Estrutura, propriedades, usos do fosfato de potássio (K3PO4)

5116
Simon Doyle

O Fosfato de potássio é um composto inorgânico formado por três íons potássio K+ e um íon fosfato PO43-. Sua fórmula química é K3PO4. É um sólido cristalino incolor ou branco. É muito solúvel em água, formando soluções alcalinas, ou seja, com muitos íons OH-, portanto pH básico.

O íon fosfato tem uma função importante nas células que tem a ver com armazenamento de energia. O fosfato de potássio é amplamente utilizado em reações de química orgânica onde pode atuar como base, ou seja, captando prótons H+. Também pode funcionar como um catalisador ou acelerador de algumas reações.

Fosfato de potássio K3PO4 sólido. Xavier13540 na Wikipedia chinesa [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

Tem sido usado para reduzir o ataque de certos insetos às plantas de trigo, pois os torna mais resistentes a eles. No entanto, observou-se que favorece a evolução do metano (CH4), um gás de efeito estufa, de microculturas de arroz.

Tem sido usado como laxante, para aumentar a duração da anestesia local, para parar cáries e para ajudar a revestir superfícies, entre outras aplicações..

Índice do artigo

  • 1 Estrutura
  • 2 Nomenclatura
  • 3 propriedades
    • 3.1 Estado físico
    • 3.2 Peso molecular
    • 3.3 Ponto de fusão
    • 3.4 Densidade
    • 3.5 Solubilidade
    • 3,6 pH
    • 3.7 Propriedades químicas
    • 3.8 Outras propriedades
    • 3.9 Papel do fosfato no corpo humano
  • 4 Obtendo
  • 5 usos
    • 5.1 Como base nas reações da química orgânica
    • 5.2 Como um catalisador
    • 5.3 Na agricultura
    • 5.4 Em aplicações médicas
    • 5.5 Como laxante
    • 5.6 Em medicina veterinária
    • 5.7 Na obtenção de DNA
    • 5,8 Em várias aplicações
    • 5.9 Aspecto negativo para uso na agricultura
  • 6 referências

Estrutura

O fosfato de potássio é composto por três cátions de potássio+ e um ânion fosfato PO43-.

O íon fosfato PO43- É composto por um átomo de fósforo (P) e quatro átomos de oxigênio (O), onde o fósforo tem um estado de oxidação de +5 e os oxigênios uma valência de -2.

Estrutura do fosfato de potássio K3PO4. Edgar181 [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

Nomenclatura

  • Fosfato de potássio
  • Fosfato Tripotássico
  • Fosfato de potássio tribásico
  • Ortofosfato tripotássico

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino incolor ou branco.

Peso molecular

212,27 g / mol

Ponto de fusão

1340 ºC

Densidade

2.564 g / cm3

Solubilidade

Muito solúvel em água: 106 g / 100 g de água a 25 ° C. Insolúvel em etanol.

pH

Uma solução com 1% K3PO4 tem um pH de 11,5-12,3.

Propriedades quimicas

Quando dissolvido em água, o fosfato de potássio se separa em três cátions de potássio.+ e o ânion fosfato PO43-. O ânion fosfato retira um próton da água e o ânion fosfato de hidrogênio HPO é formado4dois-. Este, por sua vez, pega outro próton da água e se torna o ânion di-hidrogenofosfato HdoisPO4-.

PO43- + HdoisO ⇔ HPO4dois- + Oh-

HPO4dois- + HdoisO ⇔ HdoisPO4- + Oh-

Conforme os íons OH são formados- solução aquosa torna-se alcalina.

Outras propriedades

Além da forma anidra (sem água), possui várias formas hidratadas; isso significa que a molécula K3PO4 pode ser acompanhado por uma ou mais moléculas de água dentro da estrutura cristalina.

Por este motivo pode formar, por exemplo, o monohidrato K3PO4.HdoisOu, o trihidrato K3PO4.3HdoisOu, o hepta-hidratado e o não-hidratado.

Papel do fosfato no corpo humano

O íon fosfato PO43- é o ânion mais abundante dentro das células e desempenha um papel importante no armazenamento de energia.

O íon fosfato também participa das atividades de formação e nutrição dos ossos e dentes, pois regula a concentração de cálcio no soro sanguíneo e em inúmeras reações de transferência de energia na célula..

Obtendo

O fosfato de potássio pode ser obtido a partir da reação entre o cloreto de potássio KCl e o fosfato de amônio (NH4)3PO4.

Cloreto de potássio + Fosfato de Amônio → Fosfato de Potássio + Cloreto de Amônio

3 KCl + (NH4)3PO4 → K3PO4 + 3 NH4Cl

Formulários

Como base nas reações da química orgânica

Fosfato de potássio K3PO4 Tem sido usado em várias reações de química orgânica. Por exemplo, serve na síntese de acetilenos a partir de compostos dibrominados..

Nessa síntese, ocorre uma desidrobrominação (eliminação de hidrogênio e bromo), onde K3PO4 sólido anidro (sem água) atua como uma base mole e leva dois prótons da molécula, os dois átomos de bromo são removidos e o acetileno correspondente é obtido.

C6H5-CHBr-CHdoisBr + 2 K3PO4 → C6H5-C≡CH + 2 KBr + 2 KdoisHPO4

Autor: Clker-Free-Vector-Images. Fonte: Pixabay.

Como um catalisador

O K3PO4 serve como um catalisador em várias reações da química orgânica. Por exemplo, tem sido usado como um sólido para obter biodiesel a partir de óleo de fritura usado..

O biodiesel é um combustível semelhante ao diesel, mas obtido a partir de gorduras ou óleos naturais usados ​​ou não.

O fosfato de potássio foi mais eficaz como catalisador ou acelerador desta reação do que o fosfato de sódio Na3PO4 e óxido de cálcio CaO.

Na agricultura

O K3PO4 tem sido usado para tratar plantas de trigo e torná-las resistentes a certas pragas.

Plantas de trigo podem ser tratadas com K3PO4 de modo que são resistentes a alguns tipos de insetos. Autor: Hans Braxmeier. Fonte: Pixabay.

Alguns pesquisadores trataram mudas de trigo com fosfato de potássio e descobriram que induz resistência contra pulgões. Diuraphis noxia, um inseto que ataca essas plantas.

Depois de aplicar uma solução diluída de K3PO4 menor severidade dos sintomas causados ​​por esses insetos e uma diminuição no número de pulgões que se alimentam deles foi observada nas mudas.

Autor: Hans Braxmeier. Fonte: Pixabay.

Em aplicações médicas

O fosfato de potássio tem sido usado para modificar o efeito anestésico da lidocaína, um anestésico local. Um anestésico local é um medicamento que, quando aplicado a uma área do corpo, causa perda de sensibilidade à dor nessa área..

Verificou-se que o K3PO4 permite prolongar a anestesia local da lidocaína.

Como laxante

O fosfato de potássio aumenta a fluidez do conteúdo intestinal, pois ajuda a reter água no intestino, o que indiretamente induz a contração do músculo intestinal.

Na medicina veterinária

O K3PO4 é utilizado em animais com cetoacidose diabética (uma complicação da diabetes) para tratar a hipofosfatemia (baixa quantidade de fosfato no sangue).

No entanto, quando administrado em excesso pode causar hipocalcemia (baixo teor de cálcio no sangue), hiperfosfatemia (excesso de fosfato no sangue), contração involuntária dos músculos, mineralização dos tecidos moles e insuficiência renal..

Os cães com acidose diabética podem ser tratados com fosfato de potássio. Autor: David Mark. Fonte: Pixabay.

Na obtenção de DNA

O fosfato de potássio tem sido usado como tampão para purificar DNA em laboratórios de genética.

O DNA é uma proteína encontrada nas células e contém todas as informações genéticas necessárias para o desenvolvimento e funcionamento dos seres vivos..

Ao isolar o DNA, os cientistas se aprofundam no estudo de como as características hereditárias são transmitidas, razão pela qual o fosfato de potássio é muito útil.

Desenho de uma molécula de DNA. Autor: PublicDomainPictures. Fonte: Pixabay.

Em várias aplicações

Fosfato de potássio K3PO4 ele serve:

  • como um suplemento dietético,
  • para reposição de eletrólito,
  • como um buffer, ou seja, como um sistema químico que permite controlar os níveis de íons OH- ou hidrogênio H+ em solução aquosa,
  • para desacelerar ou inibir a cárie dentária,
  • como um inibidor de corrosão e agente anti-incrustante,
  • como um agente de tratamento de superfície e um agente de revestimento,
  • como anticongelante,
  • em produtos de limpeza.
Tubos corroídos. O K3PO4 Permite evitar a corrosão nas tubulações de algumas indústrias ou processos. Autor: Michael Gaida. Fonte: Pixabay.

Aspecto negativo para uso na agricultura

Certos pesquisadores descobriram que adicionar K3PO4 uma microcultura de arroz aumenta a emissão de metano (CH4) para a atmosfera. O metano é um gás que contribui para o efeito estufa e aumenta a temperatura do nosso planeta.

Referências

  1. NÓS. Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Fosfato de potássio. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Panciera, D.L. (2012). Fluidoterapia em doenças endócrinas e metabólicas. Suplementação de Fósforo. In Fluid, Electrolyte, and Acid-Base Disorders in Small Animal Practice (Quarta edição). Recuperado de sciencedirect.com.
  3. Shenawi-Khalil, S. et al. (2012). Síntese de acetilenos via desidrobrominação usando fosfato de potássio anidro sólido como base em condições de transferência de fase. Tetrahedron Letters, Volume 53, Issue 18, 2012, Pages 2295-2297. Recuperado de sciencedirect.com.
  4. Guan, G. et al. (2009). Fosfato tri-potássico como catalisador sólido para produção de biodiesel a partir de óleo de cozinha residual. Fuel Processing Technology, Volume 90, Edição 4, 2009, Páginas 520-524. Recuperado de sciencedirect.com.
  5. Kulkami, M.A. (2012). Abordagem mecanicista para síntese expedita e sem solvente de α-hidroxifosfonatos usando fosfato de potássio como catalisador. Comptes Rendus Chimie, Vol 16, Issue 2, 2013, Pages 148-152. Recuperado de sciencedirect.com.
  6. Venter, E. et al. (2014). O fosfato de potássio induz tolerância contra o pulgão do trigo russo (Diuraphis noxia, Homoptera: Aphididae) em trigo. Crop Protection Vol 61, julho de 2014, páginas 43-50. Recuperado de sciencedirect.com.
  7. Bonturi, N. et al. (2013). Citrato de sódio e fosfato de potássio como tampões de adsorção alternativos na purificação cromatográfica tiofílica hidrofóbica e aromática de DNA de plasmídeo a partir de lisado neutralizado. Journal of Chromatography B, Volumes 919-920, 2013, Pages 67-74. Recuperado de sciencedirect.com.
  8. Conrad, R. e Klose, M. (2005). Efeito da fertilização com fosfato de potássio na produção e emissão de metano e sua 13Composição isotópica C-estável no microcosmo do arroz. Soil Biology and Biochemistry, Vol 37, Issue 11, 2005, Pages 2099-2108. Recuperado de sciencedirect.com.
  9. Lide, D.R. (editor) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85º CRC Press.
  10. Smokefoot. (2019). Fosfato tripotássico. Recuperado de en.wikipedia.org

Ainda sem comentários