Русская Википедия:Надпероксид калия

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Надперокси́д ка́лия (диоксид калия, супероксид калия; KO₂) — неорганическое соединение жёлтого цвета, которое образуется в результате сгорания расплавленного калия в чистом кислороде. Используется наряду с надпероксидом натрия во многих системах жизнеобеспечения, в кислородных масках на пассажирских самолётах, а также в изолирующих противогазах. Молекулярный вес 71,10. Температура плавления при нормальном атмосферном давлении 490—530 °C, в вакууме (1—2 мм рт. ст.) 350—415 °C. Гигроскопичен, поглощает из воздуха водяные пары и углекислый газ, выделяет кислород, реагируя с углекислым газом. Реагирует с водой и этанолом. Плотность 2,158 г/см³. Реакция с водой очень бурная, экзотермическая, может происходить со взрывом, поэтому недопустим контакт вещества или изделий, содержащих его (регенеративные патроны) с водой.

Получение

Простой способ получения состоит в сгорании калия в чистом кислороде:

<math>\mathsf{K + O_2 \ \xrightarrow{\ \ }\ KO_2}</math>

При этом продукт загрязнён примесью K₂O₂.

К экзотическим можно отнести способ окисления кислородом раствора калия в жидком аммиаке при ≈ −50 °C:

<math>\mathsf{K \ \xrightarrow{O_2}\ K_2O_2 \ \xrightarrow{O_2, \tau^oC}\ KO_2}</math>

при этом состав зависит от температуры проведения реакции — чем она выше, тем большая степень окисления.

Физические свойства

Оранжево-жёлтые кристаллы Шаблон:Крист, упаковка типа CaC₂.

Температура плавления 535 °C под избыточным давлением кислорода.

Раньше надпероксиду калия приписывали формулу K₂O₄, однако рентгенографические исследования структуры показали, что вещество состоит из ионов K⁺ и OШаблон:Sub sup, что соответствует формуле KO₂.

Химические свойства

Надпероксид калия неустойчив и при нагревании в вакууме отщепляет кислород:

<math>\mathsf{KO_2 \ \xrightarrow{\ 290^oC }\ K_2O_2 \ \xrightarrow{\ 530^oC }\ K_2O}</math>

Вода разлагает надпероксид калия с выделением кислорода:

<math>\mathsf{2KO_2 + 2H_2O \ \xrightarrow{\ \ }\ 2KOH + H_2O_2 + O_2\uparrow}</math>

Разбавленные кислоты разлагают надпероксид калия на пероксид водорода и кислород:

<math>\mathsf{2KO_2 + 2HCl \ \xrightarrow{\ \ }\ 2KCl + H_2O_2 + O_2\uparrow}</math>

С концентрированной серной кислотой выделяется озон:

<math>\mathsf{2KO_2 + H_2SO_4 \ \xrightarrow{\ \ }\ K_2SO_4 + H_2O + O_3\uparrow}</math>

Надпероксид калия является сильным окислителем:

<math>\mathsf{2KO_2 + S \ \xrightarrow{\ \ }\ K_2SO_4}</math>

<math>\mathsf{4KO_2 + 3C \ \xrightarrow{\ \ }\ 2K_2CO_3 + CO_2\uparrow}</math>

<math>\mathsf{2KO_2 + 2NH_3 \ \xrightarrow{\ \ }\ 2KOH + 2H_2O + N_2\uparrow}</math>

Наиболее важной, в практическом применении, является реакция с углекислым газом:

<math>\mathsf{4KO_2 + 2CO_2 \ \xrightarrow{\ H_2O }\ 2K_2CO_3 + 3O_2\uparrow}</math>

Эта реакция используется в изолирующих противогазах для очистки выдыхаемого воздуха.

С помощью краун-эфиров надпероксид калия удалось растворить в органических растворителях и использовать для окисления органических веществ.

Применение

Промышленность

Надпероксид калия используется в химической промышленности как мощный окислитель, а также для удаления следов углекислого газа CO₂ и воды H₂O.

Космонавтика и системы жизнеобеспечения

Надпероксид калия применяется в российской космонавтике в качестве источника кислорода и поглотителя углекислого газа. В частности он применяется на российских космических кораблях «Союз» и в специальных костюмах для выхода в открытый космос. Используется также в средствах химзащиты для автономной генерации кислорода и во многих системах жизнеобеспечения (например, в аппаратах для глубоководного погружения, шахтных самоспасателях). Килограмм надпероксида калия может поглотить 0,309 кг CO₂ с выделением 0,38 кг кислорода.

Подводные лодки

Также применяется в качестве резервного источника кислорода и поглотителя углекислого газа на подлодках и субмаринах (например, на минисубмарине «Приз»).

Биология

В результате реакции надпероксида калия с водой выделяется кислород. Однако промежуточным продуктом этой реакции в воде является супероксидный радикал — начальный компонент клеточного оксидативного стресса, поэтому надпероксид калия может использоваться в качестве неферментативного источника надпероксида (в отличие от ферментативного образования надпероксида, катализируемого, например ксантиноксидазой) для модельного оксидативного стресса.

См. также

• Калий
• Оксид калия
• Пероксид калия
• Озонид калия
• Кислород

Ссылки

• Superoxide chemistry by Donald T.Sawyer
• Статья: Реакция супероксида калия с морской водой
• Супероксид калия: плавлениеШаблон:Недоступная ссылка