hidróxido de potasio

A temperaturas más elevadas, el KOH sólido ^cristaliza en la estructura cristalina del NaCl . El grupo OH⁻ se desordena de forma rápida o aleatoria ^, de modo que actúa como un anión esférico ^de radio 1,53 Å (de tamaño similar al de Cl⁻ y F⁻). A temperatura ambiente, los ^grupos OH⁻ se ordenan y el entorno alrededor de los centros K⁺ se distorsiona, con distancias ^K⁺ - ^OH⁻ que varían entre 2,69 y 3,15 Å, dependiendo de la orientación del grupo OH. El KOH forma una serie de ^{hidratos cristalinos :} el monohidrato KOH · H₂O , el dihidrato KOH · _2H₂O y ^el tetrahidrato KOH · _4H₂O . [ ₁₄ ]

Aproximadamente 112 g de KOH se disuelven en 100 mL de agua a temperatura ambiente, lo que contrasta con 100 g/100 mL para NaOH. ^{[ 15 ]} Por lo tanto, el KOH es ligeramente más soluble que el NaOH. Sin embargo, es ligeramente menos soluble en base molar debido a su mayor masa molar. Los alcoholes de menor peso molecular , como el metanol , el etanol y los propanoles, también son excelentes disolventes . Participan en un equilibrio ácido-base. En el caso del metanol, se forma el metóxido de potasio (metilato): ^{[ 16 ]}

KOH + _CH₃OH → _CH₃OK + _H₂O

Debido a su alta afinidad por el agua, el KOH se utiliza como desecante en el laboratorio. Se emplea frecuentemente para secar disolventes básicos, especialmente aminas y piridinas .

El KOH, al igual que el NaOH, sirve como fuente de OH ⁻ , un anión altamente nucleofílico que ataca los enlaces polares tanto en materiales inorgánicos como orgánicos. El KOH acuoso saponifica ésteres :

KOH + RCOOR' → RCOOK + R'OH

Cuando R es una cadena larga, el producto se llama jabón de potasio . Esta reacción se manifiesta por la sensación "grasosa" que produce el KOH al tacto; las grasas de la piel se convierten rápidamente en jabón y glicerol .

El KOH fundido se utiliza para desplazar haluros y otros grupos salientes . La reacción es especialmente útil para reactivos aromáticos para dar los fenoles correspondientes . ^{[ 17 ]}

Complementariamente a su reactividad frente a los ácidos, el KOH ataca a los óxidos . Así, el SiO₂ _es atacado por el KOH para dar silicatos de potasio solubles. El KOH reacciona con dióxido de carbono para dar bicarbonato de potasio .

KOH + CO ₂ → KHCO ₃

El KOH fabricado se utiliza en diversas aplicaciones que requieren distintos niveles de pureza. Para usos industriales, como la limpieza de metales o el tratamiento de gases residuales, se requiere una pureza mínima del 90 %. Las aplicaciones de grado alimentario también requieren una pureza del 90 % o superior, y deben tener un contenido de arsénico inferior a 3 ppm y de plomo inferior a 5 ppm. El KOH con esta pureza se utiliza para desamargar aceitunas y en la fabricación de cacao. Las aplicaciones de grado electrónico, que se utilizan para grabar semiconductores y tratar obleas de silicio en células fotovoltaicas, requieren una pureza mínima del 99,9 % y una concentración total de iones metálicos inferior a 1 ppm. Los usos a nivel de reactivo en aplicaciones farmacéuticas y laboratorios analíticos profesionales requieren una pureza superior al 99,99 % y metales pesados ​​inferiores a 0,1 ppm para un uso seguro. ^{[ 11 ]}

En la industria, el KOH es un buen catalizador para el proceso de gasificación hidrotermal . En este proceso, se utiliza para mejorar el rendimiento de gas y la cantidad de hidrógeno en el proceso. Por ejemplo, la producción de coque a partir de carbón a menudo produce mucha agua residual de coquización. Para degradarla, se utiliza agua supercrítica para convertirla en gas de síntesis que contiene monóxido de carbono , dióxido de carbono , hidrógeno y metano . Mediante adsorción por cambio de presión , se pueden separar varios gases, y luego se utiliza la tecnología power-to-gas para convertirlos en combustible. ^{[ 19 ]} Por otro lado, el proceso de gasificación hidrotermal podría degradar otros residuos como lodos de depuradora y residuos de fábricas de alimentos.

Muchas sales de potasio se preparan mediante reacciones de neutralización con KOH. Las sales de potasio de carbonato , cianuro , permanganato , fosfato y diversos silicatos se preparan tratando los óxidos o los ácidos con KOH. ^{[ 12 ]} La alta solubilidad del fosfato de potasio es deseable en fertilizantes .

La saponificación de grasas con KOH se utiliza para preparar los correspondientes " jabones de potasio ", que son más suaves que los jabones más comunes derivados del hidróxido de sodio . Debido a su suavidad y mayor solubilidad, los jabones de potasio requieren menos agua para licuarse y, por lo tanto, pueden contener más agente limpiador que los jabones de sodio licuados. ^{[ 20 ]}

El hidróxido de potasio acuoso se emplea como electrolito en baterías alcalinas basadas en níquel - cadmio , níquel - hidrógeno y dióxido de manganeso - zinc . Se prefiere el hidróxido de potasio al hidróxido de sodio porque sus soluciones son más conductoras. ^{[ 21 ]} Las baterías de níquel-metal hidruro del Toyota Prius utilizan una mezcla de hidróxido de potasio e hidróxido de sodio. ^{[ 22 ]} Las baterías de níquel-hierro también utilizan hidróxido de potasio como electrolito.

En los productos alimenticios, el hidróxido de potasio actúa como espesante, agente de control de pH y estabilizador de alimentos. La FDA lo considera generalmente seguro como ingrediente alimentario directo cuando se utiliza de acuerdo con las Buenas Prácticas de Fabricación . ^{[ 23 ]} Se conoce en el sistema de numeración E como E525 .

Al igual que el hidróxido de sodio, el hidróxido de potasio atrae numerosas aplicaciones especializadas, prácticamente todas las cuales dependen de sus propiedades como base química fuerte y su consiguiente capacidad para degradar muchos materiales. Por ejemplo, en un proceso comúnmente conocido como "cremación química" o " resomación ", el hidróxido de potasio acelera la descomposición de los tejidos blandos, tanto animales como humanos, dejando solo los huesos y otros tejidos duros. ^{[ 24 ]} Los entomólogos que deseen estudiar la estructura fina de la anatomía de los insectos pueden utilizar una solución acuosa de KOH al 10% para aplicar este proceso. ^{[ 25 ]}

En la síntesis química, la elección entre el uso de KOH y el uso de NaOH viene determinada por la solubilidad o la capacidad de conservación de la sal resultante .

Las propiedades corrosivas del hidróxido de potasio lo convierten en un ingrediente útil en agentes y preparaciones que limpian y desinfectan superficies y materiales que pueden resistir la corrosión por KOH. ^{[ 18 ]}

El KOH también se utiliza para la fabricación de chips semiconductores (por ejemplo, el grabado húmedo anisotrópico ).

El hidróxido de potasio suele ser el principal ingrediente activo de los "removedores de cutículas" químicos que se utilizan en los tratamientos de manicura .

Debido a que las bases agresivas como el KOH dañan la cutícula del tallo del cabello , el hidróxido de potasio se utiliza para facilitar químicamente la eliminación del pelo de las pieles animales. Las pieles se sumergen durante varias horas en una solución de KOH y agua para prepararlas para la etapa de depilación del proceso de curtido . Este mismo efecto también se utiliza para debilitar el cabello humano antes del afeitado. Los productos para antes del afeitado y algunas cremas de afeitar contienen hidróxido de potasio para abrir la cutícula del cabello y actuar como agente higroscópico, atrayendo y forzando la entrada de agua en el tallo del cabello, lo que provoca un mayor daño. En este estado debilitado, el cabello se corta más fácilmente con una cuchilla de afeitar.

El hidróxido de potasio se utiliza para identificar algunas especies de hongos . Se aplica una solución acuosa de KOH al 3-5% a la carne de un hongo y el investigador observa si cambia o no de color. Ciertas especies de setas con láminas , boletos , poliporos y líquenes ^{[ 26 ]} se pueden identificar basándose en esta reacción de cambio de color. ^{[ 27 ]}