Sådan fremstilles kaliumhydroxid:metoder, kemi og sikkerhed

Af Vincent Summers, Opdateret 24. marts 2022

Kaliumhydroxid (KOH) er en stærk base afledt af alkalimetalkalium (atomnummer 19). Det er et nøgleudgangsmateriale til syntesen af de fleste kaliumsalte og har udbredte industrielle og laboratoriemæssige anvendelser.

Trin 1:Fra metallisk kalium

Selvom det ikke er kommercielt levedygtigt på grund af sikkerhedsproblemer, reagerer kaliummetal voldsomt med vand for at producere KOH og brintgas:

2K + 2H₂ O → 2 KOH + H₂

Reaktionen frigiver en stor mængde varme, smelter metallet og får den frigjorte brint til at antændes med en karakteristisk lilla flamme. Selv et stykke kalium på størrelse med en ærte kan udløse denne eksplosive adfærd.

Trin 2:Fra træaske

Tidlige bosættere ekstraherede kaliumcarbonat fra træaske, som kan omdannes til KOH ved opvarmning og efterfølgende hydrering:

K₂ CO₃ → K₂ O + CO₂ (høj temperatur)

K₂ O + H₂ O → 2 KOH

Brug en ovn til at nå temperaturer over 700°C for at drive nedbrydningen af K₂ CO₃ .

Trin 3:Elektrolyse af kaliumchloridopløsning

Elektrolysering af en vandig KCl-opløsning producerer klorgas ved anoden og KOH ved katoden:

2 KCl + 2 H₂ O → 2 KOH + Cl₂ + H₂

Saml klorgassen sikkert eller udluft den til atmosfæren, og høst KOH fra elektrolytten.

Trin 4:Fra andre kaliumforbindelser

Kaliumhydroxid kan også udvindes af forskellige kaliumsalte, selvom disse veje typisk er upraktiske til produktion i stor skala. For eksempel reagerer kaliumazid med vand for at give KOH, ammoniak og varme:

2 K₃ N + 6 H₂ O → 6 KOH + 2 NH₃ + …

På samme måde producerer kaliumacetylid og kaliumhydrid KOH sammen med henholdsvis acetylen og hydrogengas.

Ting påkrævet

• Reagenser (kaliummetal, træaske, KCl osv.)
• Ovn eller højtemperaturovn
• Elektrolyseopsætning (elektroder, strømkilde, indeslutning)
• Relevant sikkerhedsudstyr (handsker, beskyttelsesbriller, laboratoriefrakke, stinkskab)

Advarsel

KOH er stærkt ætsende og kan forårsage alvorlige kemiske forbrændinger, luftvejsirritation og permanent øjenskade. Se altid sikkerhedsdatabladet (MSDS) før håndtering. Brug kun uddannet personale, og brug fuld øjenbeskyttelse, kemikalieresistente handsker og ansigtsskærm eller beskyttelsesbriller. Udfør reaktioner i et godt ventileret område eller under et stinkskab for at undgå indånding af giftige gasser.