POTASIUM SULFAT (K2SO4): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, SINTESIS - KIMIA - 2025

The kalium sulfat adalah putih garam anorganik atau tidak berwarna dengan rumus kimia K ₂ SO ₄ . Itu sudah dikenal pada abad keempat belas, disebut pada abad ketujuh belas sebagai duplikat garam, karena merupakan kombinasi dari garam asam dan garam alkali.

Kalium sulfat ditemukan dalam bentuk mineral di arcanite, tetapi penyajiannya lebih umum dalam apa yang disebut garam Stassfurt. Ini adalah ko-kristalisasi kalium, magnesium, kalsium, dan natrium sulfat, yang dapat diamati dalam mineral seperti leonit dan polialit.

Formula struktural kalium sulfat. Sumber: Kemikungen

Potasium sulfat adalah garam rendah racun dan hanya menyebabkan iritasi jika terkena mata, saluran pernapasan, atau saluran pencernaan. Tidak ada bukti tindakan karsinogenik atau mutagenik.

Kalium sulfat digunakan sebagai pupuk, terutama pada tanaman yang rentan terhadap klorida; seperti kasus tembakau dan kentang. Senyawa ini menyediakan kalium, salah satu dari tiga nutrisi utama pada tumbuhan, dan sulfur, yang ada dalam proteinnya.

Struktur

Fase kristal

Struktur kristal kalium sulfat yang kusut. Sumber: Ra'ike (Wikipedia)

Pada gambar pertama, rumus struktur kalium sulfat ditunjukkan. Untuk setiap anion SO ₄ ^2- , dari geometri tetrahedral, terdapat dua kation K ⁺ yang dapat diwakili oleh bola ungu (gambar atas).

Jadi di atas kita memiliki struktur kristal ortorombik dari K ₂ SO ₄ , dengan anion SO ₄ ² diwakili oleh bola kuning dan merah; sedangkan kation K ⁺ , yang telah disebutkan, adalah bulatan ungu (agak kuat).

Representasi ini dapat menyebabkan kebingungan jika menurut Anda batang tersebut benar-benar sesuai dengan tautan koordinasi. Sebaliknya, mereka menunjukkan ion mana yang berinteraksi langsung atau dekat dengan ion lain di sekitarnya. Itulah sebabnya setiap oksigen "dihubungkan" dengan lima K ⁺ (O ₃ SO ^2- - K ⁺ ), dan ini pada gilirannya dengan sepuluh oksigen dari anion sulfat lain di sekitarnya.

Kemudian ada lingkungan koordinasi yang agak "jarang" untuk kalium dalam K ₂ SO ₄ :

Lingkungan koordinasi untuk ion kalium dalam garam sulfatnya. Sumber: Smokefoot

Struktur kristal ini sesuai dengan polimorf β-K ₂ SO ₄ . Saat dipanaskan hingga 583 ºC, terjadi transisi ke fasa α-K ₂ SO ₄ , yaitu heksagonal.

Kusut ion

Tentunya struktur K ₂ SO ₄ sangat rumit untuk garam anorganik. Ion-ionnya diposisikan membentuk semacam jalinan yang tidak berarti dan, pada pandangan pertama, kurang periodisitas.

Mereka yang berdedikasi pada kristalografi dapat mendekati kusut ini dengan cara yang lebih tepat dan deskriptif, mengamatinya dari tiga sumbu spasial.

Perhatikan bahwa strukturnya yang kusut dapat menjelaskan mengapa K ₂ SO ₄ tidak membentuk hidrat: Molekul H ₂ O tidak memiliki cara untuk menembus kisi kristal untuk menghidrasi kation kalium.

Juga, dengan begitu banyak interaksi yang tercakup dalam ikatan ion, diharapkan bahwa kisi kristal ini akan memiliki stabilitas yang cukup baik terhadap panas; dan kenyataannya demikian, karena titik leleh K ₂ SO ₄ adalah 1.069 ºC, yang menunjukkan bahwa ion-ionnya kohesif kuat.

Sifat fisik dan kimia

Penampilan kalium sulfat

Nama

-Kalium sulfat

-Sulfat kalium

-Arcanite

-Sulfur kalium

Masa molar

174,259 g / mol

Penampilan fisik

Putih, tidak berbau, terasa pahit kristal, butiran atau bubuk padat.

Massa jenis

2,66 g / cm ³

Titik lebur

1.069 ºC

Titik didih

1.689 ºC

Kelarutan air

111 g / L pada 20 ºC

120 g / L pada 25 ºC

240 g / L pada 100 ºC

Kelarutan dalam air berkurang karena adanya kalium klorida, KCl atau amonium sulfat, (NH ₄ ) ₂ SO ₄ , karena pengaruh ion umum.

Kelarutan dalam pelarut organik

Sedikit larut dalam gliserol, tetapi tidak larut dalam aseton dan karbon sulfida.

Indeks bias (nD)

1.495

Reaktivitas

Kalium sulfat dapat bereaksi dengan asam sulfat, mengasamkan membentuk kalium bisulfat (KHSO ₄ ). Ini dapat direduksi pada suhu tinggi menjadi kalium sulfida (K ₂ S).

Perpaduan

Metode pertama

Kalium sulfat disintesis dengan mereaksikan kalium klorida dengan asam sulfat. Sintesis kalium sulfat terjadi dalam dua langkah. Langkah pertama melibatkan pembentukan kalium bisulfat.

Ini adalah reaksi eksotermik karena melepaskan panas dan oleh karena itu tidak memerlukan pasokan panas dari luar. Reaksi dilakukan pada suhu kamar.

KCl + H ₂ SO ₄ => HCl + KHSO ₄

Tahap kedua dari reaksi adalah endotermik, yaitu membutuhkan suplai panas agar terjadi.

KCl + KHSO ₄ => HCl + K ₂ SO ₄

Metode kedua

Kalium sulfat dapat disintesis dengan reaksi netralisasi asam sulfat dengan basa, kalium hidroksida:

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

Metode ketiga

Kalium sulfat diproduksi oleh reaksi belerang dioksida, oksigen, kalium klorida, dan air.

Metode keempat

Kalium sulfat diproduksi dengan mengekstraksi kalium sulfat yang ada dalam air garam dari cekungan Loop Nur, Cina. Kalium sulfat dipisahkan dari komponen tak larut air garam dengan penambahan senyawa pengasaman natrium tripolifosfat / urea fosfat.

Senyawa ini meningkatkan perbedaan antara kelarutan kalium sulfat dan kelarutan senyawa lain yang kurang larut, mencapai, menurut pembuat metode, kalium sulfat murni 100%. Dalam arti sempit ini bukan metode sintesis, tetapi ini adalah metode ekstraksi baru.

Aplikasi

Pupuk

Kalium sulfat digunakan pada tanaman tembakau. Sumber: Pxhere.

Penggunaan kalium sulfat sebagai pupuk adalah aplikasi utamanya. 90% dari total produksinya digunakan untuk tujuan ini. Penggunaannya lebih disukai daripada kalium klorida pada tanaman yang sensitif terhadap keberadaan klorida di dalam tanah; misalnya tembakau.

Kalium sulfat memiliki kandungan kalium 40-44%, sedangkan konsentrasi sulfurnya mewakili 17-18% senyawa. Kalium diperlukan untuk melakukan banyak fungsi penting bagi tanaman, karena mengaktifkan reaksi enzimatik, sintesis protein, pembentukan pati, dll.

Selain itu, kalium terlibat dalam mengatur aliran air di daun. Belerang diperlukan untuk sintesis protein, karena ia ada dalam asam amino yang memilikinya; seperti kasus metionin, sistein dan sistin, dan juga terlibat dalam reaksi enzimatik.

Bahkan kalium sulfat digunakan dengan menyemprotkan pada daun partikel kalium sulfat yang lebih kecil dari 0,015 mm.

Penggunaan industri dan sebagai bahan baku

Kalium sulfat mentah digunakan dalam pembuatan kaca dan dalam pembuatan tawas dan kalium karbonat. Ini digunakan sebagai reagen dalam pembuatan kosmetik. Ini digunakan dalam pembuatan bir sebagai agen korektif air.

Obat

Ini digunakan untuk memperbaiki penurunan parah konsentrasi kalium plasma (hipokalemia), yang disebabkan oleh penggunaan diuretik berlebihan yang meningkatkan ekskresi kalium urin.

Kalium adalah ion intraseluler utama dari sel-sel yang bersemangat, termasuk sel-sel jantung. Oleh karena itu, penurunan kalium yang parah dalam plasma mengganggu fungsi jantung, dan harus segera diperbaiki.

Kalium sulfat memiliki aksi katarsis, yaitu membantu pengeluaran feses dari usus besar. Untuk alasan ini, campuran kalium, magnesium, dan natrium sulfat digunakan untuk membersihkan usus besar dari tinja sebelum melakukan kolonoskopi, yang memungkinkan dokter untuk memvisualisasikan usus besar dengan lebih baik.

Dokter hewan

Kalium sulfat telah digunakan untuk mengurangi kebutuhan metionin dalam pakan unggas. Adanya 0,1% kalium sulfat dalam pakan ayam petelur dikaitkan dengan peningkatan 5% produksi telur.

Penyedap makanan

Ini adalah agen penyedap yang memberi makanan rasa pahit dan asin yang diinginkan pada beberapa makanan. Selain itu, kalium sulfat diberkahi dengan empat rasa dasar: rasa manis, pahit, keasaman, dan salinitas.

Salinitas, keasaman, dan rasa pahit meningkat dengan konsentrasi kalium sulfat, sedangkan rasa manis menurun.

Penggunaan lainnya

Kalium sulfat digunakan sebagai piroteknik, dalam kombinasi dengan kalium nitrat, untuk menghasilkan api ungu. Ini digunakan sebagai peredam flash dalam muatan pendorong artileri.

Selain itu, digunakan sebagai agen penambah viskositas dalam produk kosmetik seperti krim wajah.

Resiko

Kalium sulfat adalah senyawa toksik rendah dengan tingkat mematikan yang sangat rendah. LD50 untuk dosis oral pada mencit adalah 6.600 mg / kg bobot hewan, yang menunjukkan bahwa diperlukan dosis tinggi untuk menyebabkan kematian mencit. Nilai LD50 yang sama terjadi pada tikus.

Pada mata, jika terkena, kalium sulfat dapat menyebabkan iritasi mekanis. Pada kulit, kalium sulfat menyebabkan sedikit kerusakan penanganan industri.

Jika tertelan, kalium sulfat dapat menyebabkan iritasi saluran cerna dengan rasa mual, muntah, dan diare. Dan terakhir, menghirup debu kalium sulfat menyebabkan iritasi pada saluran pernafasan.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Kalium sulfat. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2019). Kalium sulfat. Database PubChem. CID = 24507. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Brian Clegg. (5 Juli 2018). Kalium sulfat. Royal Society of Chemistry. Diperoleh dari: chemistryworld.com
5. Marie T. Averbuch-Pouchot, A. Durif. (seribu sembilan ratus sembilan puluh enam). Topik dalam Kimia Fosfat. Ilmiah Dunia. Dipulihkan dari: books.google.co.ve
6. Buku Kimia. (2017). Kalium sulfat. Diperoleh dari: chemicalbook.com
7. Shoujiang L. dkk. (2019). Pemurnian dan pelarutan cepat kalium sulfat dalam larutan air. DOI: 10.1039 / C8RA08284G
8. DrugBank. (2019). Kalium sulfat. Diperoleh dari: drugbank.ca
9. Perusahaan Mosaic. (2019). Kalium sulfat. Nutrisi Tanaman. Diperoleh dari: cropnutrition.com
10. Narkoba. (2018). Sodium sulfate, potassium sulfate, dan magnesium sulfate (Oral). Diperoleh dari: drugs.com