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Superóxido de potasio

El superóxido de potasio es un compuesto inorgánico con la fórmula K O 2 . [6] Es un sólido paramagnético amarillo que se descompone en aire húmedo. Es un ejemplo raro de una sal estable del anión superóxido . Se utiliza como depurador de CO 2 , deshumidificador de H 2 O y generador de O 2 en rebreathers , naves espaciales , submarinos y trajes espaciales .

Producción y reacciones

El superóxido de potasio se produce quemando potasio fundido en una atmósfera con exceso de oxígeno . [7]

K+ O2 → KO2

La sal se compone de K + y O−2iones unidos por enlaces iónicos. La distancia O–O es de 1,28 Å. [2]

Reactividad

El superóxido de potasio es una fuente de superóxido, que es un oxidante y un nucleófilo, dependiendo de su socio de reacción. [8]

Al entrar en contacto con el agua, sufre una desproporción entre hidróxido de potasio , oxígeno y peróxido de hidrógeno:

4 KO 2 + 2 H 2 O → 4 KOH + 3 O 2
2 KO 2 + 2 H 2 O → 2 KOH + H 2 O 2 + O 2 [9]

Reacciona con el dióxido de carbono, liberando oxígeno:

4 KO 2 + 2 CO 2 → 2 K 2 CO 3 + 3 O 2
4 KO 2 + 4 CO 2 + 2 H 2 O → 4 KHCO 3 + 3 O 2

El superóxido de potasio solo se utiliza en casos específicos como reactivo de laboratorio. Debido a que reacciona con el agua, el KO2 se estudia a menudo en disolventes orgánicos. Como la sal es poco soluble en disolventes no polares, se suelen utilizar éteres corona . También se conoce la sal de tetraetilamonio . Las reacciones representativas de estas sales implican el uso del superóxido como nucleófilo , por ejemplo, en la conversión de bromuros de alquilo en alcoholes y cloruros de acilo en peróxidos de diacilo . [10]

El intercambio iónico con hidróxido de tetrametilamonio produce superóxido de tetrametilamonio, un sólido amarillo. [11]

Aplicaciones

La Agencia Espacial Rusa ha tenido éxito al utilizar superóxido de potasio en generadores químicos de oxígeno para sus trajes espaciales y la nave espacial Soyuz . El KO 2 también se ha utilizado en botes para rebreathers para trabajos de extinción de incendios y rescate en minas , pero tuvo un uso limitado en rebreathers de buceo debido a su reacción altamente exotérmica con el agua. El superóxido de potasio se utilizó en un sistema de soporte vital rudimentario para cinco ratones como parte del Experimento de Rayos Cósmicos Biológicos en el Apolo 17. [12]

En teoría, 1 kg de KO 2 absorbe 0,310 kg de CO 2 y libera 0,338 kg de O 2 . Un mol de KO 2 absorbe 0,5 moles de CO 2 y libera 0,75 moles de oxígeno.

Referencias

  1. ^ "Manual de química y física 102.ª edición". CRC Press .
  2. ^ ab Abrahams, SC; Kalnajs, J. (1955). "La estructura cristalina del superóxido de potasio α". Acta Crystallographica . 8 (8): 503–6. doi : 10.1107/S0365110X55001540 .
  3. ^ "Ficha de información para la entrada 2310803". Base de datos abierta de cristalografía . Consultado el 28 de julio de 2022 .
  4. ^ ab Zumdahl, Steven S. (2009). Principios químicos (6.ª ed.). Houghton Mifflin. pág. A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
  5. ^ "Superóxido de potasio". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 14 de diciembre de 2021 .
  6. ^ Hayyan M.; Hashim MA; AlNashef IM (2016). "Ión superóxido: generación e implicaciones químicas". Chem . Rev. 116 (5): 3029–3085. doi : 10.1021/acs.chemrev.5b00407 . PMID  26875845.
  7. ^ Jakob, Harald; Leininger, Stefan; Lehmann, Thomas; Jacobi, Sylvia; Gutewort, Sven (2007). "Compuestos peroxo, inorgánicos". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a19_177.pub2. ISBN 978-3527306732.
  8. ^ Johnson, Roy A.; Adrio, Javier; Ribagorda, María (2007). "Superóxido de potasio". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . doi :10.1002/047084289X.rp250.pub2. ISBN 978-0471936237.
  9. ^ Kumar De, Anil (2007). Un libro de texto de química inorgánica . New Age International. pág. 247. ISBN 978-8122413847.
  10. ^ Johnson, Roy A.; Adrio, Javier; Ribagorda, María (2001). "Superóxido de potasio". Enciclopedia e-EROS de reactivos para síntesis orgánica . Wiley. doi :10.1002/047084289X.rp250.pub2. ISBN 0471936235.
  11. ^ Bohle, D. Scott; Sagan, Elisabeth S. (2004). Sales de tetrametilamonio de superóxido y peroxinitrito . Síntesis inorgánica. pág. 36. doi :10.1002/0471653683.ch1.
  12. ^ Haymaker, Webb; Look, Bonne C.; Benton, Eugene V.; Richard C. Simmonds (1 de enero de 1975). "El experimento del ratón de bolsillo del Apolo 17 (Biocore)". Resultados biomédicos del Apolo . NASA-SP-368.