Carbonato de potasio–agua (2/1/2) (16799-90-9) Propiedades físicas y químicas
Carbonato de potasio–agua (2/1/2)
El carbonato dipotásico dihidratado es una sal carbonatada inorgánica suministrada como dihidrato cristalino comúnmente utilizada como reactivo alcalino y agente tamponador en entornos industriales y de laboratorio.
| Número CAS | 16799-90-9 |
| Familia | Carbonatos inorgánicos |
| Forma típica | Sólido cristalino (dihidrato) |
| Grados comunes | EP |
El carbonato de potasio–agua (2/1/2) es la forma dihidratada del carbonato de potasio, una sal iónica inorgánica de la familia de los carbonatos. Estructuralmente consiste en cationes dipotásicos y aniones carbonato asociados con dos moléculas de agua de cristalización; la composición estequiométrica reportada para la unidad cristalina es \(\ce{CH4K2O5}\), que corresponde a un ensamblaje hidratado de carbonato dipotásico. La estructura a largo alcance está dominada por interacciones iónicas entre \(\ce{K+}\) y \(\ce{CO3^2-}\) y por redes de enlaces de hidrógeno que involucran las moléculas de agua de cristalización; estas características controlan la hidratación, la energía de solvación y la estabilidad de la red cristalina.
La estructura electrónica es típica de sales inorgánicas simples: el ion carbonato es un oxianión deslocalizado con carga formal negativa distribuida sobre tres átomos de oxígeno, mientras que el potasio provee el balance de carga como ion espectador con baja capacidad polarizante. En medios acuosos el ion carbonato participa en equilibrios de transferencia de protones (carbonato ↔ bicarbonato ↔ ácido carbónico/CO2), por lo que el comportamiento acuoso depende fuertemente del pH y del CO2 disuelto. El material es altamente polar y soluble en agua como fuente de carbonato; las soluciones son alcalinas y útiles cuando se requiere una base soluble y no volátil o un componente tamponador.
Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: EP.
Propiedades físicas básicas
Densidad
No se dispone de un valor experimentalmente establecido para esta propiedad en el contexto actual.
Punto de fusión o descomposición
No se dispone de un valor experimentalmente establecido para esta propiedad en el contexto actual.
Solubilidad en agua
No se dispone de un valor experimentalmente establecido para esta propiedad en el contexto actual.
pH de la solución (comportamiento cualitativo)
Las soluciones acuosas son alcalinas debido a la presencia del ion carbonato. En contacto con agua el anión sufre los equilibrios de protonación \(\ce{CO3^2- <=> HCO3^- <=> H2CO3/CO2}\), por lo que la alcalinidad de la solución y la especie predominante de carbonato dependen de la presión parcial de CO2 y la concentración total. Las soluciones son típicamente básicas y resisten la acidificación hasta que el carbonato se convierte en bicarbonato o ácido carbónico.
Propiedades químicas
Comportamiento ácido-base
El carbonato dipotásico dihidratado actúa como fuente del anión básico \(\ce{CO3^2-}\); acepta protones para formar \(\ce{HCO3^-}\) y finalmente \(\ce{H2CO3}\)/\(\ce{CO2}\) disuelto bajo condiciones ácidas. En reacciones con ácidos fuertes se neutraliza para producir las sales potásicas correspondientes y se espera evolución de dióxido de carbono cuando el carbonato se convierte en ácido carbónico:
\(\ce{CO3^2- + 2H+ -> H2CO3 -> CO2 + H2O}\).
El catión \(\ce{K+}\) no forma complejos en química acuosa típica y sirve principalmente como ion contraión.
Reactividad y estabilidad
El dihidrato cristalino es químicamente estable bajo condiciones ambientales normales pero se deshidratará al calentarse para producir el carbonato anhidro. Bajo condiciones fuertemente ácidas el anión carbonato se consume y se puede liberar \(\ce{CO2}\) gaseoso. La sal es generalmente compatible con medios oxidantes a temperaturas ambientales pero reacciona vigorosamente con ácidos fuertes. El contacto con \(\ce{CO2}\) atmosférico y humedad altera los equilibrios carbonato/bicarbonato en solución; la carbonatación en estado sólido no es una preocupación porque el anión ya es carbonato. Para procesos que involucran calor, deben considerarse la deshidratación y las via de descomposición térmica subsecuentes (liberación de \(\ce{CO2}\) a temperaturas elevadas) en evaluaciones de compatibilidad y estabilidad térmica del material.
Parámetros moleculares e iónicos
Fórmula y peso molecular
- Fórmula molecular (estequiometría cristalina): \(\ce{CH4K2O5}\).
- Peso molecular: 174.24 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
- Masa exacta: 173.93328619 (según reportes).
- Masa monoisotópica: 173.93328619 (según reportes).
Otros descriptores calculados: - Área superficial polar topológica (TPSA): 65.2. - Número de donantes de enlaces de hidrógeno: 2. - Número de aceptores de enlaces de hidrógeno: 5. - Número de enlaces rotables: 0. - Número de átomos pesados: 8. - Complejidad: 18.8. - Carga formal: 0.
Se proporcionan SMILES, InChI e InChIKey para la identificación estructural inequívoca:
- SMILES: C(=O)([O-])[O-].O.O.[K+].[K+]
- InChI: InChI=1S/CH2O3.2K.2H2O/c2-1(3)4;;;;/h(H2,2,3,4);;;2*1H2/q;2*+1;;/p-2
- InChIKey: KMUFDTCJTJRWGL-UHFFFAOYSA-L
Iones constituyentes
Los principales constituyentes iónicos son el catión potasio y el anión carbonato junto con el agua de cristalización: \(\ce{K+}\), \(\ce{CO3^2-}\) y \(\ce{H2O}\). En solución acuosa la especiación puede incluir \(\ce{HCO3^-}\) dependiendo del pH y del \(\ce{CO2}\) disuelto.
Identificadores y sinónimos
Números de registro y códigos
- Número CAS: 16799-90-9
- ID sustancia DSSTox: DTXSID20608507
- InChIKey: KMUFDTCJTJRWGL-UHFFFAOYSA-L
Sinónimos y nombres comunes
- Carbonato de potasio–agua (2/1/2)
- carbonato de potasio dihidratado
- dipotasio;carbonato;dihidrato
- dihidrato de carbonato dipotásico
- Ácido carbónico, sal dipotásica, dihidrato (formato alternativo)
Aplicaciones industriales y comerciales
Funciones y sectores de uso
Como fuente soluble en agua de carbonato, el dihidrato funciona como reactivo alcalino, componente tamponador y agente neutralizante en fabricación química, formulación y contextos analíticos. Se emplea cuando se requiere una sal de potasio soluble en lugar de sodio, para control de pH, como precursor de otros compuestos potásicos y como base suave en síntesis orgánicas y procesos industriales. Las aplicaciones explotan su solubilidad, naturaleza no volátil y reactividad básica del anión carbonato.
Ejemplos típicos de aplicación
Los usos típicos incluyen ajuste y neutralización de pH en procesos acuosos, formulación de soluciones electrolíticas o tamponadoras basadas en potasio, materia prima para producción de sales potásicas y roles en ciertos sistemas catalíticos o de reactivos donde un carbonato soluble es ventajoso. En la práctica se selecciona la forma dihidratada cuando se requiere cristalinidad y control de contenido de agua para la reproducibilidad del proceso.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Peligros para la Salud y el Medio Ambiente
Como una sal inorgánica alcalina, la exposición a polvo concentrado o soluciones puede causar irritación en la piel, los ojos y el tracto respiratorio debido a su basicidad. La sustancia es no-volátil; los principales riesgos agudos se derivan del contacto con ácidos fuertes (evolución de CO2) y de exposiciones a altas concentraciones. El riesgo ambiental es principalmente a través de la alcalinización de cuerpos de agua si se liberan grandes cantidades, lo que puede alterar el pH acuático y el equilibrio ecológico.
Consideraciones para Almacenamiento y Manipulación
Almacenar en recipientes herméticamente cerrados en un lugar fresco, seco y bien ventilado para mantener la calidad del producto y evitar la contaminación. Prevenir la inhalación de polvo y evitar el contacto con ojos y piel; utilizar equipo de protección personal (EPP) adecuado, como guantes, protección ocular y protección respiratoria en operaciones propensas a la formación de polvo. Mantener alejado de ácidos y materiales incompatibles con sales carbonatadas básicas. Para información detallada sobre peligros, transporte y regulaciones, los usuarios deben consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
