Kalium sulfat (K2SO4): struktur, sifat, kegunaan, sintesis

Kalium sulfat adalah senyawa putih garam anorganik atau tidak berwarna dengan rumus kimia K 2 SO 4 . Itu sudah dikenal pada abad ke-14, disebut pada abad ke-17 sebagai duplicatum garam, karena merupakan kombinasi dari garam asam dan garam alkali.

Kalium sulfat ditemukan dalam bentuk mineral di arcanite, tetapi presentasinya dalam apa yang disebut garam Stassfurt lebih umum. Ini adalah kristalisasi bersama dari kalium, magnesium, kalsium dan natrium sulfat, yang dapat diamati dalam mineral seperti leonit dan polihalit.

 

Kalium sulfat adalah garam beracun rendah dan hanya menyebabkan iritasi pada kontak dengan mata, saluran pernapasan, atau saluran pencernaan. Tidak ada bukti tindakan karsinogenik atau mutagenik.

Kalium sulfat digunakan sebagai pupuk, terutama pada tanaman yang rentan terhadap klorida; seperti halnya tembakau dan kentang. Senyawa ini menyediakan kalium, salah satu dari tiga nutrisi utama pada tanaman , dan belerang, yang ada dalam proteinnya.

Struktur Kalium sulfat

Fase kristal

Struktur kristal kusut kalium sulfat. Sumber: Ra’ike (Wikipedia) [CC0]

Pada gambar pertama, rumus struktur kalium sulfat ditunjukkan. Untuk setiap SO 4 2- anion , dari geometri tetrahedral, ada dua kation K + , yang dapat diwakili oleh bola ungu (gambar atas).

Jadi di atas kita memiliki struktur kristal ortorombik K 2 SO 4 , dengan anion SO 4 2- diwakili oleh bola kuning dan merah; sedangkan kation K + , yang telah disebutkan, adalah bola ungu (sedikit lebih kuat).

Representasi ini dapat menyebabkan kebingungan jika Anda berpikir bahwa batang benar-benar sesuai dengan tautan koordinasi. Sebaliknya, mereka menunjukkan ion mana yang berinteraksi langsung atau dekat dengan yang lain di sekitarnya. Itulah sebabnya setiap oksigen “menghubungkan” dengan lima K + (O 3 SO 2- – K + ), dan ini pada gilirannya dengan sepuluh oksigen dari anion sulfat lain di sekitarnya.

Kemudian ada bola koordinasi yang agak “jarang” untuk kalium dalam K 2 SO 4 :

Bola koordinasi untuk ion kalium dalam garam sulfatnya. Sumber: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Ini kristal struktur berkorespondensi dengan polimorf β-K 2 SO 4 . Ketika dipanaskan hingga 583 C, transisi terjadi ke fase -K 2 SO 4 , yang heksagonal.

Ion kusut

Tentu struktur K 2 SO 4 yang luar biasa rumit untuk garam anorganik. Ion-ionnya diposisikan membentuk semacam kusut yang tidak berarti dan, dengan mata telanjang, tidak memiliki periodisitas.

Mereka yang mendedikasikan diri pada kristalografi dapat mendekati kekusutan ini dengan cara yang lebih tepat dan deskriptif, mengamatinya dari tiga sumbu spasial.

Perhatikan bahwa struktur kusut yang bisa menjelaskan mengapa K 2 SO 4 tidak membentuk hidrat: H 2 O molekul tidak memiliki cara untuk menembus kisi kristal untuk kation kalium hidrat.

Juga, dengan begitu banyak interaksi yang tercakup dalam kusut ion, diharapkan kisi kristal ini akan memiliki stabilitas yang cukup terhadap panas; dan kenyataannya memang demikian, karena titik leleh K 2 SO 4 adalah 1.069 C, yang menunjukkan bahwa ion-ionnya kohesif kuat.

Sifat fisik dan kimia Kalium sulfat

Penampilan kalium sulfat

Nama-nama

-Kalium sulfat

-sulfat kalium

-Arkanit

-sulfur kalium

Masa molar

174.259 g / mol

Penampilan fisik

Putih, tidak berbau, padatan kristal pahit, butiran atau bubuk.

Kepadatan

2,66 g / cm 3

Titik lebur

1.069 C

Titik didih

1.689 C

Kelarutan air

111 g / L pada 20 C

120 g / L pada 25 C

240 g / L pada 100 C

Kelarutan dalam air berkurang karena adanya kalium klorida, KCl atau amonium sulfat, (NH 4 ) 2 SO 4 , karena efek ion yang sama.

Kelarutan dalam pelarut organik

Sedikit larut dalam gliserol, tetapi tidak larut dalam aseton dan karbon sulfida.

Indeks bias (nD)

1,495

Reaktivitas

Kalium sulfat dapat bereaksi dengan asam sulfat, mengasamkan membentuk kalium bisulfat (KHSO 4 ). Ini dapat direduksi pada suhu tinggi menjadi kalium sulfida (K 2 S).

Perpaduan Kalium sulfat

Metode pertama

Kalium sulfat disintesis dengan mereaksikan kalium klorida dengan asam sulfat. Sintesis kalium sulfat terjadi dalam dua langkah. Langkah pertama melibatkan pembentukan kalium bisulfat.

Ini adalah reaksi eksotermis karena melepaskan panas dan karena itu tidak memerlukan suplai panas eksternal. Reaksi dilakukan pada suhu kamar.

KCl + H 2 SO 4 => HCl + KHSO 4

Langkah kedua dari reaksi adalah endotermik, yaitu membutuhkan pasokan panas untuk itu terjadi.

KCl + KHSO 4 => HCl + K 2 SO 4

Metode kedua

Kalium sulfat dapat disintesis dengan reaksi netralisasi asam sulfat dengan basa, kalium hidroksida:

H 2 SO 4 + 2 KOH => K 2 SO 4 + 2 H 2 O

Metode ketiga

Kalium sulfat diproduksi oleh reaksi belerang dioksida, oksigen, kalium klorida, dan air.

Metode keempat

Kalium sulfat diproduksi dengan mengekstraksi kalium sulfat yang ada dalam air garam dari cekungan Loop Nur, Cina. Kalium sulfat dipisahkan dari komponen air garam yang tidak larut dengan penambahan senyawa pengasaman natrium tripolifosfat / urea fosfat.

Senyawa ini meningkatkan perbedaan antara kelarutan kalium sulfat dan kelarutan senyawa lain yang kurang larut, mencapai, menurut pencipta metode, kalium sulfat murni 100%. Dalam arti yang ketat itu bukan metode sintesis, tetapi ini adalah metode ekstraksi baru.

Kegunaan Kalium sulfat

Pupuk

Kalium sulfat digunakan dalam tanaman tembakau. Sumber: Pxhere.

Penggunaan kalium sulfat sebagai pupuk adalah kegunaan utamanya. 90% dari total produksinya digunakan untuk tujuan ini. Penggunaannya lebih disukai daripada kalium klorida pada tanaman yang sensitif terhadap keberadaan klorida dalam tanah; misalnya tembakau.

Kalium sulfat memiliki kandungan kalium 40-44%, sedangkan konsentrasi belerangnya mewakili 17-18% senyawa. Kalium diperlukan untuk melakukan banyak fungsi penting bagi tanaman, karena mengaktifkan reaksi enzimatik, sintesis protein, pembentukan pati, dll.

Selain itu, kalium terlibat dalam mengatur aliran air di daun. Belerang diperlukan untuk sintesis protein, karena ada dalam asam amino yang memilikinya; seperti kasus metionin, sistein dan sistin, dan juga terlibat dalam reaksi enzimatik.

Bahkan kalium sulfat digunakan dengan menyemprotkan pada daun dalam partikel kalium sulfat yang lebih kecil dari 0,015 mm.

Penggunaan industri dan sebagai bahan baku

Kalium sulfat mentah digunakan dalam pembuatan kaca dan dalam pembuatan tawas dan kalium karbonat. Ini digunakan sebagai reagen dalam pembuatan kosmetik. Ini digunakan dalam pembuatan bir sebagai agen korektif air.

Obat

Ini digunakan untuk mengoreksi penurunan parah dalam konsentrasi kalium plasma (hipokalemia), yang disebabkan oleh penggunaan diuretik yang berlebihan yang meningkatkan ekskresi kalium urin.

Kalium adalah ion intraseluler utama sel yang dapat dirangsang, termasuk sel jantung. Oleh karena itu, penurunan berat kalium dalam plasma mengganggu fungsi jantung, dan harus segera dikoreksi.

Kalium sulfat memiliki tindakan katarsis, yaitu mendukung pengusiran tinja dari usus besar. Untuk alasan ini, campuran kalium, magnesium, dan natrium sulfat digunakan untuk membersihkan usus besar dari tinja sebelum melakukan kolonoskopi, yang memungkinkan visualisasi usus besar yang lebih baik oleh dokter.

dokter hewan

Kalium sulfat telah digunakan untuk mengurangi kebutuhan metionin dalam pakan unggas. Kehadiran 0,1% kalium sulfat dalam pakan ayam petelur dikaitkan dengan peningkatan 5% dalam produksi telur.

penyedap makanan

Ini adalah agen penyedap yang memberi makanan rasa pahit dan asin yang diinginkan di beberapa dari mereka. Selain itu, perlu dicatat bahwa kalium sulfat diberkahi dengan empat rasa dasar: manis, pahit, keasaman dan salinitas.

Salinitas, keasaman, dan kepahitan meningkat dengan konsentrasi kalium sulfat, sedangkan rasa manis menurun.

Penggunaan lainnya

Kalium sulfat digunakan sebagai kembang api, dalam kombinasi dengan kalium nitrat, untuk menghasilkan nyala ungu. Ini digunakan sebagai peredam flash dalam muatan pendorong artileri.

Selain itu, digunakan sebagai agen penambah viskositas dalam produk kosmetik seperti krim wajah.

Resiko

Kalium sulfat adalah senyawa beracun rendah dengan tingkat kematian yang sangat rendah. LD50 untuk dosis oral pada tikus adalah 6.600 mg/kg berat badan hewan, yang menunjukkan bahwa dosis tinggi diperlukan untuk menyebabkan kematian tikus. Nilai LD50 yang sama terjadi pada tikus.

Di mata, saat kontak, kalium sulfat dapat menyebabkan iritasi mekanis. Pada kulit, kalium sulfat menyebabkan sedikit kerusakan pada penanganan industri.

Jika tertelan, kalium sulfat dapat menyebabkan iritasi gastrointestinal dengan mual, muntah, dan diare. Dan terakhir, menghirup debu kalium sulfat menyebabkan iritasi pada saluran pernapasan.

Referensi

  1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia Anorganik . (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
  2. Wikipedia. (2019). Kalium sulfat. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
  3. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi. (2019). Kalium sulfat. Basis Data PubChem. ID = 24507. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Brian Clegg. (5 Juli 2018). Kalium sulfat. Royal Society of Kimia. Diperoleh dari: chemistryworld.com
  5. Marie T. Averbuch-Pouchot, A. Durif. (seribu sembilan ratus sembilan puluh enam). Topik dalam Kimia Fosfat . Ilmiah Dunia. Dipulihkan dari: books.google.co.ve
  6. Buku Kimia. (2017). Kalium sulfat. Diperoleh dari: chemicalbook.com
  7. Shoujiang L. dkk. (2019). Pemurnian dan pembubaran cepat kalium sulfat dalam larutan berair. DOI: 10.1039 / C8RA08284G
  8. Bank Obat. (2019). Kalium sulfat. Diperoleh dari: drugbank.ca
  9. Perusahaan Mosaik. (2019). Kalium sulfat. Nutrisi Tanaman. Diperoleh dari: cropnutrition.com
  10. Narkoba. (2018). Natrium sulfat, kalium sulfat, dan magnesium sulfat (Oral). Dipulihkan dari: drug.com

Related Posts