Estrutura, Nomenclatura, Propriedades e Usos do Hipoclorito de Potássio (KOCl)



O hipoclorito de potássio é o sal de potássio do ácido hipocloroso. Da mesma forma, é um sal ternário de potássio, oxigênio e cloro, e constitui um composto inorgânico. Sua fórmula química é KOCl, o que significa que o cátion K é encontrado no sólido iônico+ e o ânion OCl- numa razão estequiométrica de 1: 1.

Dos seus compostos homólogos (LiOCl, NaOCl, Ca (OCl)2) é talvez o menos utilizado e popularmente conhecido na cultura química e pragmática. Todos estes sais têm o denominador comum do anião hipoclorito (OCl-), que lhes confere as suas principais características como agente de branqueamento.

Ácido hipocloroso

A história do hipoclorito de potássio e suas propriedades físico-químicas são similares ao sal de hipoclorito de sódio. Foi inicialmente produzido em 1789 por Claude Louis Berthollet em Javel, Paris. A reação do autor que levou à síntese do referido composto é expressa pela seguinte equação química:

Cl2 + 2KOH => KCl + KClO + H2O

De acordo com a equação, o cloro molecular reage com o hidróxido de potássio (ou potassa cáustica), reduzindo e oxidando átomos de cloro. Isto pode ser verificado comparando o número de oxidação de Cl em KCl (-1) com o de Cl em KClO (+1).

Índice

  • 1 estrutura química
  • 2 Nomenclatura
  • 3 Propriedades
    • 3,1 massa molar
    • 3.2 Aparência
    • 3.3 Densidade
    • 3,4 ponto de fusão
    • Ponto de ebulição
    • 3.6 Solubilidade na água
    • 3.7 Reatividade
  • 4 usos
  • 5 referências

Estrutura química

A imagem superior mostra as interações eletrostáticas entre o cátion K+ e o ânion OCl- (com oxigênio carregando uma carga formal negativa).

Estes íons têm as mesmas proporções estequiométricas (1: 1) e suas forças não direcionais formam um arranjo cristalino, onde o K+ está posicionado mais próximo do átomo O.

Embora não existam estudos descrevendo o sistema de cristal KOCl (cúbico, ortorrômbico, monoclínico, etc.), basta visualizá-lo como uma grande esfera-K.+ atraído para o íon de geometria linear de OCl-.

Pode-se pensar que, ao contrário do NaOCl, o KOCl forma cristais com menos energia reticular, porque o K+ é maior que Na+ comparado com OCl-. Essa maior dissimilaridade entre seus rádios iônicos faz com que as forças eletrostáticas presentes entre eles sejam menos efetivas.

Além disso, o comportamento em solução aquosa para este sal pode ser esperado para ser semelhante ao do NaOCl. Cercado pela água, o K+ -mais volumoso- deve ter uma esfera de hidratação maior que a do Na+. Caso contrário, as propriedades de suas soluções (cor, odor e poder de branqueamento) não diferem em grau significativo.

Nomenclatura

Por que o sal de hipoclorito de potássio é assim chamado? Para responder, deve recorrer à nomenclatura dos sais ternários governados pela IUPAC. Primeiro, porque o potássio tem apenas uma valência +1, vale a pena escrever; portanto, é ignorado. Então, o hipoclorito de potássio (I) não está escrito.

O ácido clorídrico tem a fórmula HClO3. À medida que o número de oxigênios diminui, o átomo de cloro ganha mais elétrons; isto é, tem números de oxidação menos positivos. Por exemplo, neste ácido Cl tem um número de oxidação de +5.

Como em HClO Cl tem um número de oxidação de +1 que, além disso, tem duas unidades a menos de átomos de O (1 em vez de 3 contra HClO)3), o sufixo de seu nome muda para -oso. Além disso, como +1 é o menor número de oxidação que o átomo de Cl pode atingir, o prefixo-tipo é adicionado.

Então, HClO é chamado ácido hipocloroso. No entanto, KOCl é o seu sal de potássio e para números de oxidação de Cl menores que +5 o sufixo -oso é trocado pelo sufixo -ito. Caso contrário, para números de oxidação iguais ou maiores que +5, o sufixo é alterado para -AT. Então, o nome é hipoclorito de potássio.

Propriedades

Massa molar

90,55 g / mol.

Aparência

É um líquido levemente acinzentado.

Densidade

1,16 g / cm3

Ponto de fusão

-2º C (28º F; 271º K). Este baixo ponto de fusão, apesar da natureza iônica de suas ligações, demonstra a fraca energia da rede cristalina de seu sólido puro, produto das cargas monovalentes de K+ e o OCl-e a diferença de seus raios iônicos.

Ponto de ebulição

102 ° C (216 ° F; 375 ° K). É apenas ligeiramente maior que a água pura.

Solubilidade em água

25% p / v, sendo este um valor razoável, dada a facilidade das moléculas de água para resolver os íons K+.

As soluções aquosas de hipoclorito de potássio possuem qualidades de clareamento, como as do NaOCl. É irritante e pode causar danos graves em contato com a pele, olhos e membranas da mucosa. Além disso, sua inalação produz irritação brônquica, desconforto respiratório e edema pulmonar.

Reatividade

-O hipoclorito de potássio é um poderoso agente oxidante que não é considerado um elemento que causa incêndios ou explosões. No entanto, é capaz de combinar com diferentes elementos químicos para produzir compostos inflamáveis ​​e explosivos.

-Em contato com uréia pode formar NCl3, um composto altamente explosivo. Quando aquecido ou colocado em contato com ácidos, produz uma fumaça de cloreto altamente tóxica. Reage vigorosamente com o carbono em uma reação potencialmente explosiva.

-Ele é combinado com acetileno para formar o cloroacetileno explosivo. Da mesma forma, sua reação com matéria orgânica, óleo, hidrocarbonetos e álcoois pode produzir explosões. Sua reação com nitrometano, metanol e etanol pode se tornar explosiva.

- Decompõe-se liberando oxigênio, um processo que pode ser catalisado pela ferrugem ou pelo recipiente de metal que o contém.

-O hipoclorito de potássio deve ser mantido frio para evitar a formação de clorato de potássio, cuja decomposição pode até ser explosiva.

Usos

-É usado como desinfetante para superfícies e água potável.

-A degradação no solo de hipoclorito de potássio em cloreto de potássio tem sugerido seu uso nas lavouras como fonte de potássio, um elemento nutricional primário para as plantas.

-Algumas empresas sugeriram sua aplicação como substituto do NaOCl como agente clareador, citando as propriedades benéficas do íon K+ contra o impacto ambiental causado pelo Na+.

Referências

  1. Enviro Tech, a solução livre de sódio. [PDF] Obtido em 29 de maio de 2018, de: envirotech.com
  2. PubChem. (2018) Hipoclorito de potássio. Retirado em 29 de maio de 2018, de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Wikipédia. (2018) Hipoclorito de potássio. Retirado em 29 de maio de 2018, de: en.wikipedia.org
  4. Livro Químico. (2017). Hipoclorito de potássio. Retirado em 29 de maio de 2018, de: chemicalbook.com
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química (8a ed.). CENGAGE Learning, p 873, 874.