfat består av tre K ⁺ kaliumkationer og en PO ₄ ^3- fosfatanion .

Fosfationet PO ₄ ^3- består av ett fosforatom (P) og fire oksygenatomer (O), hvor fosfor har en oksidasjonstilstand på +5 og oksygener en valens på -2.

Struktur av kaliumfosfat K ₃ PO ₄ . Edgar181. Kilde: Wikimedia Commons.

nomenklatur

• Kaliumfosfat
• Tripotassium fosfat
• Tribasisk kaliumfosfat
• Tripotassium ortofosfat

Egenskaper

Fysisk tilstand

Fargeløst eller hvitt krystallinsk fast stoff.

Molekylær vekt

212,27 g / mol

Smeltepunkt

1340 ºC

tetthet

2.564 g / cm ³

løselighet

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

pH-

En oppløsning med 1% K ₃ PO ₄ har en pH-verdi på 11,5 til 12,3.

Kjemiske egenskaper

Når den er oppløst i vann, skilles kaliumfosfat opp i de tre kaliumkationene K ⁺ og fosfatanjonen PO ₄ ^3- . Fosfatanionen tar en proton fra vannet og hydrogenfosfatanionen HPO ₄ ^{2- dannes} . Sistnevnte tar igjen en ny proton fra vannet og blir dihydrogenfosfatanion H ₂ PO ₄ ^- .

PO ₄ ^3- + H ₂ O ⇔ HPO ₄ ^2- + OH-

HPO ₄ ^2- + H ₂ O ⇔ H ₂ PO ₄ ^- + OH ^-

Når OH-ioner dannes ^{- blir} den vandige løsningen alkalisk.

Andre egenskaper

Foruten den vannfrie formen (uten vann), har den flere hydratiserte former; Dette betyr at K- ₃ PO ₄ -molekylet kan være ledsaget av en eller flere vannmolekyler i krystallstrukturen.

Av denne grunn, kan den danne, for eksempel, monohydratet K ₃ PO ₄ .H ₂ O, trihydratet K ₃ PO ₄ .3H ₂ O, heptahydratet og det nonahydrat.

Fosfatets rolle i menneskekroppen

Fosfationet PO ₄ ^3- er det mest forekommende anionet inne i celler og spiller en viktig rolle i energilagring.

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

Å skaffe

Kaliumfosfat kan oppnås ved å starte fra reaksjonen mellom kaliumklorid KCl og ammoniumfosfat (NH ₄ ) ₃ PO ₄ .

Kaliumklorid + ammoniumfosfat → Kaliumfosfat + ammoniumklorid

3 KCl + (NH ₄ ) ₃ PO ₄ → K ₃ PO ₄ + 3 NH ₄ Cl

applikasjoner

Som grunnlag i organiske kjemireaksjoner

Kaliumfosfat K ₃ PO ₄ har vært brukt i forskjellige organiske kjemireaksjoner. For eksempel brukes det i syntesen av acetylener med utgangspunkt i dibrominerte forbindelser.

I denne syntese skjer en dehydrobromering (eliminering av hydrogen og brom), hvor den vannfrie faste K ₃ PO ₄ (uten vann) virker som et mykt underlag og tar to protoner fra molekylet, de to bromatomer er eliminert og tilsvarende acetylen.

C ₆ H ₅ -CHBr-CH ₂ Br + 2 K ₃ PO ₄ → C ₆ H ₅ -C≡CH + 2 KBr + 2 K ₂ HPO ₄

Forfatter: Clker-Free-Vector-Images. Kilde: Pixabay.

Som katalysator

K ₃ PO ₄ virker som en katalysator i forskjellige organiske kjemireaksjoner. For eksempel har det blitt brukt som et fast stoff for å oppnå biodiesel fra brukt stekeolje.

Biodiesel er et drivstoff som ligner diesel, men oppnådd fra naturlig fett eller oljer brukt eller ikke.

Kaliumfosfat var mer effektiv som en katalysator eller akselerator for reaksjonen enn natriumfosfat Na ₃ PO ₄ og kalsiumoksid CaO.

I landbruket

K ₃ PO ₄ har blitt brukt til å behandle hveteplanter og gjøre dem motstandsdyktige mot visse skadedyr.

Hveteplanter kan behandles med K ₃ PO _{4 for} å gjøre dem motstandsdyktige mot noen typer insekter. Forfatter: Hans Braxmeier. Kilde: Pixabay.

Noen forskere behandlet hvetefrøplanter 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 oppløsning av K ₃ PO ₄ på plantene, ble det observert mindre alvorlighetsgraden av symptomene forårsaket av disse insekter og en reduksjon i antallet bladlus mater på dem.

Forfatter: Hans Braxmeier. Kilde: Pixabay.

I medisinske applikasjoner

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

Det ble funnet at K ₃ PO ₄ tillater å forlenge lokalbedøvelsen av lidokain.

Som avføringsmiddel

Kaliumfosfat øker fluiditeten i tarminnholdet da det hjelper å holde vann i tarmen, noe som indirekte induserer tarmmuskelkontraksjon.

I veterinærmedisin

K ₃ PO ₄ brukes til dyr med diabetisk ketoacidose (en komplikasjon av diabetes) for å behandle hypofosfatemi (lav mengde fosfat i blodet).

Når det blir gitt i overkant kan det imidlertid føre til hypokalsemi (lite kalsium i blodet), hyperfosfatemi (overflødig fosfat i blodet), ufrivillig muskelsammentrekning, mineralisering av bløtvev og nyresvikt.

Hunder med diabetisk acidose kan behandles med kaliumfosfat. Forfatter: David Mark. Kilde: Pixabay.

Ved å skaffe DNA

Kaliumfosfat har blitt brukt som en buffer for å rense DNA i genetikklaboratorier.

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, studerer forskere studien av hvordan arvelige egenskaper overføres, og det er grunnen til at kaliumfosfat er veldig nyttig.

Tegning av et DNA-molekyl. Forfatter: PublicDomainPictures. Kilde: Pixabay.

I forskjellige bruksområder

Kaliumfosfat K ₃ PO ₄ serverer:

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

Korroderte rør. K ₃ PO ₄ gjør det mulig å unngå korrosjon i rørene i noen bransjer eller prosesser. Forfatter: Michael Gaida. Kilde: Pixabay.

Negativt aspekt for bruk i landbruket

Visse forskere funnet at tilsetning av K ₃ PO ₄ til et ris mikro øker utslipp av metan (CH ₄ ) til atmosfæren. Metan er en gass som bidrar til drivhuseffekten og øker temperaturen på planeten vår.

referanser

1. US National Library of Medicine. (2019). Kaliumfosfat. Gjenopprettet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Panciera, DL (2012). Fluidterapi ved endokrine og metabolske forstyrrelser. Fosfortilskudd. Ved væsker, elektrolytt- og syre-base-forstyrrelser i smådyrspraksis (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, side 2295-2297. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
4. Guan, G. et al. (2009). Tri-kaliumfosfat som en solid katalysator for biodieselproduksjon fra matolje. Drivstoffprosesseringsteknologi, bind 90, utgave 4, 2009, side 520-524. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
5. Kulkami, MA (2012). Mekanisk tilnærming for hurtig og løsemiddelfri syntese av a-hydroksyfosfonater ved bruk av kaliumfosfat som katalysator. Kommer Rendus Chimie, bind 16, utgave 2, 2013, side 148-152. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
6. Venter, E. et al. (2014). Kaliumfosfat induserer toleranse mot den russiske hvete bladlus (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) i hvete. Crop Protection Vol 61, July 2014, Pages 43-50. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
7. Bonturi, N. et al. (2013). Natriumcitrat og kaliumfosfat som alternative adsorpsjonsbuffere i hydrofob og aromatisk tiofil kromatografisk rensing av plasmid-DNA fra nøytralisert lysat. Journal of Chromatography B, Volumes 919-920, 2013, Pages 67-74. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
8. Conrad, R. og Klose, M. (2005). Effekt av kaliumfosfatgjødsling på produksjon og utslipp av metan og dens ¹³ C-stabile isotopsammensetning i rismikrokosmos. Soil Biology and Biochemistry, Vol 37, Issue 11, 2005, Pages 2099-2108. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
9. Lide, DR (redaktør) (2003). CRC Håndbok for kjemi og fysikk. 85 ^th CRC Press.
10. Smokefoot. (2019). Tripotassium fosfat. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org