پتاس و کاربردهای پتروشیمیایی
هیدروکسید پتاسیم یا همان پتاس سوز آور یکی از مواد معدنی با فرمول شیمیایی KOH و جزو بازهای قوی محسوب می شود. دیگر نام های تجاری این ماده عبارتند از: پتاسیم هیدرات، آب قلیا، پتاس قلیا، پتاس. هیدروکسید پتاسیم کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف از جمله مواد شیمیایی دارد که میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- پیش ماده ی مواد شیمیایی حاوی پتاسیم
- ساخت صابون های مایع و نرم کننده
- الکترولیت ساخت باتری های آلکالاین
- صنایع غذایی
- لیتوگرافی
- پاک کننده ی رنگ
- پاک کننده های خانگی
- تشخیص قارچ و انگل در پزشکی
- صنعت حفاری
- ساخت بیودیزل
خواص و ساختار هیدروکسید پتاسیم
هیدروکسید پتاسیم پایداری حرارتی بسیار بالایی دارد و نقطه ذوب آن نسبتا پایین است. اغلب به شکل گلوله های ریز و یا میل های شکل گرانول و یا پودر به بازار عرضه می شود که باعث می شود حمل و نقل آن آسانتر شود. این ماده به شدت آب جذب کرده و باید دور از رطوبت نگه داشته شود. معمولا در خلوص 90% به بازار عرضه شده که 10% دیگر آن را آب و کربنات تشکیل می‌دهد. در صورت انحلال در آب گرمای زیادی تولید می‌کند. اگر به شکل محلول های غلیظ موجود باشد به آن آب قلیا گفته می‌شود. در دماهای بالا این ماده به سادگی آب جذب نمی‌کند.
در دمای بالا این ماده به شکل کریستالی ، مشابه به ساختار نمک طعام است، اما حلالیت آن نسبت به نمک طعام کمتر است. معمولا نمک این ماده تک آبه است اما بسته به میزان آب موجود در محیط تعداد آب های تبلور آن متفاوت است.
واکنش های پتاسیم هیدروکسید
این ماده علاوه بر آب در الکل های سبک نیز انحلال پذیر است. بعلت تمایل به جذب آب بالای آن بعنوان ماده جاذب رطوبت حلال هایی مانند آمین ها و پیریدین ها استفاده می‌شود.
از پتاسیم هیدروکسید بعنوان عامل هسته دوست در واکنش های آلی استفاده می‌شود. این ماده بعنوان منبع غنی از یون های هیدروکسید با پیوندهای قطبی در مواد آلی و مواد معدنی واکنش می‌دهد. مثالی از این واکنش ها صابونی شدن استرها است. پتاسیم هیدروکسید همچنین جانشین خوبی برای هالیدها در واکنش های آلی محسوب می‌شود و برای تولید فنول ها از ترکیبات آریلهالیدی گزینه ی مناسبی محسوب می‌شود.
KOH با مواد معدنی نیز واکنش می‌دهد. ساده ترین آن اسیدها هستند که توسط پتاسیم هیدروکسید خنثی شده و تولید آب و نمک می‌کنند، برای مثال با سیلیسیم اکسید واکنش داده و پتاسیم سیلیکات تولید می‌کند و یا در واکنش با کربن دی اکسید موجود در هوا نمک پتاسیم کربنات تولید می‌کند.
تولید هیدروکسید پتاسیم
اولین بار هیدروکسید پتاسیم از ترکیب پتاسیم کربنات با محلول کلسیم هیدروکسید بدست آمده است. این روش تا اواخر قرن نوزدهم مرسوم بود که سپس با روش الکترولیز محلول پتاسیم کلرید جایگزین شد. این روش مشابه روش تولید سدیم هیدروکسید است. در این روش گاز هیدروژن بعنوان محصول جانبی در کاتد تولید می‌شود. در آند نیز اکسیداسیون یون های کلر اتفاق می افتد که گاز کلر تولید می‌شود. با جداسازی محصولات تشکیل شده در آند و کاتد پتاسیم هیدروکسید بدست می‌آید.
کاربردهای هیدروکسید پتاسیم
گرچه در کاربردهای صنعتی سدیم هیدروکسید به پتاسیم هیدروکسید بعلت قیمت پایینتر ترجیح داده می‌شود اما در مواردی نمی‌توان از سدیم هیدروکسید استفاده کرد.
ساخت بیودیزل ها و کاربردهای پتروشیمیایی
در ساخت بیودیزل ها از روغن ها و چربی ها، پتاسیم هیدروکسید بعنوان کاتالیزور عمل می‌کند. در پالایشگاه ها و پتروشیمی به جذب کربن دی اکسید، سولفور تری اکسید و نیتروژن تری اکسید و همچنین ترکیبات گوگردی و اسیدهای موجود در جریان های گاز کمک می‌کند. برای تمیزکردن زهکشی ها از پتاسیم هیدروکسید استفاده می‌شود.
پیش ماده ی محصولات حاوی پتاسیم
بسیاری از نمک های پتاسیمی از خنثی شدن پتاسیم هیدروکسید با اسیدها بدست می‌آیند. نمک های کربنات، سیانید، پرمنگنات، فسفات و بسیاری از سیلیکات‌ها از واکنش اکسیدها و یا اسیدها با پتاسیم هیدروکسید بدست می‌آیند. بعلت حلالیت بالای پتاسیم فسفات ها از آنها بعنوان کود شیمیایی استفاده می‌شود.
ساخت صابون های مایع
از صابونی شدن چربی در محیط قلیایی پتاسیم هیدروکسید صابون های مایع بدست می آیند که از صابون های بدست امده از سدیم نرمتر هستند. بدلیل نرمی و حلالیت بیشتر آنها صابون های پتاسیمی به میزان آب کمتری برای کف کردن نیاز دارند و بنابراین دارای عامل پاک کننده‌ی بیشتری نسبت به صابون های سدیمی هستند.
الکترولیت
پتاسیم هیدروکسید مایع بعنوان الکترولیت باتری های آلکالاینی نیکل-کادمیم، نیکل-هیدروژن و منگنز دی اکسید-روی استفاده می‌شود. بعلت هدایت الکتریکی بالاتر این محلول نسبت به محلول سدیم هیدروکسید ترجیح صنایع به استفاده از پتاسیم هیدروکسید بیشتر است. در باتری های هیدریدی نیکل-فلز شرکت تویوتا از ترکیب سدیم هیدروکسید و پتاسیم هیدروکسید استفاده می‌شود. الکترولیت باتری های نیکل-آهن نیز پتاسیم هیدروکسید است.
صنایع غذایی
در محصولات غذایی پتاسیم هیدروکسید بعنوان عامل تغلیظ نوشیدنی های غیرالکلی، شکلات، کاکائو و بستنی استفاده می‌شود. همچنین جهت پایداری و تثبیت pH نیز از پتاسیم هیدروکسید استفاده می‌شود. پتاسیم هیدروکسید بعنوان ضد قارچ نیز در مواد غذایی استفاده می‌شود. از پتاسیم هیدروکسید جهت ترد کردن مواد غذایی مانند غلات خشک هم استفاده می‌شود. برای شستشوی پوست میوه ها و سبزیجات نیز کاربرد دارد.
واکنشهای ویژه
با توجه به توانایی پتاسیم هیدروکسید که بسیاری از مواد را تجزیه می‌کند، کاربردهای خاص دیگری نیز برای آن تعریف شده است. بطور مثال در فرایند تجزیه اجساد و پسماندهای انسانی و جانوری می‌تواند تجزی هی بافت های نرم را تسریع کند. خواص خورندگی این ماده آن را به عنصری مفید در آماده سازی سطوح مقاوم در برابر خوردگی و همچنین تمیز و ضدعفونی کردن آنها تبدیل کرده است.
از پتاسیم هیدروکسید در ساخت تراشه های نیمه رساناها نیز استفاده می‌شود. در مواد آرایشی بعنوان از بین برنده ی کوتیکول و همچنین در لوسیون ها، شامپوها، اسپری های مو و دیگر مواد بهداشتی استفاده می‌شود. چون قادر به انحلال کوتیکول است برای از بین بردن موی موجود روی پوست حیوانات استفاده می‌شود. در ترکیب کرم های موبر بهداشتی نیز درصدی از پتاسیم هیدروکسید استفاده می‌شود. جهت شناسایی برخی ازگونه های قارچ نیز از پتاسیم هیدروکسید استفاده می‌شود. در صنایع کاغذ سازی پتاسیم هیدروکسید به جداسازی لیگنین از رشته های سلولزی کمک می‌کند.