Struttura, proprietà, usi del fosfato di potassio (K3PO4)

Il Fosfato di potassio è un composto inorganico formato da tre ioni K di potassio⁺ e uno ione fosfato PO₄^3-. La sua formula chimica è K.₃PO₄. È un solido cristallino incolore o bianco. È molto solubile in acqua, formando soluzioni alcaline, cioè con molti ioni OH^-, quindi pH basico.

Lo ione fosfato ha un'importante funzione nelle cellule che ha a che fare con l'accumulo di energia. Il fosfato di potassio è ampiamente utilizzato nelle reazioni di chimica organica dove può agire come base, cioè prendendo protoni H⁺. Può anche funzionare come catalizzatore o acceleratore di alcune reazioni.

È stato utilizzato per ridurre l'attacco di alcuni insetti sulle piante di grano in quanto le rende più resistenti a queste. Tuttavia, è stato osservato che favorisce l'evoluzione del metano (CH₄), un gas a effetto serra, dalle microcolture di riso.

È stato usato come lassativo, per aumentare la durata dell'anestesia locale, per fermare le cavità e per aiutare a rivestire le superfici, tra le altre applicazioni.

Indice articolo

• 1 Struttura
• 2 Nomenclatura
• 3 Proprietà
  • 3.1 Stato fisico
  • 3.2 Peso molecolare
  • 3.3 Punto di fusione
  • 3.4 Densità
  • 3.5 Solubilità
  • 3,6 pH
  • 3.7 Proprietà chimiche
  • 3.8 Altre proprietà
  • 3.9 Ruolo del fosfato nel corpo umano
• 4 Ottenimento
• 5 Usi
  • 5.1 Come base nelle reazioni di chimica organica
  • 5.2 Come catalizzatore
  • 5.3 In agricoltura
  • 5.4 Nelle applicazioni mediche
  • 5.5 Come lassativo
  • 5.6 In medicina veterinaria
  • 5.7 Per ottenere il DNA
  • 5.8 In varie applicazioni
  • 5.9 Aspetto negativo per l'utilizzo in agricoltura
• 6 Riferimenti

Struttura

Il fosfato di potassio è costituito da tre cationi K. di potassio⁺ e un anione fosfato PO₄^3-.

Lo ione fosfato PO₄^3- È costituito da un atomo di fosforo (P) e quattro atomi di ossigeno (O), dove il fosforo ha uno stato di ossidazione di +5 e gli ossigeni una valenza di -2.

Nomenclatura

• Fosfato di potassio
• Fosfato di tripotassio
• Fosfato tribasico di potassio
• Ortofosfato di tripotassio

Proprietà

Stato fisico

Solido cristallino incolore o bianco.

Peso molecolare

212,27 g / mol

Punto di fusione

1340 ºC

Densità

2.564 g / cm³

Solubilità

Molto solubile in acqua: 106 g / 100 g di acqua a 25 ° C. Insolubile in etanolo.

pH

Una soluzione con 1% K₃PO₄ ha un pH di 11,5-12,3.

Proprietà chimiche

Una volta sciolto in acqua, il fosfato di potassio si separa nei tre cationi K. di potassio.⁺ e l'anione fosfato PO₄^3-. L'anione fosfato prende un protone dall'acqua e si forma l'anione idrogeno fosfato HPO₄^Due-. Quest'ultimo a sua volta prende un altro protone dall'acqua e diventa l'anione diidrogeno fosfato H_DuePO₄^-.

PO₄^3- + H_DueO ⇔ HPO₄^Due- + Oh-

HPO₄^Due- + H_DueO ⇔ H_DuePO₄^- + Oh^-

Come si formano gli ioni OH^- la soluzione acquosa diventa alcalina.

Altre proprietà

Oltre alla forma anidra (senza acqua), ha diverse forme idratate; questo significa che la molecola K.₃PO₄ può essere accompagnato da una o più molecole d'acqua all'interno della struttura cristallina.

Per questo motivo può formare, ad esempio, il monoidrato K₃PO₄.H_DueOppure, il triidrato K₃PO₄.3H_DueOppure, l'eptaidrato e il nonaidrato.

Ruolo del fosfato nel corpo umano

Lo ione fosfato PO₄^3- è l'anione più abbondante all'interno delle cellule e svolge un ruolo importante nell'accumulo di energia.

Lo ione fosfato partecipa anche alle attività di formazione e nutrizione di ossa e denti, poiché regola la concentrazione di calcio nel siero del sangue e in numerose reazioni di trasferimento di energia nella cellula..

Ottenere

Il fosfato di potassio può essere ottenuto a partire dalla reazione tra cloruro di potassio KCl e fosfato di ammonio (NH₄)₃PO₄.

Cloruro di potassio + Fosfato di ammonio → Fosfato di potassio + Cloruro di ammonio

3 KCl + (NH₄)₃PO₄ → K₃PO₄ + 3 NH₄Cl

Applicazioni

Come base nelle reazioni di chimica organica

Fosfato di potassio K.₃PO₄ È stato utilizzato in varie reazioni di chimica organica. Ad esempio, serve nella sintesi di acetileni a partire da composti dibromurati..

In questa sintesi, si verifica una deidrobromurazione (eliminazione di idrogeno e bromo), dove K₃PO₄ solido anidro (senza acqua) funge da base morbida e prende due protoni dalla molecola, i due atomi di bromo vengono rimossi e si ottiene il corrispondente acetilene.

C₆H₅-CHBr-CH_DueBr + 2 K₃PO₄ → C₆H₅-C≡CH + 2 KBr + 2 K_DueHPO₄

Come catalizzatore

Il K₃PO₄ funge da catalizzatore in varie reazioni di chimica organica. Ad esempio, è stato utilizzato come solido per ottenere biodiesel dall'olio di frittura usato..

Il biodiesel è un carburante simile al diesel ma ottenuto da grassi o oli naturali utilizzati o meno.

Il fosfato di potassio è stato più efficace come catalizzatore o acceleratore di questa reazione rispetto al fosfato di sodio Na₃PO₄ e ossido di calcio CaO.

In agricoltura

Il K₃PO₄ è stato utilizzato per trattare le piante di grano e renderle resistenti a determinati parassiti.

Alcuni ricercatori hanno trattato le piantine di grano con fosfato di potassio e si è scoperto che induce resistenza contro gli afidi. Diuraphis noxia, un insetto che attacca queste piante.

Dopo aver applicato una soluzione diluita di K₃PO₄ una minore gravità dei sintomi causati da questi insetti e una diminuzione del numero di afidi che se ne nutrono è stata osservata sulle piantine.

Nelle applicazioni mediche

Il fosfato di potassio è stato utilizzato per modificare l'effetto anestetico della lidocaina, un anestetico locale. Un anestetico locale è un farmaco che quando applicato a un'area del corpo provoca la perdita di sensibilità al dolore in quella zona..

È stato riscontrato che il K₃PO₄ permette di prolungare l'anestesia locale della lidocaina.

Come lassativo

Il fosfato di potassio aumenta la fluidità del contenuto intestinale in quanto aiuta a trattenere l'acqua nell'intestino, che indirettamente induce la contrazione del muscolo intestinale.

In medicina veterinaria

Il K₃PO₄ è usato negli animali con chetoacidosi diabetica (una complicanza del diabete) per trattare l'ipofosfatemia (bassa quantità di fosfato nel sangue).

Tuttavia, se somministrato in eccesso, può causare ipocalcemia (basso contenuto di calcio nel sangue), iperfosfatemia (eccesso di fosfato nel sangue), contrazione muscolare involontaria, mineralizzazione dei tessuti molli e insufficienza renale..

Nell'ottenere il DNA

Il fosfato di potassio è stato utilizzato come tampone per purificare il DNA nei laboratori di genetica.

Il DNA è una proteina presente nelle cellule e contiene tutte le informazioni genetiche necessarie per lo sviluppo e il funzionamento degli esseri viventi..

Isolando il DNA, gli scienziati approfondiscono lo studio di come vengono trasmessi i tratti ereditari, motivo per cui il fosfato di potassio è molto utile.

In varie applicazioni

Fosfato di potassio K.₃PO₄ serve:

• come integratore alimentare,
• per la sostituzione dell'elettrolito,
• come tampone, cioè come sistema chimico che permette di controllare i livelli di ioni OH^- o idrogeno H⁺ in soluzione acquosa,
• rallentare o inibire la carie,
• come inibitore della corrosione e agente antivegetativo,
• come agente di trattamento superficiale e agente di rivestimento,
• come antigelo,
• nei prodotti per la pulizia.

Aspetto negativo per l'utilizzo in agricoltura

Alcuni ricercatori hanno scoperto che l'aggiunta di K₃PO₄ una microcultura del riso aumenta l'emissione di metano (CH₄) nell'atmosfera. Il metano è un gas che contribuisce all'effetto serra e aumenta la temperatura del nostro pianeta.

Riferimenti

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