Перед рассмотрением свойств, необходимо узнать принципы строения и термин вещества.
Определение: Гидроксид калия (KOH) — сильное основание, состоящее из гидроксид-аниона (OH-) и катиона калия (K+). Принадлежит классу щелочей. Водный раствор данного вещества характеризуется сильнощелочной реакцией среды.
Рассмотрим все тривиальные и научные наименования гидроксида калия:
Молекулы гидроксида калия состоит из трех атомов: водорода и кислорода в составе гидроксогруппы, атома калия. Водород и кислород соединяются посредством ковалентной полярной связи. Между гидроксогруппой и калием возникает ионная связь. Таким образом, данному веществу характерна ионная кристаллическая решетка.
Все степени окисления и валентности атомов в составе постоянные. Кислород имеет валентность II. Водород I, а калий I.
Рассмотрим конкретные физические характеристики и химическую активность гидроксида калия.
В нормальном состоянии гидроксид калия представлен порошкообразным веществом без цвета и запаха. Обладает высокими водопоглотительными свойствами. Состоит из мелких кристалликов и пластинок. Раствор гидроксида калия также не имеет цвета и запаха.
Перечислим конкретные физические характеристики:
Напомним, что едкое кали — типичное сильно основание. Для него характерна высокая химическая активность. Как основание вступает в реакции с неметаллами, кислотными оксидами, кислотами. Реагирует с солями при условии выделения более слабого электролита: осадок, газ или вода. Контактирует даже с амфотерными гидроксидами с образованием комплексных соединений. Разберем химические свойства на примерах реакций.
1. Нейтрализация — реакция взаимодействия сильного основания с кислотой. В результате образуются соль и вода. Рассмотрим на примере соляной кислоты.
.png)
2. Гидроксид калия реагирует с кислотными оксидами. Также образуются соль и вода. Запишем уравнения с серным ангидридом.
.png)
3. Углекислый газ, как оксид слабой кислоты, реагирует с избытком щелочи с выделением соли и воды.
4. Спрессованный едкий калий реагирует с парами угарного газа при жестком нагревании. Образуется соль муравьиной кислоты — формиат калия.
5. Оксид азота (IV) реагирует с щелочью. Реакция называется диспропорцинированием. Степень окисления азота расходиться на +3 и +5. Побочно выделяется вода.
6. Амфотерные оксиды и гидроксиды хорошо растворяются в сильном основании. Образуются комплексные соединения. Разберем на примере оксида алюминия. Затрачиваются три молекулы воды. В результате получаются два комплекса тетрагидроксоалюмината калия.
7. Сильное основание реагирует с неметаллами. Разберем пример с кремнием. Затрачивается молекулы воды. Получаются силикат калия и молекулярный водород.
8. Галогены также реагируют с сильными основаниями в реакции диспропорционирования. Разбираем на примере газа-хлора. Степень окисления расходиться на хлорид калия (-1) и бертолетовую соль (+5). Побочно выделились три молекулы воды. Необходимо нагревание раствора.
.png){kind=small}
9. Гидроксид калия разлагается под действием электрического тока. В электролиз вступают четыре моль щелочи. В результате выделяются металлический калий на катоде, кислород на аноде, вода.
10. Взаимодействие гидроксида калия с амфотерным металлом в растворе протекает с выделением комплекса и молекулярного водорода.
.png){kind=small}
11. Контакт сильного основания с амфотерным металлом в расплаве протекает с образованием оксида калия, паров водорода и метаалюмината калия.
.png){kind=small}
12. Разберем диспропорционирование с белым фосфором. Реакция протекает с концентрированным раствором гидроксида калия. Образуются газообразный фосфин и гипофосфит калия.
13. Как сильное основание, гидроксид калия подвержен электрической диссоциации. Полностью распадается на ионы в растворе.
.png)
14. Напомним, что щелочь реагирует с солями при условии образования слабого электролита: осадка, газа или воды. Разберем на примере хлорида магния. В результате получаются новая соль — хлорид калия и осадок — гидроксид магния.
.png)
15. Рассмотрим реакцию ионного обмена с выделением газа. Понадобиться сульфат аммония. Сильное основание и соль смешиваются в растворе. Образуются новая соль — сульфат калия и газ — аммиак.
.png){kind=small}
Гидроксид калия отлично растворяется в воде. Он полностью распадается на ионы в водном растворе. Также данное сильное основание растворяют в спирте — метаноле. В таком виде он часто выпускается в продажу.
Разберем лабораторную и промышленную методики получения гидроксида калия.
Простой способ получения данного основания — контакт поташа (карбоната калия) с известковой водой (гидроксидом кальция). Напишем уравнение реакции.
K2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2KOH.
Больший объем едкого калия можно получить при электрическом разложении калиевой соли (хлорида или карбоната калия) на железном электроде. Запишем пример уравнения с хлоридом калия.
KCl + H2O =(эл. ток) KOH + HCl.
Перечислим основные области использования гидроксида калия:
Есть ряд нестандартных методик применения данного основания:
Решим одну задачу с применением гидроксида калия. Избыток цинка растворяют в 1 л 50% сильного основания калия. Необходимо рассчитать объем выделившегося водорода. Даем плотность: ρ=1,516 г/см3.
1) Определим массу раствора:
мраств. = ρ ⋅ V = 1,516 ⋅ 1000 = 1516 г.
2) Определим массу гидроксида калия:
mKOH = 1516 ⋅ 50 % / 100 % = 758 г.
758 г. — х л.
3) Вернемся к уравнению реакции;
2KOH + Zn + 2H2O = K2[Zn(OH)4] + H2,
4) Соотношение гидроксида калия и цинка:
2 моля — 1 моль, отсюда равенство:
2 ⋅ 56,11 г — 22,4 л
112,22 г — 22,4 л
5) Составим пропорцию:
112,22 г КОН — 22,4 Н2,
758 г КОН — х Н2.
6) Из пропорции получаем равенство:
х = (758 ⋅ 22,4)/(112,22) = 567 г.
1 моль КОН — 74,555 г;
х моль КОН — 567 г.
7) Находим х:
х = (567 ⋅ 1)/74,555 = 151,3 л
Ответ: получается 151,3 л молекулярного водорода.
