أكسيد البوتاسيوم K2O

في الكيمياء إن مركب أكسيد البوتاسيوم وفي الإنجليزية: (potassium oxide)، عبارة عن مركب كيميائي غير عضوي، يتكون من البوتاسيوم والأكسجين، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (K2O)، له كتلة مولية مقدارها 94.196 غرام لكل مول، يستخدم بشكل أساسي كوسيط في التوليف غير العضوي، ويتكون عن طريق تفاعل البوتاسيوم المعدني مع كمية محدودة من الأكسجين.

أكسيد البوتاسيوم

• أكسيد البوتاسيوم مكون من البوتاسيوم والأكسجين، يستخدم بشكل أساسي كوسيط في التوليف غير العضوي، وهو أكسيد قاعدي للغاية ويتفاعل مع الماء بعنف لينتج هيدروكسيد البوتاسيوم الكاوي، وهو سائل في الهواء وسيمتص الماء من الغلاف الجوي، ويبدأتفاعل قوي، لذلك فهو سام ومسبب للتآكل للأنسجة البشرية.

• أكسيد البوتاسيوم يمتلك نقطة الانصهار عند 350 درجة مئوية، ونقطة الغليان 691.46 درجة مئوية، وكثافة 2.350، له شكل بلورات مكعبة رمادية، وغالبًا ما يوجد أكسيد البوتاسيوم مع أكسيد الصوديوم، وهو متطاير قليلاً فقط في درجات حرارة السيراميك وقابل للذوبان بشكل طفيف.

• يستخدم أكسيد البوتاسيوم عادةً في أشكاله غير القابلة للذوبان مثل الفلسبار أو الفريتس القابل للذوبان قليلاً، ويمكن أيضًا إدخال أكسيد البوتاسيوم إلى وصفة التزجيج كرماد اللؤلؤ القابل للذوبان (كربونات البوتاسيوم)، والذي يمكن أن يسبب بعض اللمعان مثل كربونات الصوديوم، وأكسيد البوتاسيوم عبارة عن مادة صلبة أيونية بيضاء عند البرودة وصفراء عندما تكون ساخنة.

• يذوب أكسيد البوتاسيوم في الأمونيا السائلة بتكوين هيدروكسيد البوتاسيوم والبوتاسيوم (KNH2)، وهو أكثر كثافة من الماء، قد يؤدي التلامس إلى تهيج شديد للجلد والعينين والأغشية المخاطية، قد تكون سامة عن طريق الابتلاع والاستنشاق وامتصاص الجلد، يذوب أكسيد البوتاسيوم في الماء.

• تتفاعل أكاسيد البوتاسيوم مع الماء بقوة وبتطور كافٍ للحرارة لإحداث غليان وتناثر للمحلول الكاوي الساخن، ويتفاعل مع الماء الدافئ بانفجار عنيف، ومن السهل تخمين ما إذا كانت أيونية أو تساهمية، أولاً البوتاسيوم معدن، والمعادن موجبة للكهرباء، بينما الأكسجين هو أحد العناصر عالية الكهربية، لذلك يحدث الاستقطاب، والمركب المتكون أيوني.

• يعرف أكسيد البوتاسيوم باسم أكسيد ثنائي البوتاسيوم أو أول أكسيد البوتاسيوم، يطلق عليه أكسيد فلز قلوي، وهو أبسط مركب من البوتاسيوم شديد التفاعل.

تحضير أكسيد البوتاسيوم

• يتكون أكسيد البوتاسيوم عن طريق تفاعل البوتاسيوم المعدني مع كمية محدودة من الأكسجين، حيث يتم ذلك عن طريق أكسدة جزء صغير من المعدن بالهواء الجاف في المرة الواحدة من أجل منع تكوين البيروكسيد، ويتم استخدام فائض من البوتاسيوم ثم يتم تقطيره بالتفريغ عند درجات حرارة عالية لفصله عن أكسيد البوتاسيوم، التفاعل الكيميائي كالتالي:

4K + O₂ → 2K₂O

• ويتكون أكسيد البوتاسيوم بمساعدة بيروكسيد البوتاسيوم، وذلك عند تفاعل بيروكسيد البوتاسيوم (K₂O₂) مع معدن البوتاسيوم، وعند تسخين بيروكسيد البوتاسيوم عند 500 درجة مئوية فإنه يتحلل إلى أكسيد البوتاسيوم النقي وجزيئات الأكسجين، وذلك تبعا للمعادلات الكيميائية التالية، على التوالي:

K₂O₂ + 2K → 2K₂O

↑2K₂O₂ → 2K₂O + O₂ 

• من الممكن أيضًا تصنيع أكسيد البوتاسيوم عن طريق تسخين كميات مناسبة من نترات البوتاسيوم مع البوتاسيوم المعدني في فراغ مع إطلاق غاز النيتروجين، وعندما يتم تسخين نترات البوتاسيوم فإنها تتحلل إلى نتريت البوتاسيوم والأكسجين، وبهذه الطريقة يمكن التحكم في كمية الأكسجين المنتجة بعناية، تبعا للتفاعل التالي:

↑2KNO₃ + 10K → 6K₂O + N₂ 

• يمكن أن يتفاعل هيدروكسيد البوتاسيوم مع البوتاسيوم المصهور من أجل إنتاج أكسيد البوتاسيوم وإطلاق الهيدروجين كمنتج ثانوي، وذلك تبعا للتفاعل الكيميائي التالي:

↑2KOH + 2K ⇌ 2K₂O + H₂ 

خصائص أكسيد البوتاسيوم

• أكسيد البوتاسيوم هو مركب بلوري صلب أصفر باهت أو أبيض اللون، له الكتلة المولية 94.2 جم لكل مول، وهو أكثر كثافة من الماء، وكثافته تساوي 2.35 جم لكل سم مكعب، وهو مركب عديم الرائحة، يتحلل عند 740 درجة مئوية، وهو قابل للذوبان في الإيثانول وثنائي إيثيل الأثير، تشكل جزيئاته بنية مضادة للفلوريت.

• يؤدي تفاعل أكسيد البوتاسيوم مع الماء الزائد إلى التآكل بشدة ويشكل المركب هيدروكسيد البوتاسيوم، وذلك تبعا للمعادلة التالية:

K₂O + H₂O → KOH

• أكسيد البوتاسيوم عبارة عن أكسيد فلز، وهو قاعدي أو قلوي ومسبب للتآكل للغاية، عندما يتفاعل مع الأحماض القوية فإنه يعطي الملح والماء، وذلك تبعا للمعادلات الكيميائية التالية، وهي تعتبر أمثلة على تفاعلات التحييد:

K₂O + HCl → KCl + H₂O

K₂O + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂O

K₂O + HNO₃ → 2KNO₃ + H₂O

• عند تسخين أكسيد البوتاسيوم فوق 300 درجة مئوية، يتحول إلى بيروكسيد البوتاسيوم ومعدن البوتاسيوم، تبعا للمعادلة الكيميائية التالية:

2K₂O → K₂O₂ + 2K

• يتفاعل أكسيد البوتاسيوم مع كلوريد الهيدروجين من أجل تكوين كلوريد البوتاسيوم والماء، تبعا للمعادلة الكيميائية التالية:

K2O + 2HCl → 2KCl + H2O

استخدامات وتطبيقات أكسيد البوتاسيوم

• أكسيد البوتاسيوم عبارة عن تدفق قلوي قوي مشابه لأكسيد الصوديوم ولكنه أقل قوة قليلاً ويبدأ تأثيره المتدفق في وقت أبكر من أكسيد الصوديوم، عند 1382 درجة فهرنهايت (750 درجة مئوية) تقريبًا، تدفق مستقر يمكن التنبؤ به ينتج عنه طلاء لامع، لكن لا يمكن استخدامه بمفرده كتدفق.

• ينتج البوتاسيوم أسطح طلاء أقوى قليلاً من أكسيد الصوديوم، تؤدي اللزوجة المنخفضة والتوتر السطحي إلى ذوبان الزجاج السائل، لكن معامل التمدد والانكماش المرتفع قد يتسبب في حدوث جنون، وأكسيد البوتاسيوم قوي للغاية ويتفاعل بسهولة مع الرطوبة، يتم استخدامه لأغراض مختلفة.

• يستخدم أكسيد البوتاسيوم في الصناعة الزراعية على نطاق واسع كسماد، ويستخدم في تركيبات صناعة الزجاج وصناعة الأسمنت، وهو غير قابل للذوبان في الماء وهو مركب مستقر للغاية، هذه الخاصية تجعله سهل الاستخدام في صناعة السيراميك، كما ويتم استخدامه من قبل أطباء الحيوانات في علاج الأمراض المتعلقة بالحيوان.

• بشكل عام يعرف أكسيد البوتاسيوم باسم البوتاس النقي ويستخدم في تحضير الأكواب والصابون، وفي صناعة الطيران يتم استخدامه لتصنيع مركبات هيكلية وأوعية خفيفة الوزن، يتم استخدامه لعلاج العدوى مثل هذه الفطريات الفطرية والالتهابات الفطرية، وبكميات صغيرة، يتم استخدامه أيضًا في بعض الأدوية.

كيفية التعامل عند التعرض لأكسيد البوتاسيوم

• إن أكسيد البوتاسيوم مفيد لأغراض مختلفة، لكن طبيعته شديدة التفاعل تجعله مادة كيميائية خطيرة، لذلك فإنه من الضروري أن يتم اتخاذ الاحتياطات أثناء التعامل معه، وفي حالة لامست أكسيد البوتاسيوم بطريقة أو بأخرى فإنه يجب أن يتم إتخاذ إجراءات إسعافات أولية فورية، وهي مقسمة كالتالي: إذا لامست عيناك أكسيد البوتاسيوم، اشطف عينيك على الفور بكمية كبيرة من الماء لمدة 30 دقيقة على الأقل.

• قم بغسل عينيك برفع جفونك لأعلى ولأسفل، وإذا كنت ترتدي العدسات اللاصقة قم بإزالتها، واطلب العناية الطبية على الفور، أما إذا لامست بشرتك أكسيد البوتاسيوم: قم بإزالة جميع الملابس الملوثة في أسرع وقت ممكن، واغسل المنطقة الملوثة على الفور بكمية كبيرة من الماء، ثم قم بطلب العناية الطبية على الفور.

• أما في حالة استنشاق أكسيد البوتاسيوم، قم بإخراج الشخص الذي تعرض لأكسيد البوتاسيوم من مكانه، وابدأ الإسعافات الأولية بإعطائه التنفس الإنقاذي إذا توقف تنفسه، وفي حالة توقف قلبه عن العمل قم بإعطاءه الإنعاش القلبي الرئوي، ثم قم بعملية نقل سريع إلى المنشأة الطبية.