Hispanopedia WikiEl metóxido de potasio es el alcóxido del metanol con el contraión potasio y se utiliza como base fuerte y como catalizador para la transesterificación, en particular para la producción de biodiesel .
Preparación
La preparación de metóxido de potasio se puede lograr a escala de laboratorio mediante la reacción (fuertemente exotérmica) de potasio metálico y metanol con liberación de cantidades equimolares de hidrógeno . [ 1 ]
- 2 K + 2 CH 3 OH → 2 K + + 2 CH 3 O − + H 2
También es posible, aunque menos importante, la reacción de hidruros metálicos ( hidruro de potasio ) con metanol para formar metóxido de potasio.
- KH + CH 3 OH → K + + CH 3 O − + H 2
La reacción exotérmica del hidróxido de potasio con metanol conduce, en una reacción de equilibrio , a metanolato de potasio y agua (evitando la formación de hidrógeno gaseoso altamente inflamable). En un proceso continuo, el agua formada debe eliminarse permanentemente. [ 2 ]
- KOH + CH 3 OH ⇌ K + + CH 3 O − + H 2 O
La eliminación completa del agua es fundamental para la conversión de la reacción, debido a la marcada higroscopicidad del hidróxido de potasio, que contiene aproximadamente un 10 % de agua. [ 3 ] La velocidad de disolución significativamente mayor del hidróxido de potasio en metanol en comparación con el hidróxido de sodio es ventajosa.
A gran escala, el metóxido de potasio se produce por descomposición de amalgama de potasio con metanol, que se obtiene mediante la electrólisis cloral-alcalina del cloruro de potasio en el proceso de amalgama. Las impurezas de mercurio metálico presentes en el metóxido de potasio resultante en el metanol se pueden eliminar mediante ultrafiltración . [ 4 ] El metóxido de potasio sólido se obtiene por destilación del metanol. Debido a su producción más sencilla y mejor manejo para fines químicos, se prefieren las soluciones de metanolato de potasio (25% a 32% en peso), que se extraen continuamente del proceso de amalgama.
La sustitución del proceso de amalgama por el proceso de membrana, ecológica y económicamente superior, para la preparación de los productos químicos de masa hidróxido de sodio e hidróxido de potasio, hará que este proceso de producción estándar para la producción de alcóxidos de metales alcalinos sea inútil en el futuro. [ 5 ]
Propiedades
El metóxido de potasio es un polvo cristalino, higroscópico e inodoro, de color blanco a amarillento, que reacciona violentamente con el agua formando hidróxido de potasio y metanol. Las soluciones acuosas obtenidas son altamente básicas y corrosivas. Esta sustancia se clasifica como un sólido inflamable con una temperatura de ignición espontánea de 70 °C. [ 6 ]
La evaluación de la toxicidad humana y la ecotoxicidad del metóxido de potasio se basa en las propiedades de los productos de descomposición, hidróxido de potasio y metanol, durante la hidrólisis en medio acuoso.
Usar
La carbonilación del metanol con monóxido de carbono para formar formiato de metilo (metanoato de metilo) es catalizada por bases fuertes, como el metóxido de potasio. [ 7 ] [ 8 ]
La principal aplicación del metóxido de potasio es su uso como catalizador básico de transesterificación en la síntesis de biodiesel (como una solución metanólica al 25-32%). Los triglicéridos de origen vegetal y animal reaccionan con metanol en presencia de metanolatos de metales alcalinos para formar los ésteres metílicos grasos correspondientes. [ 9 ] [ 3 ]
El metóxido de potasio facilita la formación de jabones grasos en comparación con el metóxido de sodio (de menor precio) (en este caso, sales de potasio de los ácidos grasos de los triglicéridos), y se obtienen mayores rendimientos con metóxido de potasio. Las condiciones óptimas para la producción de biodiésel a partir de aceite de canola son 1,59 % en peso de metóxido de potasio, una temperatura de reacción de 50 °C y una relación metanol/aceite de 4,5:1. El rendimiento de biodiésel es del 95,8 % con un contenido de ácidos grasos del 0,75 % en peso. [ 10 ]
Literatura
Véase también
Referencias
- ↑ AR Ronzio; WB Cook. "4-Amino - 2,6-dimetilpirimidina". Organic Syntheses . 24. doi : 10.15227/orgsyn.024.0006.
- ↑ Chimtek Engineering: Tecnología de producción de metilato de potasio , consultado el 12 de agosto de 2015.
- 1 2 J. Ruwwe ( 2008), "Alcóxidos metálicos como catalizadores para la producción de biodiesel" (PDF) , Chim. Oggi Chem. Today , vol. 26, n.º 1, págs. 26–28
- ↑ EP 2656905 , M. Horn, B. Helpap, M. Thiel, M. Neumann, "Entquickung von Lösungen durch Ultrafiltración", publicado el 30 de octubre de 2013, asignado a Evonik Degussa GmbH
- ↑ ICF International: Estudio sobre la aplicación por parte de la UE del Convenio de Minamata sobre el Mercurio , consultado el 12 de agosto de 2015.
- ↑ Evonik Industries, Resumen de seguridad del GPS, metilato de potasio , consultado el 12 de agosto de 2015.
- ↑ BN Pattanaik (2013), "Avances en procesos y catalizadores para la producción de formiato de metilo mediante carbonilación de metanol: una revisión", IJCPT , vol. 3, n.º 2, págs. 55–70 , ISSN 2277-4807
- ↑ US 20140148614 , D. Schneider, K.-D. Mohl, M. Schäfer, J. Paschold, JH Teles, S. Rittinger, "Proceso para la preparación de formiato de metilo mediante la reacción de metanol con monóxido de carbono en presencia de un sistema catalítico que comprende formiato de metal alcalino y alcóxido de metal alcalino", publicado el 29-05-2014, asignado a BASF SE
- ^ G. Knothe; J. Krahl; J. Van Gerpen, eds. (2010), Manual de biodiesel (2ª ed.), AOCS Press, ISBN 978-1-893997-62-2
- ↑ A. Singh; B. He; J. Thompson; J. Van Gerpen (2006), "Optimización del proceso de producción de biodiésel mediante catalizadores alcalinos" (PDF) , Appl. Eng. Agric. , vol. 22, n.º 4, págs. 597–600 , archivado del original (PDF) el 23/11/2015 , consultado el 13/02/2017.
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