पोटेशियम सल्फेट (K2SO4): संरचना, गुण, उपयोग, संश्लेषण - रसायन विज्ञान - 2025

पोटेशियम सल्फेट एक अकार्बनिक नमक सफेद या रासायनिक सूत्र कश्मीर के साथ बेरंग है ₂ एसओ ₄ । यह पहले से ही चौदहवीं शताब्दी में जाना जाता था, जिसे सत्रहवीं शताब्दी के नमक अनुलिपित्र में कहा जाता है, क्योंकि यह एक अम्लीय नमक और एक क्षारीय नमक का संयोजन है।

पोटेशियम सल्फेट, अर्कनाइट में खनिज रूप में पाया जाता है, लेकिन इसकी प्रस्तुति तथाकथित स्टासफर्ट लवणों में अधिक आम है। ये पोटेशियम, मैग्नीशियम, कैल्शियम और सोडियम सल्फेट्स के सह-क्रिस्टलीकरण हैं, जो लियोनाइट और पॉलीहाइट जैसे खनिजों में अवलोकनीय हैं।

पोटेशियम सल्फेट का संरचनात्मक सूत्र। स्रोत: केमिकुंगेन

पोटेशियम सल्फेट एक कम-विषाक्त नमक है और केवल आंखों, श्वसन पथ या पाचन तंत्र के संपर्क में जलन पैदा करता है। कार्सिनोजेनिक या म्यूटाजेनिक कार्रवाई का कोई सबूत नहीं है।

पोटेशियम सल्फेट का उपयोग एक उर्वरक के रूप में किया जाता है, खासकर फसलों में जो क्लोराइड के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं; तंबाकू और आलू के मामले में ऐसा ही है। यौगिक पोटेशियम, पौधों में तीन मुख्य पोषक तत्वों में से एक, और सल्फर प्रदान करता है, जो उनके प्रोटीन में मौजूद होता है।

संरचना

क्रिस्टलीय चरणों

पोटेशियम सल्फेट की उलझी हुई क्रिस्टलीय संरचना। स्रोत: रायक (विकिपीडिया)

पहली छवि में पोटेशियम सल्फेट के संरचनात्मक सूत्र को दिखाया गया था। एसटी ₄ ^{2- 2-} आयनों के लिए, टेट्राहेड्रल ज्यामिति के, दो के ⁺ अंकन होते हैं, जिन्हें बैंगनी क्षेत्रों (ऊपरी छवि) द्वारा दर्शाया जा सकता है।

इस प्रकार ऊपर हमारे पास के ₂ एसओ ₄ का ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल संरचना है, एसओ ₄ ² आयनों के साथ पीले और लाल क्षेत्रों द्वारा दर्शाया गया है; जबकि K ⁺ उद्धरण, पहले से ही उल्लेख किया गया है, बैंगनी गोले (थोड़ा मजबूत) हैं।

यह प्रतिनिधित्व भ्रम पैदा कर सकता है अगर आपको लगता है कि सलाखों वास्तव में समन्वय लिंक के अनुरूप हैं। बल्कि, वे संकेत देते हैं कि कौन सा आयन सीधे या उसके चारों ओर एक दूसरे के साथ निकटता से बातचीत करता है। यही कारण है कि प्रत्येक ऑक्सीजन पांच K ⁺ (O ₃ SO ^2- - K ⁺) के साथ "जुड़ा हुआ" है, और ये बदले में आसपास के अन्य सल्फेट आयनों से दस ऑक्सीजेंस के साथ हैं।

के ₂ एसओ ₄ में पोटेशियम के लिए कुछ हद तक "दुर्लभ" समन्वय क्षेत्र है:

अपने सल्फेट नमक में पोटेशियम आयनों के लिए समन्वय क्षेत्र। स्रोत: स्मोकेफुट

यह क्रिस्टलीय संरचना बहुरूप K-K ₂ SO _{4 से} मेल खाती है । जब 583,C तक गर्म किया जाता है, तो α-K ₂ SO ₄ चरण में संक्रमण होता है, जो कि हेक्सागोनल है।

आयनों की उलझन

निश्चित रूप से K ₂ SO ₄ की संरचना अकार्बनिक नमक के लिए असामान्य रूप से जटिल है। इसके आयनों को एक प्रकार की अर्थहीन उलझन के रूप में रखा जाता है और, पहली नज़र में, आवधिकता का अभाव है।

जो लोग क्रिस्टलोग्राफी के लिए समर्पित हैं वे इस उलझन को और अधिक उपयुक्त और वर्णनात्मक तरीके से संपर्क कर सकते हैं, इसे तीन स्थानिक अक्षों से देख सकते हैं।

ध्यान दें कि इसकी पेचीदा संरचना यह समझा सकती है कि के ₂ एसओ ₄ हाइड्रेट्स क्यों नहीं बनाता है: एच ₂ ओ अणुओं में पोटेशियम के कटोरे को हाइड्रेट करने के लिए क्रिस्टल जाली को भेदने का कोई तरीका नहीं है।

इसके अलावा, आयन उलझन में शामिल कई बातचीत के साथ, यह उम्मीद की जाती है कि इस क्रिस्टल जाली में गर्मी के खिलाफ काफी स्थिरता होगी; और वास्तव में यह मामला है, चूंकि K ₂ SO ₄ का गलनांक 1,069,C है, जिससे पता चलता है कि इसके आयन बहुत मजबूत हैं।

भौतिक और रासायनिक गुण

पोटेशियम सल्फेट उपस्थिति

नाम

-पोटेशियम सल्फेट

- पोटाश की पूर्ति करें

-Arcanite

-सल्फर पोटैशियम

अणु भार

174.259 जी / मोल

भौतिक उपस्थिति

सफेद, गंधहीन, कड़वा-स्वाद वाला क्रिस्टलीय, दाना या पाउडर ठोस।

घनत्व

2.66 ग्राम / सेमी ³

गलनांक

1,069 ºC है

क्वथनांक

1,689 ºC है

जल में घुलनशीलता

20 जीसी पर 111 जी / एल

25 जीसी पर 120 जी / एल

१००.C पर २४० ग्राम / एल

पोटेशियम क्लोराइड, KCl या अमोनियम सल्फेट, (NH ₄) ₂ SO ₄, आम आयन के प्रभाव के कारण पानी में घुलनशीलता कम हो जाती है ।

कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशीलता

ग्लिसरॉल में थोड़ा घुलनशील, लेकिन एसीटोन और कार्बन सल्फाइड में अघुलनशील।

अपवर्तक सूचकांक (एनडी)

1,495

जेट

पोटेशियम सल्फेट सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जो पोटेशियम बिस्ल्फेट (KHSO ₄) बनाने के लिए अम्लीय होता है । इसे उच्च तापमान पर पोटेशियम सल्फाइड (K ₂ S) में कम किया जा सकता है ।

संश्लेषण

पहली विधि

पोटेशियम सल्फेट के साथ पोटेशियम क्लोराइड को प्रतिक्रिया करके पोटेशियम सल्फेट को संश्लेषित किया जाता है। पोटेशियम सल्फेट का संश्लेषण दो चरणों में होता है। पहले चरण में पोटेशियम बिस्ल्फेट का गठन शामिल है।

यह एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया है क्योंकि यह गर्मी जारी करता है और इसलिए बाहरी गर्मी की आपूर्ति की आवश्यकता नहीं होती है। प्रतिक्रिया कमरे के तापमान पर की जाती है।

KCl + H ₂ SO ₄ => HCl + KHSO ₄

प्रतिक्रिया का दूसरा चरण एंडोथर्मिक है, अर्थात इसे होने के लिए गर्मी की आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

KCl + KHSO ₄ => HCl + K ₂ SO ₄

दूसरी विधि

पोटेशियम हाइड्रोक्साइड को एक आधार, पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के साथ सल्फ्यूरिक एसिड की बेअसर प्रतिक्रिया द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है:

H ₂ SO ₄ + 2 KOH => K ₂ SO ₄ + 2 H ₂ O

तीसरी विधि

पोटेशियम सल्फेट सल्फर डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन, पोटेशियम क्लोराइड और पानी की प्रतिक्रिया से उत्पन्न होता है।

चौथा तरीका

पोटेशियम सल्फेट का उत्पादन लूप नूर बेसिन, चीन से एक नमकीन में मौजूद पोटेशियम सल्फेट को निकालकर किया जाता है। पोटेशियम सल्फेट को अम्लीय यौगिक सोडियम ट्रिपोलीफॉस्फेट / यूरिया फॉस्फेट के अतिरिक्त द्वारा नमकीन के अघुलनशील घटकों से अलग किया जाता है।

यह यौगिक 100% शुद्ध पोटेशियम सल्फेट के अनुसार पोटेशियम सल्फेट की घुलनशीलता और अन्य घुलनशील यौगिकों की घुलनशीलता के बीच के अंतर को प्राप्त करता है। एक सख्त अर्थ में यह एक संश्लेषण विधि नहीं है, लेकिन यह एक उपन्यास निष्कर्षण विधि है।

अनुप्रयोग

उर्वरक

पोटेशियम सल्फेट का उपयोग तम्बाकू फसलों में किया जाता है। स्रोत: Pxhere

उर्वरक के रूप में पोटेशियम सल्फेट का उपयोग इसका मुख्य अनुप्रयोग है। इसके कुल उत्पादन का 90% इसी उद्देश्य के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग उन फसलों में पोटेशियम क्लोराइड के लिए पसंद किया जाता है जो मिट्टी में क्लोराइड की उपस्थिति के प्रति संवेदनशील होते हैं; उदाहरण के लिए कि तंबाकू।

पोटेशियम सल्फेट में पोटेशियम की मात्रा 40-44% होती है, जबकि इसकी सल्फर एकाग्रता यौगिक के 17-18% का प्रतिनिधित्व करती है। पोटेशियम पौधों के लिए कई आवश्यक कार्य करने के लिए आवश्यक है, क्योंकि यह एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं, प्रोटीन संश्लेषण, स्टार्च गठन आदि को सक्रिय करता है।

इसके अलावा, पोटेशियम पत्तियों में पानी के प्रवाह को विनियमित करने में शामिल है। प्रोटीन संश्लेषण के लिए सल्फर आवश्यक है, क्योंकि यह अमीनो एसिड में मौजूद है जो इसके पास है; इस तरह के मेथिओनिन, सिस्टीन और सिस्टीन का मामला है, और यह एंजाइमी प्रतिक्रियाओं में भी शामिल है।

यहां तक ​​कि पोटेशियम सल्फेट पत्तियों में 0.015 मिमी से छोटे पत्तों पर छिड़काव करके भी पोटेशियम सल्फेट का उपयोग किया जाता है।

औद्योगिक उपयोग और कच्चे माल के रूप में

क्रूड पोटेशियम सल्फेट का उपयोग कांच के निर्माण में और फिटकरी और पोटेशियम कार्बोनेट के निर्माण में किया जाता है। इसका उपयोग सौंदर्य प्रसाधनों के निर्माण में अभिकर्मक के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग पानी के सुधारात्मक एजेंट के रूप में बीयर के निर्माण में किया जाता है।

दवा

यह प्लाज्मा पोटेशियम एकाग्रता (हाइपोकैलेमिया) में गंभीर कमी को ठीक करने के लिए उपयोग किया जाता है, मूत्रवर्धक पोटेशियम उत्सर्जन को बढ़ाने वाले मूत्रवर्धक के अत्यधिक उपयोग के कारण होता है।

पोटेशियम हृदय कोशिकाओं सहित उत्तेजक कोशिकाओं का मुख्य इंट्रासेल्युलर आयन है। इसलिए, प्लाज्मा में पोटेशियम की गंभीर कमी कार्डियक फ़ंक्शन से समझौता करती है, और इसे तुरंत ठीक किया जाना चाहिए।

पोटेशियम सल्फेट में एक रेचन क्रिया होती है, अर्थात यह बृहदान्त्र से मल के निष्कासन का पक्षधर है। इस कारण से, कोलोनोस्कोपी करने से पहले मल के बृहदान्त्र को साफ करने के लिए पोटेशियम, मैग्नीशियम और सोडियम सल्फेट्स के मिश्रण का उपयोग किया जाता है, जो चिकित्सक द्वारा बृहदान्त्र के बेहतर दृश्य की अनुमति देता है।

पशुचिकित्सा

पोल्ट्री सल्फेट का उपयोग पोल्ट्री के फ़ीड में मेथिओनिन की आवश्यकता को कम करने के लिए किया गया है। मुर्गियाँ बिछाने के फ़ीड में पोटेशियम सल्फेट की 0.1% की उपस्थिति अंडे के उत्पादन में 5% की वृद्धि के साथ जुड़ी हुई है।

भोजन का स्वाद

यह एक स्वादिष्ट बनाने का यंत्र है जो खाद्य पदार्थों को एक कड़वा और नमकीन स्वाद देता है जो उनमें से कुछ में वांछनीय है। इसके अलावा, यह ध्यान दिया जाता है कि पोटेशियम सल्फेट चार मूल स्वादों से संपन्न है: मिठास, कड़वाहट, अम्लता और लवणता।

पोटेशियम सल्फेट की एकाग्रता के साथ लवणता, अम्लता और कड़वाहट बढ़ती है, जबकि मिठास घट जाती है।

अन्य उपयोग

पोटेशियम सल्फेट का उपयोग एक पाइरोटेक्निक के रूप में किया जाता है, जो पोटेशियम नाइट्रेट के साथ मिलकर बैंगनी रंग उत्पन्न करता है। आर्टिलरी थ्रस्टर्स के आरोपों में इसका उपयोग फ्लैश रिड्यूसर के रूप में किया जाता है।

इसके अलावा, यह चेहरे की क्रीम जैसे कॉस्मेटिक उत्पादों में चिपचिपापन बढ़ाने वाले एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है।

जोखिम

पोटेशियम सल्फेट कम विषाक्तता है जो बहुत ही कम घातक है। चूहों में मौखिक खुराक के लिए LD50 6,600 मिलीग्राम / किग्रा पशु वजन है, जो इंगित करता है कि माउस की मौत के लिए उच्च खुराक की आवश्यकता होती है। वही LD50 का मूल्य चूहों में होता है।

आंखों में, संपर्क पर, पोटेशियम सल्फेट यांत्रिक जलन पैदा कर सकता है। त्वचा पर, पोटेशियम सल्फेट औद्योगिक हैंडलिंग को थोड़ा नुकसान पहुंचाता है।

यदि निगल लिया जाता है, तो पोटेशियम सल्फेट मतली, उल्टी और दस्त के साथ गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल जलन पैदा कर सकता है। और अंत में, पोटेशियम सल्फेट धूल को साँस लेने से श्वसन पथ में जलन होती है।

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