FOSFOREČNAN DRASELNÝ (K3PO4): STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Fosforečnan draselný je anorganická sloučenina se skládá ze tří draselných iontů K ⁺ a fosfát iontů PO a ₄ ^3-. Jeho chemický vzorec je K ₃ PO ₄. Je to bezbarvá nebo bílá krystalická pevná látka. Je velmi rozpustný ve vodě a vytváří alkalické roztoky, tj. S mnoha OH ionty ^- tedy základní pH.

Fosfátový iont má důležitou funkci v buňkách, které mají co do činění s ukládáním energie. Fosforečnan draselný je široce používán v reakcích organické chemie, kde může působit jako báze, tj. Brát H ⁺ protony. U některých reakcí může také fungovat jako katalyzátor nebo urychlovač.

Pevné K draselný ₃ PO ₄ fosfát. Xavier13540 na čínské Wikipedii. Zdroj: Wikimedia Commons.

Používá se ke snížení napadení určitých hmyzů na rostlinách pšenice, protože je vůči nim odolnější. Bylo však pozorováno, že upřednostňuje vývoj metanu (CH ₄), skleníkového plynu, z mikrokultur rýže.

Používá se mimo jiné jako projímadlo, k prodloužení doby lokální anestézie, k zastavení dutin a k nátěru povrchů.

Struktura

Fosforečnan draselný se skládá ze tří K ⁺ draselných kationtů a PO ₄ ^3- fosfát aniontu.

Iont fosfátu PO ₄ ³ se skládá z jednoho atomu fosforu (P) a ze čtyř atomů kyslíku (O), kde fosfor má oxidační stav +5 a atomů kyslíku mocenství -2.

Struktura fosforečnanu draselného K ₃ PO ₄. Edgar181. Zdroj: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

• Fosforečnan draselný
• Fosforečnan draselný
• Fosfát draselný tribasický
• Ortofosforečnan draselný

Vlastnosti

Fyzický stav

Bezbarvá nebo bílá krystalická pevná látka.

Molekulární váha

212,27 g / mol

Bod tání

1340 ° C

Hustota

2564 g / cm ³

Rozpustnost

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

pH

Roztok se 1% K ₃ PO ₄ má pH 11.5-12.3.

Chemické vlastnosti

Po rozpuštění ve vodě se fosforečnan draselný se rozdělí na tři kationty draslíku K ⁺ a fosforečnan anion PO ₄ ^3-. Fosfátový anion se proton z vody a hydrogenfosforečnanu aniontu HPO ₄ ^{2 je vytvořen}. Ten zase má další proton z vody a stává se dihydrogenfosforečnan aniont H ₂ PO ₄ ^-.

PO ₄ ³ + H ₂ O ⇔ HPO ₄ ^2- + OH-

HPO ₄ ^2- + H ₂ O ⇔ H2 ₂ PO ₄ ^- + OH ^-

Jak se tvoří OH ionty ^- vodný roztok se stane alkalické.

Další vlastnosti

Kromě bezvodé formy (bez vody) má několik hydratovaných forem; To znamená, že K ₃ PO ₄ molekula mohou být doprovázeny jednou nebo více molekulami vody ve struktuře krystalu.

Z tohoto důvodu mohou tvořit, například monohydrát K ₃ PO ₄.H ₂ O, trihydrát K ₃ PO ₄.3H ₂ O, heptahydrát a nonahydrátu.

Role fosfátů v lidském těle

Iont fosfátu PO ₄ ³ je nejhojnější anion v buňkách a hraje důležitou roli při skladování energie.

Fosfátový iont se také účastní tvorby a výživy kostí a zubů, protože reguluje koncentraci vápníku v krevním séru a četné reakce přenosu energie v buňce.

Získání

Fosforečnan draselný mohou být získány z reakce mezi chloridem draselným KCI a fosforečnan amonný (NH ₄) _3, PO ₄.

Chlorid draselný + fosforečnan amonný → Fosforečnan draselný + chlorid amonný

3 KCl + (NH ₄) ₃ PO ₄ → K ₃ PO ₄ + 3 NH ₄ Cl

Aplikace

Jako základ v reakcích organické chemie

Fosforečnan draselný K ₃ PO ₄ byl použit v různých organických chemických reakcí. Například se používá při syntéze acetylenů vycházející z dibromovaných sloučenin.

V této syntéze, je dehydrobromace dochází (odstranění vodíku a bromu), kde bezvodý pevný K ₃ PO ₄ (bez vody), působí jako měkká báze a bere dva protony z molekuly, dva atomy bromu eliminovány a odpovídající acetylen.

C ₆ H ₅ -CHBr-CH ₂ Br + 2 K ₃ PO ₄ → C ₆ H ₅ -C = CH + 2 + 2 KBr K ₂ HPO ₄

Autor: Clker-Free-Vector-Images. Zdroj: Pixabay.

Jako katalyzátor

K ₃ PO ₄ slouží jako katalyzátor v různých organických chemických reakcí. Například se používá jako pevná látka k získání bionafty z použitého fritovacího oleje.

Bionafta je palivo podobné naftě, ale získané z přírodních tuků nebo olejů použitých nebo ne.

Fosforečnan draselný byl účinnější jako katalyzátoru nebo urychlovače této reakce, než na bázi fosforečnanu sodného Na ₃ PO ₄ a oxidu vápenatého CaO.

V zemědělství

K ₃ PO ₄ se používá k ošetření rostlin pšenice a jejich odolnosti vůči některým škůdcům.

Pšeničné rostliny mohou být ošetřeny K ₃ PO ₄, aby byly odolné vůči některým druhům hmyzu. Autor: Hans Braxmeier. Zdroj: Pixabay.

Někteří vědci ošetřovali sazenice pšenice fosforečnanem draselným a ukázalo se, že indukuje rezistenci vůči mšici Diuraphis noxia, hmyzu, který tyto rostliny napadá.

Po nanesení zředěný roztok K ₃ PO ₄ na sazenice, byl pozorován menší závažnost příznaků způsobených těmito hmyzem a snížení počtu mšic krmených ně.

Autor: Hans Braxmeier. Zdroj: Pixabay.

V lékařských aplikacích

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

Bylo zjištěno, že K ₃ PO ₄ umožňuje prodloužit lokální anestezii lidokainu.

Jako projímadlo

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

Ve veterinární medicíně

K ₃ PO ₄ se používá u zvířat s diabetickou ketoacidózou (komplikací diabetu) k léčbě hypofosfatémie (příliš málo fosfátu v krvi).

Při nadměrném podání však může způsobit hypokalcémii (nízký obsah vápníku v krvi), hyperfosfatémii (nadbytek fosfátu v krvi), nedobrovolnou kontrakci svalů, mineralizaci měkkých tkání a selhání ledvin.

Psi s diabetickou acidózou mohou být léčeni fosforečnanem draselným. Autor: David Mark. Zdroj: Pixabay.

Při získávání DNA

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

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

Izolováním DNA vědci zkoumají, jak se přenášejí zděděné vlastnosti, a proto je fosforečnan draselný velmi užitečný.

Kresba molekuly DNA. Autor: PublicDomainPictures. Zdroj: Pixabay.

V různých aplikacích

Fosforečnan draselný K ₃ PO ₄ slouží:

• jako doplněk stravy,
• pro výměnu elektrolytu,
• jako pufr, tj. jako chemický systém, který umožňuje regulovat hladiny iontů H ^- nebo vodíku H ⁺ ve vodném roztoku,
• zpomalit nebo potlačit zubní kaz,
• jako inhibitor koroze a proti znečištění,
• jako prostředek pro ošetření povrchu a povlak,
• jako nemrznoucí směs,
• v čistících prostředcích.

Zkorodované trubky. K ₃ PO ₄ umožňuje zabránit korozi v potrubích některých průmyslových odvětví nebo procesů. Autor: Michael Gaida. Zdroj: Pixabay.

Negativní aspekt pro použití v zemědělství

Některé vědci zjistili, že přidání K ₃ PO ₄ na rýži mikrokultivačních zvyšuje emise methanu (CH ₄) do atmosféry. Metan je plyn, který přispívá ke skleníkovému efektu a zvyšuje teplotu naší planety.

Reference

1. Americká národní lékařská knihovna. (2019). Fosforečnan draselný. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Panciera, DL (2012). Fluidní terapie u endokrinních a metabolických poruch. Suplementace fosforu. Při poruchách tekutin, elektrolytů a kyselin v praxi malých zvířat (4. vydání). Obnoveno z sciposedirect.com.
3. Shenawi-Khalil, S. a kol. (2012). Syntéza acetylenů dehydrobromací za použití pevného bezvodého fosforečnanu draselného jako báze za podmínek fázového přenosu. Tetrahedron Letters, svazek 53, 18. vydání, 2012, strany 2295-2297. Obnoveno z sciposedirect.com.
4. Guan, G. a kol. (2009). Fosforečnan draselný jako pevný katalyzátor pro výrobu bionafty z odpadního oleje na vaření. Technologie zpracování paliva, svazek 90, vydání 4, 2009, strany 520-524. Obnoveno z sciposedirect.com.
5. Kulkami, MA (2012). Mechanický přístup pro rychlou a bezrozpouštědlovou syntézu a-hydroxyfosfonátů pomocí fosforečnanu draselného jako katalyzátoru. Comptes Rendus Chimie, sv. 16, vydání 2, 2013, stránky 148-152. Obnoveno z sciposedirect.com.
6. Venter, E. a kol. (2014). Fosforečnan draselný indukuje toleranci vůči mšici ruské pšenice (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) v pšenici. Crop Protection Vol 61, červenec 2014, stránky 43-50. Obnoveno z sciposedirect.com.
7. Bonturi, N. a kol. (2013). Citrát sodný a fosforečnan draselný jako alternativní adsorpční pufry v hydrofobním a aromatickém thiofilním chromatografickém čištění plazmidové DNA z neutralizovaného lyzátu. Journal of Chromatography B, svazky 919-920, 2013, strany 67-74. Obnoveno z sciposedirect.com.
8. Conrad, R. a Klose, M. (2005). Vliv hnojení na bázi fosforečnanu draselného o produkci a emise metanu a jeho ¹³ C-stabilní izotop prostředku v rýže mikrosvěta. Půdní biologie a biochemie, sv. 37, 11. vydání, 2005, strany 2099-2108. Obnoveno z sciposedirect.com.
9. Lide, DR (editor) (2003). CRC Příručka chemie a fyziky. 85 ^th CRC Press.
10. Smokefoot. (2019). Fosforečnan draselný. Obnoveno z en.wikipedia.org