دوره پتاسیم(فرمول شیمیایی: Kio₄) یک ترکیب معدنی مهم است. به عنوان پودر کریستالی بی رنگ یا سفید به نظر می رسد و به دلیل خاصیت اکسید کننده بسیار قوی آن مشهور است. این نقش اساسی در شیمی تحلیلی ، به ویژه در تجزیه و تحلیل تیتراسیون ، که در آن به عنوان معرف اصلی در روش کلاسیک برای تعیین منگنز- روش پتاسیم پتاسیم نقش دارد ، ایفا می کند. این می تواند به صورت انتخابی mn²⁺ را به یون پرمنگنات بنفش (MNO₄⁻) اکسیده شود و تجزیه و تحلیل کمی دقیق را فراهم کند. علاوه بر این ، از آن برای تعیین اکسیداسیون مواد مختلف آلی و معدنی نیز استفاده می شود. توانایی اکسید کننده آن ناشی از ید در حالت اکسیداسیون {6} است ، که به ویژه در محیط اسیدی قوی است. واکنش معمولاً پایدار و انتخابی است. دوره پتاسیم در مقایسه با دوره سدیم حلالیت کمتری در آب دارد که در عملیات جداسازی و تصفیه بارش به آن مزیت می دهد. با این حال ، به عنوان یک اکسیدان قوی ، در هنگام مخلوط شدن با مواد قابل احتراق یا مواد آلی ، خطر آتش سوزی و انفجار را به وجود می آورد و ذخیره سازی و جابجایی مناسب لازم است. فراتر از شیمی تحلیلی ، از آن به عنوان یک اکسیدان خفیف در سنتز آلی نیز استفاده می شود و در ضد عفونی و تولید باتری اعمال می شود ، اما کاربرد آن همیشه نیاز به توجه دقیق به خوردگی و خطرات احتمالی آن دارد.
|
|
|
| فرمول شیمیایی | iko4 |
| توده دقیق | 229.85 |
| وزن مولکولی | 230.00 |
| m/z | 229.85 (100.0%), 231.85 (7.2%) |
| تجزیه و تحلیل ابتدایی | I, 55.18; K, 17.00; O, 27.82 |
عامل اکسید کننده
در درجه اول به عنوان یک عامل اکسید کننده در واکنشهای شیمیایی مختلف استفاده می شود.
این می تواند ترکیبات منگنز را به پرمنگنات ها اکسیده شود ، که یکی از کاربردهای مهم آن است.
همچنین به عنوان یک عامل اکسید کننده برای ترکیبات آلی عمل می کند و طیف گسترده ای از واکنشهای اکسیداسیون را در سنتز آلی امکان پذیر می کند.
معرف
به عنوان یک معرف برای تعیین رنگ سنجی ، به ویژه برای تعیین منگنز استفاده می شود.
واکنش آن با ترکیبات خاص می تواند تغییرات رنگی متمایز ایجاد کند ، که می تواند برای تجزیه و تحلیل کمی از حضور مواد خاص استفاده شود.
کاربردهای صنعتی
مورد استفاده در تولید مواد شیمیایی خاص و واسطه ها.
همچنین ممکن است در فرآیندهای تصفیه آب کاربردهایی پیدا کند ، جایی که می توان از خواص اکسید کننده آن برای از بین بردن ناخالصی ها و آلاینده ها استفاده کرد.
آزمایشگاه
معمولاً در آزمایشگاه ها برای تهیه راه حل های استاندارد و انجام آزمایش های مختلف شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد.
این ویژگی های شیمیایی تعریف شده خوب - آن را به یک ابزار ارزشمند در تنظیمات تحقیق و توسعه تبدیل می کند.
روند واکنش پرمنگنات
فرآیند اکسید کننده مانگات به پرمنگنات با استفاده ازدوره پتاسیمشامل یک واکنش شیمیایی است که آنیون دوره ای (IO4-) به عنوان ماده اکسید کننده عمل می کند و الکترون های یون منگنز را می پذیرد. در یک محلول اسیدی ، خاصیت اکسید کننده ای قوی را نشان می دهد ، و این امکان را برای تبدیل منگنز (منگنز2+) به پرمنگنات (MNO4-) فراهم می کند.
تهیه واکنش دهنده ها
آن و یک نمک مانگات مناسب (مانند سولفات منگو ، MNSO4) در محلول آبی اسیدی حل می شود. انتخاب اسید می تواند متفاوت باشد ، اما اسید سولفوریک (H2SO4) معمولاً استفاده می شود.
01
شروع واکنش
هنگامی که محلول ها و نمک مانگات در حضور اسید مخلوط می شوند ، واکنش اکسیداسیون آغاز می شود. آنیون دوره ای الکترون ها را از یون منگنز می پذیرد و باعث می شود حالت اکسیداسیون یون منگنز از +2 به +7 افزایش یابد ، بنابراین پرمنگنات را تشکیل می دهد.
02
تشکیل پرمنگنات
با پیشرفت واکنش ، رنگ محلول ممکن است به دلیل تشکیل پرمنگنات ، که دارای ظاهر قرمز- است ، تغییر کند. این تغییر رنگ می تواند به عنوان شاخص پیشرفت واکنش استفاده شود.
03
انزوا و تصفیه
پس از اتمام واکنش ، محصول پرمنگنات می تواند از طریق تکنیک های مختلف جداسازی شیمیایی مانند بارش ، تصفیه و تبلور جدا و خالص شود.
04
روش تعیین منگنز
- معرف: دوره پتاسیم، اسید سولفوریک ، اسید فسفریک ، اسید نیتریک ، نیتریت سدیم ، محلول استاندارد منگنز ، آب مقطر و غیره.
- تجهیزات: اسپکتروفتومتر ، کوارت های رنگی ، تعادل الکترونیکی ، صفحه گرمایشی ، فلاسک های حجمی ، پیپت ها و غیره.
- برای نمونه های آب نسبتاً تمیز ، نمونه گیری مستقیم و اندازه گیری قابل انجام است.
- برای نمونه های آب به شدت اسیدی یا قلیایی ، pH را قبل از اندازه گیری تنظیم کنید.
- برای نمونه های آب حاوی مواد جامد معلق و ارگانیک ، پیش درمانی مناسب لازم است (به عنوان مثال ، هضم با اسید نیتریک غلیظ و تنظیم pH به خنثی).
انحلال نمونه:
- مقدار مشخصی از نمونه (به عنوان مثال ، 1.0000 گرم) را وزن کنید و آن را در یک لیوان قرار دهید.
- یک اسید مخلوط (اسید فسفریک ، اسید سولفوریک ، اسید نیتریک) و گرما اضافه کنید تا نمونه آن را به طور کامل حل کنید.
اکسیداسیون با دوره پتاسیم:
- مقدار مشخصی (به عنوان مثال 0.5 گرم) را به محلول و گرما اضافه کنید تا برای مدت معینی (به عنوان مثال 5 دقیقه) جوشانده شود ، در حالی که دائماً برای حفظ حجم آب جوش اضافه می کنید.
- اجازه دهید محلول تا دمای اتاق خنک شود.
توسعه رنگ و اندازه گیری:
- محلول را به یک فلاسک حجمی منتقل کرده و با آب مقطر به علامت رقیق کنید.
- خوب مخلوط کنید و بر اساس شدت رنگ محلول ، یک کووت رنگی را با طول مسیر نوری مناسب (به عنوان مثال ، 50 میلی متر یا 10 میلی متر) انتخاب کنید.
- برای اندازه گیری میزان جذب محلول در طول موج 530 نانومتر از یک اسپکتروفتومتر استفاده کنید.
تصحیح:
- با رعایت همان روش اما بدون اضافه کردن نمونه ، یک راه حل خالی تهیه کنید.
- میزان جذب محلول خالی را اندازه گیری کرده و آن را از جذب محلول نمونه برای به دست آوردن جذب تصحیح شده کم کنید.
محاسبه محتوای منگنز:
- برای تعیین میزان منگنز موجود در نمونه بر اساس جذب اصلاح شده ، از یک منحنی کار آماده شده یا منحنی کالیبراسیون استفاده کنید.
این روش برای تعیین منگنز قابل تصفیه و کل در آب آشامیدنی ، آب سطحی ، آبهای زیرزمینی و فاضلاب صنعتی کاربرد دارد. حداقل حد تشخیص به طور معمول 0.02mg/l و حد بالایی تعیین 3mg/l (یا حداکثر 9mg/l هنگام استفاده از یک مسیر نوری 10 میلی متر) است.
دوره پتاسیم، یک ترکیب شیمیایی همه کاره ، اهداف مختلفی را فراتر از برنامه های تحلیلی خود قرار می دهد. در درجه اول ، این نقش اساسی در سنتز ترکیبات آلی ، به ویژه درخشش در اکسیداسیون الکلها و آلکن ها دارد. الکل ها ، که ترکیبات آلی حاوی یک گروه هیدروکسیل هستند ({2}} OH) ، هنگام درمان با آن ، تحت واکنش اکسیداسیون قرار می گیرند و اغلب منجر به تشکیل آلدهیدها ، کتون ها یا اسیدهای کربوکسیلیک می شوند. به طور مشابه ، آلکن ها ، با کربن-} کربن پیوندهای مضاعف ، با آن واکنش نشان می دهند تا شکاف این پیوندهای مضاعف را انجام دهند و در نتیجه تشکیل اسیدهای دی کربوکسیلیک ایجاد شود.
فراتر از استفاده از آن در سنتز ارگانیک ، همچنین در تهیه سایر ترکیبات ید - استفاده می شود. این می تواند شامل واکنش هایی باشد که یون دوره ای (IO4-) اتم های ید یا اتم های اکسیژن را به مولکولهای دیگر منتقل می کند و انواع مختلفی از ترکیبات ید را با عملکرد و کاربردهای مختلف تشکیل می دهد.
علاوه بر این ، در فرآیندهای خاص عکاسی طاقچه ای پیدا می کند. اگرچه نقش خاص بسته به تکنیک یا مواد خاص مورد استفاده ممکن است متفاوت باشد ، درگیری آن اغلب از خواص شیمیایی آن برای تقویت یا اصلاح روند عکاسی به نوعی استفاده می کند. به عنوان مثال ، ممکن است از آن به عنوان یک عامل اکسید کننده یا یک مؤلفه در توسعه یا اصلاح راه حل ها استفاده شود.
دوره پتاسیم (KIO ₄) ، به عنوان یک ترکیب مهم ید با ارزش بالا ، دارای ارزش کاربرد گسترده ای در شیمی تحلیلی ، سنتز آلی و علم مواد است. خصوصیات اکسید کننده قوی و واکنش ویژه آن ، آن را به یک معرف ضروری در تحقیقات شیمیایی و تولید صنعتی تبدیل می کند. کشف آن را می توان پس از کشف عنصر ید به تحقیقات مرتبط ردیابی کرد. در سال 1811 ، شیمیدان فرانسوی برنارد کورتواس برای اولین بار در هنگام تهیه نیترات پتاسیم ید را کشف کرد. پس از آن ، دانشمندان شروع به مطالعه منظم ترکیبات مختلف ید کردند. در سال 1825 ، شیمیدان آلمانی ، جاستوس فون لبیگ برای اولین بار در هنگام مطالعه ید ، حضور پتاسیم پریودات را مشاهده کرد ، اما در آن زمان قادر به جداسازی دوره پتاسیم خالص نبود. در سال 1833 ، شیمیدان فرانسوی آگوست لوران با موفقیت برای اولین بار در حالی که مطالعه اکسیژن-} حاوی اسیدهای ید را با موفقیت آماده کرد. وی این ترکیب را با الکترولیز کردن محلول یدات پتاسیم به دست آورد و خصوصیات آن را به طور مقدماتی توصیف کرد. در دهه 1840 ، با تأسیس نظریه ردوکس ، دانشمندان شروع به درک جوهر دوره پتاسیم به عنوان یک اکسیدان قوی کردند. در اواسط تا اواخر قرن نوزدهم ، با توسعه شیمی ساختاری ، ساختار مولکولی دوره پتاسیم به تدریج روشن شد. در سال 1860 ، شیمیدان بریتانیایی ادوارد فرانکلند ساختار چهار ضلعی یون ید بالا (IO ₄⁻) را از طریق آزمایش های اکسیداسیون سیستماتیک تعیین کرد. این کشف پایه و اساس درک خواص شیمیایی نمک های دوره ای را فراهم کرده است. در سال 1872 ، الكساندر باتلروف ، شیمیدان روسی ابتدا به طور سیستماتیک خواص تجزیه حرارتی دوره پتاسیم را مورد مطالعه قرار داد و دریافت كه در دمای بالا به ید پتاسیم و اکسیژن تجزیه می شود. در دهه 1880 ، شیمیدان سوئدی Svante Arrhenius از دوره پتاسیم به عنوان یک ترکیب مدل برای تأیید رفتار تفکیک آن در محلول های آبی هنگام مطالعه تئوری محلول های الکترولیت استفاده کرد.
تولید صنعتی دوره پتاسیم چندین مرحله مهم را پشت سر گذاشته است:
1. اولین تولید صنعتی از روش الکترولیز پیشنهاد شده توسط لوران استفاده کرد ، که محلول یدات پتاسیم را روی الکترود پلاتین اکسیده می کند. این روش دارای مصرف انرژی بالا و راندمان پایین است ، اما امکان تولید صنعتی را فراهم می کند.
2. در سال 1905 ، شیمیدان آلمانی Fritz Haber روش اکسیداسیون کلر را توسعه داد ، و بهره وری تولید را تا حد زیادی بهبود بخشید:
2kio₃ + cl₂ + 2 koh → 2Kio₄ + 2 kcl + h₂o
این روش به روند اصلی تولید در نیمه اول قرن بیستم تبدیل شد.
3. در دهه 1950 ، شیمیدان آمریکایی هنری Taube با استفاده از آنگاههای اکسید سرب و فناوری جریان پالس ، فرآیند الکترولیز را بهبود بخشید ، که باعث افزایش راندمان فعلی به بیش از 85 ٪ شد.
4. در سال 2005 ، شیمیدانان ژاپنی با استفاده از پرسولفات به عنوان یک اکسیدان ، یک سیستم کاتالیزوری ایجاد کردند و در شرایط خفیف به تبدیل کارآمد دست یابند
kio₃ + k₂s₂o₈ → kio₄ + 2 koSo₄
تگ های محبوب: دوره پتاسیم CAS 7790-21-8 ، تأمین کنندگان ، تولید کنندگان ، کارخانه ، عمده فروشی ، خرید ، قیمت ، فله ، برای فروش