Kaliumsuperoxid - Potassium superoxide

Kaliumsuperoxid
Elementarzelle von Kaliumsuperoxid
Namen
IUPAC-Name
Kaliumdioxid
Andere Namen
Kaliumsuperoxid
Bezeichner
3D-Modell ( JSmol )
ChemSpider
ECHA-Infokarte 100.031.574 Bearbeite dies bei Wikidata
EG-Nummer
RTECS-Nummer
  • InChI=1S/2K.O2/c;;1-2/q2*+1;-2 ☒n
    Schlüssel: XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N ☒n
  • InChI=1/2K.O2/c;;1-2/q2*+1;-2
    Schlüssel: XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYAV
  • [K+].[O-]=O
Eigenschaften
K O 2
Molmasse 71,096  g·mol -1
Aussehen gelber Feststoff
Dichte 2,14 g/cm 3 , fest
Schmelzpunkt 560 °C (1.040 °F; 833 K) (zersetzt)
Hydrolyse
Struktur
kubisch raumzentriert ( O−
2)
Thermochemie
117 J·mol −1 ·K −1
Std
Bildungsenthalpie (Δ f H ⦵ 298 )
−283 kJ·mol −1
Gefahren
Hauptgefahren ätzend, oxidierend
R-Sätze (veraltet) 8-14-34
S-Sätze (veraltet) 17-27-36/37/39
NFPA 704 (Feuerdiamant)
3
0
3
Verwandte Verbindungen
Andere Anionen
Kaliumoxid
Kaliumperoxid
Andere Kationen
Lithiumsuperoxid
Natriumsuperoxid
Rubidiumsuperoxid
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Infobox-Referenzen

Kaliumsuperoxid ist eine anorganische Verbindung mit der Formel KO 2 . Es ist ein gelber paramagnetischer Feststoff, der sich in feuchter Luft zersetzt. Es ist ein seltenes Beispiel für ein stabiles Salz des Superoxidanions . Als CO . wird Kaliumsuperoxid verwendet
2Wäscher, H
2O Luftentfeuchter und O
2Generator in Rebreathern , Raumfahrzeugen , U-Booten und Lebenserhaltungssystemen für Raumanzüge .

Produktion und Reaktionen

Kaliumsuperoxid wird durch Verbrennen von geschmolzenem Kalium in einer Sauerstoffatmosphäre hergestellt .

K + O
2 → KO
2

Das Salz besteht aus K+
und O−
2Ionen, verbunden durch Ionenbindung. Der O‐O‐Abstand beträgt 1.28 .

Reaktivität

Kaliumsuperoxid ist ein starkes Oxidationsmittel , das Oxide in Peroxide oder molekularen Sauerstoff umwandeln kann . Hydrolyse ergibt Sauerstoffgas, Wasserstoffperoxid und Kaliumhydroxid :

2 KO
2 + 2 H
2O → 2 KOH + H
2Ö
2+ O
2

Kaliumhydroxid (KOH), das Kohlendioxid absorbiert , erzeugt Karbonate:

2 KOH + CO
2 → K 2 CO 3 + H 2 O
KOH + CO
2 → KHCO 3

Die Kombination dieser beiden Reaktionen ergibt:

4 KO
2 + 2 CO
2 → 2 K 2 CO 3 + 3 O
2
4 KO
2 + 4 CO
2 + 2 H 2 O → 4 KHCO 3 + 3 O
2

Kaliumsuperoxid findet als Laborreagenz nur Nischenanwendungen. Da es mit Wasser reagiert, ist KO
2wird oft in organischen Lösungsmitteln untersucht. Da das Salz in unpolaren Lösungsmitteln schlecht löslich ist, werden typischerweise Kronenether verwendet. Das Tetraethylammoniumsalz ist ebenfalls bekannt. Repräsentative Reaktionen dieser Salze beinhalten die Verwendung von Superoxid als Nukleophil , zB bei der Umwandlung von Alkylbromiden in Alkohole und Acylchloriden in Diacylperoxide .

Anwendungen

Die russische Raumfahrtbehörde hat erfolgreich Kaliumsuperoxid in chemischen Sauerstoffgeneratoren für ihre Raumanzüge und Sojus-Raumschiffe eingesetzt . KO
2wird auch in Kanistern für Rebreather für verwendet worden Brandbekämpfung und Grubenrettungsarbeiten, hatte aber beschränkt den Einsatz in Tauch rebreathers wegen seiner gefährlich explosiven Reaktion mit Wasser.

KO
2reagiert mit CO
2 bei folgender Reaktion:

4 KO 2 (s) + 2 CO 2 (g) → 2K 2 CO 3 (s) + 3O 2 (g)

Theoretisch 1 kg KO
2absorbiert 0,310 kg CO
2während 0,338 kg O . freigesetzt werden
2. Ein Mol KO
2absorbiert 0,5 Mol CO
2setzt aber nur 0,75 Mol Sauerstoffgas ( O 2 ) Moleküle frei.

Gefahren

Kaliumsuperoxid ist ein starkes Oxidationsmittel und kann in Kombination mit einer Vielzahl von Substanzen und Verbindungen, einschließlich Wasser, Säuren, organischen Stoffen oder pulverförmigem Graphit, explosive Reaktionen hervorrufen. Sogar trockenes Superoxid kann in Kombination mit organischen Ölen wie Kerosin eine schlagempfindliche explosive Verbindung erzeugen . Im Jahr 1999 im Oak Ridge National Laboratory führte die Reinigung von Kaliumoxiden aus einem NaK- Metallleck zu einer stoßempfindlichen Explosion, während es mit Mineralöl gesättigt war.

Verweise

  1. ^ a b Zumdahl, Steven S. (2009). Chemische Prinzipien (6. Aufl.). Houghton Mifflin. P. A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
  2. ^ Hayyan M.; Hashim MA; AlNashef IM (2016). "Superoxid-Ionen: Erzeugung und chemische Implikationen" . Chem.-Nr. Rev . 116 (5): 3029–3085. doi : 10.1021/acs.chemrev.5b00407 . PMID  26875845 .CS1-Wartung: verwendet Autorenparameter ( Link )
  3. ^ Jakob, Harald; Leininger, Stefan; Lehmann, Thomas; Jacobi, Sylvia; Gutewort, Sven (2007). „Peroxoverbindungen, Anorganisch“. Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie . Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a19_177.pub2 . ISBN 978-3527306732.
  4. ^ Abrahams, SC; Kalnajs, J. (1955). "Die Kristallstruktur von α-Kaliumsuperoxid" . Acta Crystallographica . 8 (8): 503–6. doi : 10.1107/S0365110X55001540 .
  5. ^ Kumar De, Anil (2007). Ein Lehrbuch der Anorganischen Chemie . New Age International. P. 247. ISBN 978-8122413847.
  6. ^ Johnson, Roy A.; Adrio, Javier; Ribagorda, Maria (2001). „Kaliumsuperoxid“. e-EROS Enzyklopädie der Reagenzien für die organische Synthese . Wiley. doi : 10.1002/047084289X.rp250.pub2 . ISBN 0471936235.
  7. ^ Aerojet Nuclear Company (1975). "Eine Explosivstoff-Gefahrenanalyse der eutektischen Lösung von NaK und KO
    2    ". Idaho National Engineering Laboratory.
  8. ^ "Y-12 NaK-Unfalluntersuchung" . US-Energieministerium. Februar 2000. Archiviert vom Original am 28.05.2010.