Struktura fosforečnanu draselného (K3PO4), vlastnosti, použití

The Fosforečnan draselný je anorganická sloučenina tvořená třemi ionty draslíku K.⁺ a fosfátový ion PO₄^3-. Jeho chemický vzorec je K.₃PO₄. Je to bezbarvá nebo bílá krystalická pevná látka. Je velmi rozpustný ve vodě a vytváří alkalické roztoky, tj. S mnoha OH ionty^-, tedy zásadité pH.

Fosfátový iont má v buňkách důležitou funkci, která souvisí se skladováním energie. Fosforečnan draselný je široce používán v reakcích organické chemie, kde může působit jako báze, to znamená, že přijímá H protony⁺. Může také fungovat jako katalyzátor nebo urychlovač některých reakcí.

Používá se ke snížení napadení určitých druhů hmyzu rostlinami pšenice, protože jsou vůči nim odolnější. Bylo však pozorováno, že podporuje vývoj metanu (CH₄), skleníkový plyn z mikrokultur rýže.

Používá se jako projímadlo, k prodloužení doby lokální anestézie, k zastavení dutin a jako pomůcka pro nátěr povrchů..

Rejstřík článků

• 1 Struktura
• 2 Názvosloví
• 3 Vlastnosti
  • 3.1 Fyzický stav
  • 3,2 Molekulová hmotnost
  • 3.3 Teplota tání
  • 3.4 Hustota
  • 3.5 Rozpustnost
  • 3,6 pH
  • 3.7 Chemické vlastnosti
  • 3.8 Další vlastnosti
  • 3.9 Úloha fosfátu v lidském těle
• 4 Získání
• 5 použití
  • 5.1 Jako základ v reakcích organické chemie
  • 5.2 Jako katalyzátor
  • 5.3 V zemědělství
  • 5.4 V lékařských aplikacích
  • 5.5 Jako projímadlo
  • 5.6 Ve veterinární medicíně
  • 5.7 Při získávání DNA
  • 5.8 V různých aplikacích
  • 5.9 Negativní aspekt pro použití v zemědělství
• 6 Reference

Struktura

Fosforečnan draselný se skládá ze tří kationtů draslíku K.⁺ a fosfátový anion PO₄^3-.

Fosfátový ion PO₄^3- Skládá se z jednoho atomu fosforu (P) a čtyř atomů kyslíku (O), kde fosfor má oxidační stav +5 a kyslíky valenci -2.

Nomenklatura

• Fosforečnan draselný
• Fosforečnan draselný
• Kyselý fosforečnan draselný
• Trifosforečnan draselný

Vlastnosti

Fyzický stav

Bezbarvá nebo bílá krystalická pevná látka.

Molekulární váha

212,27 g / mol

Bod tání

1340 ° C

Hustota

2 564 g / cm³

Rozpustnost

Velmi dobře rozpustný ve vodě: 106 g / 100 g vody při 25 ° C. Nerozpustný v ethanolu.

pH

Roztok s 1% K.₃PO₄ má pH 11,5-12,3.

Chemické vlastnosti

Po rozpuštění ve vodě se fosforečnan draselný rozdělí na tři draselné K kationty.⁺ a fosfátový anion PO₄^3-. Fosfátový anion vezme proton z vody a vytvoří se fosforečnanový anion HPO₄^dva-. Ten zase vezme další proton z vody a stane se z něj dihydrogenfosforečnanový anion H_dvaPO₄^-.

PO₄^3- + H_dvaO ⇔ HPO₄^dva- + Ach-

HPO₄^dva- + H_dva⇔ H_dvaPO₄^- + Ach^-

Jak se tvoří ionty OH^- vodný roztok se zalkalizuje.

Další vlastnosti

Kromě bezvodé formy (bez vody) má několik hydratovaných forem; to znamená, že molekula K.₃PO₄ může být doprovázena jednou nebo více molekulami vody v krystalické struktuře.

Z tohoto důvodu může tvořit například monohydrát K₃PO₄.H_dvaNebo trihydrát K₃PO₄.3H_dvaNebo heptahydrát a nonahydrát.

Úloha fosfátu v lidském těle

Fosfátový ion PO₄^3- je to nejhojnější anion uvnitř buněk a hraje důležitou roli při skladování energie.

Fosfátový iont se také podílí na tvorbě a výživě kostí a zubů, protože reguluje koncentraci vápníku v krevním séru a na mnoha reakcích přenosu energie v buňce..

Získávání

Fosforečnan draselný lze získat z reakce mezi chloridem draselným KCl a fosforečnanem amonným (NH₄)₃PO₄.

Chlorid draselný + fosforečnan amonný → Fosforečnan draselný + chlorid amonný

3 KCl + (NH₄)₃PO₄ → K.₃PO₄ + 3 NH₄Cl

Aplikace

Jako základ v reakcích organické chemie

K fosforečnan draselný₃PO₄ Používá se v různých reakcích organické chemie. Například slouží při syntéze acetylenů vycházejících z dibromovaných sloučenin..

V této syntéze dochází k dehydrobromaci (eliminaci vodíku a bromu), kde K.₃PO₄ bezvodá pevná látka (bez vody) působí jako měkká báze a odebírá z molekuly dva protony, odstraní se dva atomy bromu a získá se odpovídající acetylen.

C₆H₅-CHBr-CH_dvaBr + 2 K.₃PO₄ → C.₆H₅-C≡CH + 2 KBr + 2 K._dvaHPO₄

Jako katalyzátor

K₃PO₄ slouží jako katalyzátor v různých reakcích organické chemie. Například se používá jako pevná látka k získání bionafty z použitého oleje na smažení..

Bionafta je palivo podobné naftě, ale získává se z použitých tuků nebo přírodních olejů.

Fosforečnan draselný byl účinnější jako katalyzátor nebo urychlovač této reakce než fosforečnan sodný Na₃PO₄ a oxid vápenatý CaO.

V zemědělství

K₃PO₄ se používá k ošetření rostlin pšenice a jejich odolnosti vůči určitým škůdcům.

Někteří vědci ošetřili sazenice pšenice fosforečnanem draselným a ukázalo se, že vyvolává rezistenci proti mšicím. Diuraphi noxie, hmyz, který napadá tyto rostliny.

Po aplikaci zředěného roztoku K.₃PO₄ u sazenic byla pozorována menší závažnost příznaků způsobených tímto hmyzem a pokles počtu mšic, které se na nich živí.

V lékařských aplikacích

Fosforečnan draselný se používá k úpravě anestetického účinku lokokainu, lokálního anestetika. Lokální anestetikum je lék, který při aplikaci na oblast těla způsobí ztrátu citlivosti na bolest v této oblasti..

Bylo zjištěno, že K.₃PO₄ umožňuje prodloužit lokální anestezii lidokainem.

Jako projímadlo

Fosforečnan draselný zvyšuje tekutost střevního obsahu, protože pomáhá zadržovat vodu ve střevě, což nepřímo vyvolává kontrakci střevního svalu.

Ve veterinární medicíně

K₃PO₄ se používá u zvířat s diabetickou ketoacidózou (komplikace cukrovky) k léčbě hypofosfatémie (nízké množství fosfátu v krvi).

Pokud je však podáván v nadměrném množství, může způsobit hypokalcemii (nízký obsah vápníku v krvi), hyperfosfatémii (nadbytek fosfátu v krvi), mimovolní kontrakci svalů, mineralizaci měkkých tkání a selhání ledvin..

Při získávání DNA

Fosforečnan draselný se používá jako pufr k čištění DNA v genetických laboratořích.

DNA je protein nacházející se v buňkách a obsahuje všechny genetické informace nezbytné pro vývoj a fungování živých bytostí..

Izolací DNA se vědci ponoří do studia přenosu dědičných znaků, a proto je fosforečnan draselný velmi užitečný.

V různých aplikacích

K fosforečnan draselný₃PO₄ slouží:

• jako doplněk stravy,
• pro výměnu elektrolytu,
• jako pufr, tj. jako chemický systém, který umožňuje řízení hladin OH iontů^- nebo vodík H⁺ ve vodném roztoku,
• zpomalit nebo potlačit zubní kaz,
• jako inhibitor koroze a prostředek proti znečištění,
• jako prostředek pro povrchovou úpravu a nátěrový prostředek,
• jako nemrznoucí směs,
• v čisticích prostředcích.

Negativní aspekt pro použití v zemědělství

Někteří vědci zjistili, že přidání K.₃PO₄ mikrokultura rýže zvyšuje emise metanu (CH₄) do atmosféry. Metan je plyn, který přispívá ke skleníkovému efektu a zvyšuje teplotu naší planety.

Reference

1. NÁS. Národní lékařská knihovna. (2019). Fosforečnan draselný. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Panciera, D.L. (2012). Fluidní terapie u endokrinních a metabolických poruch. Doplnění fosforu. In Fluid, Electrolyte, and Acid-Base Disorders in Small Animal Practice (čtvrté vydání). Obnoveno ze sciencedirect.com.
3. Shenawi-Khalil, S. a kol. (2012). Syntéza acetylenů pomocí dehydrobromace za použití pevného bezvodého fosforečnanu draselného jako báze za podmínek fázového přenosu. Tetrahedron Letters, svazek 53, vydání 18, 2012, strany 2295-2297. Obnoveno ze sciencedirect.com.
4. Guan, G. a kol. (2009). Fosforečnan draselný jako pevný katalyzátor pro výrobu bionafty z odpadního kuchyňského oleje. Technologie zpracování paliva, svazek 90, vydání 4, 2009, strany 520-524. Obnoveno ze sciencedirect.com.
5. Kulkami, M.A. (2012). Mechanický přístup pro rychlou a bezrozpouštědlovou syntézu α-hydroxyfosfonátů s použitím fosforečnanu draselného jako katalyzátoru. Comptes Rendus Chimie, sv. 16, vydání 2, 2013, strany 148-152. Obnoveno ze sciencedirect.com.
6. Venter, E. a kol. (2014). Fosforečnan draselný indukuje toleranci proti ruské pšenici (Diuraphi noxie, Homoptera: Aphididae) v pšenici. Crop Protection Vol 61, červenec 2014, strany 43-50. Obnoveno ze sciencedirect.com.
7. Bonturi, N. a kol. (2013). Citrát sodný a fosforečnan draselný jako alternativní adsorpční pufry při hydrofobním a aromatickém thiofilním chromatografickém čištění plazmidové DNA z neutralizovaného lyzátu. Journal of Chromatography B, Volumes 919-920, 2013, strany 67-74. Obnoveno ze sciencedirect.com.
8. Conrad, R. a Klose, M. (2005). Vliv hnojení fosforečnanem draselným na výrobu a emise metanu a jeho ¹³C-stabilní izotopové složení v mikrokosmu rýže. Půdní biologie a biochemie, svazek 37, vydání 11, 2005, strany 2099-2108. Obnoveno ze sciencedirect.com.
9. Lide, D.R. (editor) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85^th CRC Press.
10. Kouřová noha. (2019). Fosforečnan draselný. Obnoveno z en.wikipedia.org