پتاسیم هیدروکسید (Potassium hydroxide) آزمایشگاهی
پتاسیم هیدروکسید
پتاس (Potassium hydroxide) یک ترکیب معدنی با فرمول KOH است. این ترکیب و سود سوزآور (سدیم هیدروکسید) از قویترین بازها هستند. کاربردهای زیادی در صنعت دارد و مهمترین کاربرد آن خنثی‌سازی اسیدهاست. تخمین زده شده‌است که در سال ۲۰۰۵ بین ۷۰۰٬۰۰۰ تا ۸۰۰٬۰۰۰ تن از آن تولید شده‌است و تقریباً یک صدم مقداری است که سدیم هیدروکسید سالانه تولید می‌شود است از آن برای تولید صابون مایع و صنایع رنگ و رزین استفاده می‌شود.
ویژگی‌ها و ساختار
پتاسیم هیدروکسید معمولاً به شکل پلت‌های شفاف رنگی به فروش می‌رسد که سطح‌شان در تماس با هوا حالت چسبناک پیدا می‌کند؛ چرا که پتاس خاصیت هیگروسکوپی یا نم‌بینی دارد. یعنی از فضای پیرامون خود مولکول‌های آب را جذب می‌کند. به علاوه نمونه‌های تجاری پتاسیم هیدروکسید معمولاً دارای مقادیر متفاوتی ناخالصی متشکل از آب و کربنات‌ها هستند.
حل شدن پتاسیم هیدروکسید در آب بسیار گرما‌زا است. محلول‌های آبی غلیظ این ماده گاهی قلیاب پتاسیم نامیده می‌شوند. حتی در دماهای بالا، پتاس جامد به سادگی دهیدراته نمی‌شود.
ساختار پتاسیم هیدروکسید
فرمول شیمیایی پتاسیم هیدروکسید KOH بوده و وزن مولی آن ۵۶.۱۱ گرم بر مول است. ساختار پتاسیم هیدروکسید متشکل از یک پیوند یونی میان پتاسیم (کاتیون فلزی) و آنیون هیدروکسیل بوده و ساختار کریستالی پتاس جامد مشابه با سدیم کلرید است.
پایداری دمایی
برخلاف سدیم نیترات، پتاسیم هیدروکسید پایداری دمایی بالایی را از خودش نشان می‌دهد. گونه‌ی گازی پتاس حالت دیمری دارد. به دلیل پایداری بالا و نقطه‌ی ذوب نسبتاً پایین، معمولاً به شکل پلت یا میله‌ای تولید می‌شود که هم سطح تماس کمتر و هم نگهداری و حمل‌ونقل آسان‌تری دارد.
ویژگی‌های فیزیکی
محلول پتاسیم هیدروکسید شفاف بوده و خورنده‌ی فلزات و سطوح است. پتاس جامد به صورت پلت، میله‌ای یا تکه‌ای است که رنگی سفید داشته و بی‌بو است. دمای ذوب این ماده بین ۳۶۰ تا ۳۸۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است. در آب، اتانول، گلیسیرین و کمی در اتر حل می‌شود. همانطور که پیشتر هم اشاره شد، خورنده است و خاصیت نم‌بینی دارد.
حل شدن پتاسیم هیدروکسید در آب و الکل و همچنین واکنش با اسیدهای دیگر گرمای زیادی تولید می‌کند. کربن دی اکسید و رطوبت هوا را جذب می‌کند و قابلیت اشتعال‌زایی نیز ندارد.
تولید پتاسیم هیدروکسید
در گذشته پتاس با اضافه کردن پتاسیم کربنات به محلول قوی هیدروکسید کلسیم یا آهک ساخته می‌شد. واکنش جانشینی دوگانه که بین این دو اتفاق می‌افتاد، باعث تشکیل رسوب کلسیم کربنات و پتاسیم هیدروکسید محلول در آب می‌شد.
پس از این مرحله، رسوبات کلسیم کربنات تصفیه و با جوش آوردن محلول، پتاسیم هیدروکسید به دست می‌آمد. این روش تولید پتاس تا اواخر قرن نوزده میلادی پراستفاده‌ترین روش تولید این ماده بود و سپس به شکل گسترده‌ای با روش مدرن‌تر جایگزین شد. در روش جدید پتاسیم هیدروکسید از الکترولیز محلول پتاسیم کلرید ساخته می‌شود که در واقع هم تراز روش تولید سدیم هیدروکسید (فرآیند کلرآلکالی) به شمار می‌رود.
گاز هیدروژن و کلر تولید شده در این فرآیند به ترتیب محصولات جانبی کاتدی و آندی محسوب می‌شوند. جداسازی فضای آندی و کاتدی در سلول الکتروشیمیایی برای انجام این واکنش بسیار ضروری است.
کاربردهای پتاسیم هیدروکسید
پتاسیم هیدروکسید و سدیم هیدروکسید به شکل جایگزین‌‌ناپذیری استفاده‌های فراوانی دارد. به طور کلی در صنایع مختلف، سدیم هیدروکسید به دلیل قیمت پایین‌تر به پتاس ترجیح داده می‌شود.
پیش سازی برای دیگر ترکیبات پتاسیمی
بسیاری از نمک‌های پتاسیم در طی واکنش‌های خنثی‌سازی که پتاسیم هیدروکسید در آن‌ها نقشی اساسی دارند، تولید می‌شود. نمک‌های پتاسیم کربنات، پتاسیم سیانید، پتاسیم پرمنگنات، پتاسیم فسفات و سالیسیلات‌های دیگر از طریق واکنش اکسیدها و اسیدها با پتاسیم هیدروکسید ساخته می‌شوند.
پتاسیم فسفات به دلیل انحلال‌پذیری بالا برای تولید کود شیمیایی استفاده می‌شود. پتاسیم سیانید در استخراج طلا و آبکاری یا روکش دهی فلزات استفاده می‌شود.
کاربردهای دارویی و درمانی
از پتاس برای تشخیص تریکومونادها و ریسه (هیفا) قارچ‌ها استفاده می‌شود. نمونه‌های مو، پوست یا بافت ناخن به کمک خراشیدن با تیغ جمع‌آوری شده و به صورت مستقیم درون محلول پتاسیم هیدروکسید قرار می‌گیرد. برای آزمایش وجود قارچ در ترشحات واژینال نیز از محلول پتاس استفاده می‌شود. علاوه بر این از پتاس به عنوان نرم‌کننده برای درمان برآمدگی‌های ناخن استفاده می‌گردد.
خاصیت خورندگی پتاسیم هیدروکسید باعث شده تا پتاس در پاکسازی بافت نرم و موها استفاده‌های زیادی داشته باشد. از پتاس در صابون‌ها، کرم‌های اصلاح و محصولات مرتبط با ناخن استفاده می‌شود. مکانیسم اثر پتاس به درستی مشخص نیست اما به نظر می‌رسد که باعث هضم کراتین و القای التهاب می‌شود.
به تازگی مطالعاتی در زمینه‌ی بازدهی مصرف پتاسیم هیدروکسید برای درمان زگیل‌ها و میزان تحمل پوست به آن انجام شده است. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که استفاده از محلول پتاس به صورت موضعی ایمن بوده و می‌توان به خوبی برای درمان زگیل‌ها استفاده شود. در گذشته نیز از پتاس برای درمان زگیل استفاده می‌شد. در مطالعات جدید از این ماده برای درمان زگیل آبکی (ناشی از پاکس ویروس) استفاده شد که نتایج بسیار خوبی در بر داشت.
در دامپزشکی از پتاس برای قطع شاخ گوساله‌ها استفاده می‌شود. در این روش پتاس را در محل رویش شاخ به صورت موضعی می‌مالند و سلول‌های شاخ از بین می‌روند. قطع شاخ گاوها برای حفظ امنیت انسان‌ها و گاوهای دیگر اهمیت زیادی دارد.
آرایشی و بهداشتی
در محصولات مانیکور و پرداخت ناخن، برای یک دست کردن سطح ناخن و حذف پوست‌های زمخت (کوتیکول) از محصولی استفاده می‌شود که حاوی پتاس است. در ساخت لوسیون‌ها، شامپوها، اسپری‌های مو و محصولات دیگر این چنینی نیز کاربرد دارد.
کشاورزی
پتاس برای تولید کودهایی استفاده می‌شود که به جهت تامین پتاسیم خاک استفاده می‌شود. پتاسیم از اصلی‌ترین مواد مورد نیاز گیاه برای رشد و فتوسنتز است. استفاده از پتاس به ویژه برای گیاهانی که نسبت به یون‌های کلرید حساس‌اند، بسیار مطلوب است. همچنین از پتاسیم هیدروکسید در علف‌کش‌ها و قارچ‌‌کش‌های کشاورزی نیز استفاده می‌شود.
پتاس به تنظیم pH خاک‌های اسیدی کمک می‌کند. ترکیب فسفوروس اسید (ماده‌ای غیر سمی) با پتاس به طور منظم بر روی گیاهان اسپری می‌شود تا از بیماری‌ها و آفات گیاهان پیشگیری شود. در نهایت محصولات گیاهی برداشت شده، فاقد اثرات این محلول آفت‌کش خواهند بود.
تولید صابون‌های نرم
از خاصیت صابون‌سازی چربی‌ها توسط پتاسیم هیدروکسید برای تولید صابون‌هایی استفاده می‌شود که حالتی نرم‌تر از صابون‌های معمولی ساخته شده با سدیم هیدروکسید دارند. صابون‌های پتاسیم به دلیل نرمی و حلالیت بالا احتیاج به آب کمتری برای درآمدن به حالت مایع دارند؛ به همین دلیل غلظت عامل‌های پاک‌کننده‌ی در آن‌ها نسبت به صابون‌های مایع سدیم هیدروکسید بیشتر است.
به عنوان الکترولیت
محلول آبی پتاسیم هیدروکسید به عنوان الکترولیت در باتری‌های آلکالینی بر پایه‌ی نیکل-کادمیم، نیکل-هیدروژن و منیزیم اکسید-روی استفاده می‌شود. در تولید باتری‌ها پتاس به سدیم هیدروکسید ترجیح داده می‌شود؛ چرا که محلول آبی پتاس رساناتر از محلول سدیم هیدروکسید است.
مثلاً باتری‌های نیکل-متال هیدرید که در خودروهای پریوس شرکت تویوتا استفاده می‌شوند، از مخلوط پتاس و سدیم هیدروکسید بهره می‌برد. در باتری‌های نیکل-آهن نیز از الکترولیت پتاسیم هیدروکسید استفاده می‌شود.
صنایع غذایی
در محصولات غذایی از پتاس به عنوان پایدار کننده‌ی غذایی، عامل کنترل‌کننده pH و قوام‌دهنده استفاده می‌شود. سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) به طور کلی پتاس را (به عنوان افزودنی غذایی مستقیم) در صورتی که به شکلی صحیح مصرف شود، ایمن به حساب می‌آورد. در سیستم عدد دهی E، عدد پتاس برابر با E۵۲۵ است.
از پتاس در صنایع غذایی برای تولید رنگ کاراملی و فرآوری نوشیدنی‌ها، شکلات و کاکائو استفاده می‌شود. غذاهای فرآوری شده‌ی تجاری حاوی این ماده هستند؛ چون علاوه بر خاصیت قوام‌دهندگی (مثلاً در بستنی) باعث ماندگاری بیشتر خوراکی‌ها می‌شود.
شاید برایتان جالب باشد که از پتاس برای نرم کردن زیتون و در طرف مقابل برای ترد کردن چوب شور استفاده می‌شود!
صنایع پتروشیمی
در فرآیند شیرین‌سازی و تصفیه‌ی گاز طبیعی از پتاس برای حذف اسیدهای آلی و ترکیبات گوگردی استفاده می‌شود.کربن دی اکسید، گوگرد تری اکسید و نیتروژن تری اکسیدی که در جریان گاز وجود دارد به کمک پتاس جذب و حذف می‌شوند. در تولید بیودیزل از روغن‌ها و چربی‌ها نیز به عنوان کاتالیزور نقش ایفا می‌کند.
کاربردهای دیگر
پتاسیم هیدروکسید همانند سدیم هیدروکسید استفاده‌های تخصصی بسیاری دارد که تقریباً همه‌ی آن‌ها بر پایه‌ی ویژگی پتاس به عنوان یک باز قوی و توانایی دی‌گِرِید کردن مواد متعدد است.
به طور مثال در فرآیندی که به اصطلاح «خاکستر کردن شیمیایی» یا رزوماسیون گفته می‌شود، از پتاس برای تجزیه بافت نرم انسان و حیوانات استفاده می‌شود. در این فرآیند تنها استخوان‌ها و بافت‌های سخت دیگر به جا می‌مانند. حشره‌شناسانی که قصد مطالعه بر ساختارهای ظریف آناتومی حشرات را دارند، از محلول ۱۰٪ پتاس به همین جهت استفاده می‌کنند.
در سنتز شیمیایی انتخاب بین پتاسیم هیدروکسید و سدیم هیدروکسید به انحلال‌پذیری و حفظ کیفیت نمک تولیدی بستگی دارد. خاصیت خورندگی پتاس باعث می‌شود که این ماده در فرآیند تولید یا استفاده به عنوان بخشی از پاک‌کننده‌ها و ضدعفونی‌کننده‌های سطوحی که به خورندگی پتاس مقاوم هستند، استفاده شود.
به علت این‌که بازهای قوی و مهاجم مانند پتاسیم هیدروکسید به کوتیکولِ ساقه‌ی مو آسیب وارد می‌کنند، از آن‌ها به عنوان موزدای پوست حیوانات استفاده می‌شود. پوست حیوانات را برای چند ساعت درون محلول آبی پتاسیم هیدروکسید قرار می‌دهند تا برای مرحله‌ی موزدایی دباغی آماده شود.
از همین خاصیت آسیب‌زنندگی به کوتیکول در محصولات اصلاح صورت و بدن استفاده می‌شود. بعضی از خمیرهای ریش‌تراشی مقادیری پتاسیم هیدروکسید دارد. پتاس موجود در این خمیرها کوتیکول ساقه مو را باز کرده و باعث جذب شدن آب به ساقه‌ی مو می‌شود. این فرآیند باعث آسیب و ضعیف شدن مو شده و اصلاح با تیغ را آسان‌تر می‌کند.
از پتاس همچنین می‌توان در شناسایی گونه‌های قارچی استفاده کرد. محلول آبی ۳ تا ۵ درصد پتاس به قارچ افزوده می‌شود و پژوهشگر می‌تواند بر اساس تغییر رنگ قارچ، گونه را شناسایی کند.
پتاسیم هیدروکسید به دلیل خاصیت نم‌بینی به عنوان یک ماده‌ی خشک کن استفاده شده و برای خشک کردن حلال‌های بازی به ویژه پیرامین و آمین‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای تعیین غلظت اسیدها در آزمایشگاه‌ها نیز کاربرد دارد. از پتاس برای تولید تراشه‌های نیمه رسانا استفاده می‌شود.
جهت خرید به فروشگاه مراجعه کنید.
